大豐維羅納花園住宅的節能設計

■ 吳斌斌 Wu Binbin

0 前言

隨著世界環境的日益惡化，節能減排成為當今世界的一個重要議題，在世界各地都得到了強烈的關注，無論是出于對于人類自身的思考還是對于后代的關懷，這無疑已經成為與人類生活息息相關的重要組成部分。而在我國節能減排已成為一種社會責任，隨著我國經濟的迅速發展，政府對環境保護、節約能源、改善居住條件的高度重視，法制逐步健全，尤其在住宅建筑的規劃設計上已逐步完善了相應規范和要求，節能設計已經成為了規劃設計中的重要一環，也是體現規劃設計水準的一項重要指標。

大豐維羅納花園住宅設計作為大豐市的示范型生態宜居的住宅小區，從建造起便以一種領先的姿態在節能環保方面走在了當地的前沿。在項目的規劃設計之初不僅考慮了建筑的造型結構、使用布局等外部因素，同時也從多方角度切入，多個專業分析，在能耗循環利用和節能設計方面進行了詳細的調研，以求得住宅建筑的各項基本要素與節能減排的效能平衡，經濟性、使用性與規范性要求的平衡，滿足在采暖、空調等多個方面節能的要求。

1 建筑節能設計要點

1.1 地區特征

大豐維羅納花園住宅的項目位于江蘇省大豐市新區(北緯33.4°，東經120.1°)，西至西康路，南至健康西路，北至幸福西路，建筑面積約15萬m2。屬于夏熱冬冷地區，該地區的氣候特點是：夏季高溫、炎熱，且持續時間長；冬季寒冷、潮濕，時間較短。這樣的環境特征對節能設計要求也相對較高,不僅夏天要滿足其在通風方面的要求，而在冬天也要滿足在日照采暖方面的要求。在規劃設計中，選擇以正南北朝向為節能創造有利條件，使住宅區內的住宅在夏季通風和冬季日照都能得到最大限度需求，同時也避免了相互的遮擋而產生的能量消耗影響。

1.2 造型特征

大豐維羅納花園住宅區是具有意大利風情的社區，以充滿地中海特色的造型為主體，配以縱深豐富的景觀軸線，形成了具有層次感的高品質歐式住宅區。

而以傳統的觀念來說越是造型豐富的建筑，其對節能體形系數方面的影響越是不利。凹凸豐富、錯落有致的造型使整個住宅建筑的體形變得更為復雜，南北通透的充裕采光使開窗面積配比大幅度提高，產生了諸多對節能不利的影響因素。所以，在節能的整體設計中，配合歐式景觀坡頂內的空氣層，大尺度挑檐等建筑元素的合理調節，通過設置一系列的建筑整體節能措施，大幅度地提高整個住宅建筑的效能，使整個造