住宅節(jié)能設計

底冬蕾

摘要:近年來隨著人們生活水平的提高,住宅產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,人們對居住條件和質(zhì)量需求逐漸增大,住宅對能源的占有逐漸增大,隨著世界能源資源不斷緊張,要求合理利用能源,減少能源消耗的呼聲日益強大,節(jié)約能源迫在眉睫,本文通過對住宅的規(guī)劃設計和結構設計采取的技術措施的論述,實現(xiàn)住宅在設計方面的能源節(jié)約。

關鍵詞:住宅;設計;節(jié)能

1 概況

建筑節(jié)能技術是一項綜合的技術,正日益受到世界各國的重視。建筑節(jié)能能耗是能耗的主要方面(通常占國家總能耗的30%~40%)。建筑能耗占社會總能耗的30%～45%。我國建筑能耗已占社會總能耗的20%～25%,正逐步上升到30%。因此建筑節(jié)能是目前節(jié)能領域的當務之急。

建筑節(jié)能分為二部分:一是建筑物自身的節(jié)能;二是空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能。建筑物自身的節(jié)能主要是從建筑設計規(guī)劃、維護結構、遮陽設施等方面考慮。空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能是從減少冷熱源能耗、輸送系統(tǒng)的能耗及系統(tǒng)的運行管理等方面進行考慮的。據(jù)有關資料介紹,圍護結構的傳熱系數(shù)每增大1W/M2·K,在其他工況不變條件下,空調(diào)系統(tǒng)設計計算負荷增加近30%。所以改善建筑的保溫隔熱性能可以直接有效地減少建筑物的冷熱負荷,是建筑設計上的首要節(jié)能措施。

理想的節(jié)能建筑應在最少的能量消耗下滿足以下三點:一是能夠在不同季節(jié)、不同區(qū)域控制接收或阻止太陽輻射;二是能夠在不同季節(jié)保持室內(nèi)的舒適性;三是能夠使室內(nèi)實現(xiàn)必要的通風換氣。目前,建筑節(jié)能的途徑主要包括:盡量減少不可再生能源的消耗,提高能源的使用效率;減少建筑圍護結構的能量損失;降低建筑設施運行的能耗;在這三個方面,高新技術起著決定性的作用。

2 住宅節(jié)能技術設計

2.1 節(jié)能建筑規(guī)劃設計

根據(jù)建筑功能要求和當?shù)氐臍夂騾?shù),在總體規(guī)劃和單體設計中,科學合理地確定建筑朝向、平面形狀、空間布局、外觀體型、間距、層高、選用節(jié)能型建筑材料、保證建筑外維護結構的保溫隔熱等熱工特性及對建筑周圍環(huán)境進行綠化設計,設計要有利于施工和維護,全面應用節(jié)能技術措施,最大限度減少建筑物能耗量,獲得理想的節(jié)能效果。

2.1.1 建筑朝向和平面形狀

同樣形狀的建筑物,南北朝向比東西朝向的冷負荷小,因此建筑物應盡量采用南北向。選擇合理的建筑物朝向是一項重要的節(jié)能措施。空調(diào)建筑的平面形狀,應在體積一定的情況下,采用外維護結構表面積小的建筑。

2.1.2 合理規(guī)劃空間布局及控制體型系數(shù)

如果是依靠自然通風降溫的建筑,空間布局應比較開敞,開較大的窗口以利用自然通風。而設有空調(diào)系統(tǒng)的建筑,其空間布局應十分緊湊,盡量減少建筑物外表面積和窗洞面積,這樣可以減少空調(diào)負荷。

2.1.3 綠化對節(jié)能建筑的影響

綠化對居住區(qū)氣候條件起著十分重要的作用,它能調(diào)節(jié)改善氣溫,調(diào)節(jié)碳氧平衡,減弱溫室效應,減輕城市的大氣污染,減低噪聲,遮陽隔熱,是改善居住區(qū)微小氣候,改善建筑室內(nèi)環(huán)境,節(jié)約建筑能耗的有效措施。

2.2 節(jié)能結構設計

2.2.1 墻體節(jié)能技術

2.2.1.1 使用環(huán)保、節(jié)能型建筑材料

保溫墻體是建筑物本體節(jié)能的重要技術手段,實踐證明復合墻體比單一材料的墻體能取得較高熱阻,節(jié)約采暖能耗。使用環(huán)保、節(jié)能型建筑材料,可有效減少通過圍護結構的傳熱,從而減少各主要設備的容量,達到顯著的節(jié)能效果。

主要技術方法有:①建筑外墻內(nèi)保溫技術:在建筑外墻結構的內(nèi)部加做保溫層、取消傳統(tǒng)的實心磚,應用新型的混泥土空心砌塊磚、粉煤灰砌塊磚等;②外掛技術:采用粘接砂漿或者是專用的固定件,將保溫材料貼、掛在建筑外墻上,然后抹抗裂砂漿,壓入玻璃纖維網(wǎng)格布,使其形成保護層,最后加做裝飾面;③絕熱材料與墻體一次性澆灌成型技術:在混凝土框-剪體系中,把絕熱板材內(nèi)放于建筑模板里,在即將澆灌的墻體外側隨后澆灌混凝土,一次性澆灌成型為復合墻體。

2.2.1.2 隔離太陽輻射熱

對垂直墻面可采用外廓、陽臺、挑檐陽等遮陽設施和淺色墻面、反射幕墻、植物覆蓋綠化等。

2.2.2 門窗的節(jié)能設計

門窗的朝向、構造、尺寸和形狀以及密封程度是影響門窗能耗的主要因素,綜合考慮以上因素,在門窗節(jié)能上的的主要技術設計:采用加層窗技術提高窗戶的保溫隔熱性能,對戶門及陽臺門進行保溫處理,提高氣密、水密、隔聲、保溫、隔熱等主要物理性能。

2.2.2.1 盡量減少門窗的面積

門窗是建筑能耗散失的最薄弱部位,面積約占建筑外維護結構面積的30%,其能耗約占建筑總能耗的2/3,其中傳熱損失為1/3。所以門窗是外維護結構節(jié)能的重點。所以在保證日照、采光、通風、觀景條件下,盡量減少外門窗洞口的面積。

2.2.2.2 設置遮陽設施

設置遮陽設施,考慮空調(diào)設備的位置。減少陽光直接輻射屋頂、墻、窗及透過窗戶進入室內(nèi),可采用外廊、陽臺、挑檐、遮陽板、熱反射窗簾等遮陽措施。門窗的遮陽設施可選用特種玻璃、雙層玻璃、窗簾或遮陽板等。

2.2.2.3 提高門窗的氣密性

有資料表明,房間換氣次數(shù)由0.8h-1降到0.5h-1。建筑物的耗冷可降低8%左右,因此設計中應采用密閉性良好的門窗。加設密閉條是提高門窗氣密性的重要手段之一。

2.2.2.4 合理控制窗墻比

窗墻比是窗洞口與墻的面積比值,增大這兩個比值不利于空調(diào)建筑節(jié)能,應盡量減少空調(diào)房間兩側溫差大的外墻面積及窗的面積。

2.3 屋頂?shù)墓?jié)能設計

2.3.1 隔離太陽輻射熱

隔離太陽輻射熱,減少陽光直射,一對屋頂可采用架空屋面,淺色屋面,種植屋面等。對屋面進行綠色覆蓋,既可遮陽,又能隔熱,而且通過光合作用,可消耗或轉化部分能量,也起到美化環(huán)境作用。因此植物覆蓋法是空調(diào)節(jié)能的較好的方法。二設計通風屋面、蓄水屋面等節(jié)能措施。三是采用減少熱量傳遞,一般的技術方法:①既有建筑的屋頂:鋪設高效保溫隔熱材料,并加設一掛瓦坡屋頂保護,使傳熱系數(shù)大幅度下降;②在新建房屋平屋頂上鋪設高效保溫隔熱材料,并用加氣混凝土塊支撐的薄鋼筋混凝土板覆蓋,中間設有5厘米厚空氣間層,使傳熱系數(shù)值下降。

2.3.2 “冷屋頂”節(jié)能

國外很多專家對“冷屋頂”(cool roofs)進行了大量的研究,發(fā)現(xiàn)其節(jié)能效果很顯著。所謂“冷屋頂”(cool roofs)是指日射反射率高的屋頂,它通過對普通屋頂涂上高反射率的涂料,提高屋頂?shù)娜丈浞瓷渎?減少太陽熱量的吸收,從而達到減少空調(diào)冷負荷和空調(diào)節(jié)能的目的。研究表明:采用“冷屋頂”節(jié)能可使空調(diào)負荷減少約 10%～50%。

2.4 節(jié)能設施技術

隨著季節(jié)的更替,冬季要采暖,夏季要有空調(diào),這些已經(jīng)成為現(xiàn)代住宅的追求,這種舒適完全依賴設備的運轉,同時也意味著有大量的能源消費。采暖系統(tǒng)控制技術針對“垂直串聯(lián)式單管采暖系統(tǒng)”無法控制及無法計算采暖能耗問題,采用“按典型房間溫度對整幢建筑的采暖系統(tǒng)進行控制”和“改造供暖管道系統(tǒng),單管加跨越管和雙管系統(tǒng)”措施,提高供熱系統(tǒng)的熱效率;應用戶用熱表和溫度調(diào)節(jié)閥;應用熱管網(wǎng)水力平衡技術和調(diào)控設備。

3 結論

建筑節(jié)能技術函蓋了建筑施工、采暖、通風、空調(diào)、照明、建材、熱工、環(huán)境、監(jiān)測和計算機等不同專業(yè)的知識內(nèi)容,是一個學科交叉并充分結合的綜合技術,只有通過各個方面的努力,才能實現(xiàn)國家住宅節(jié)能60%的目標,減少能源消耗,合理利用資源。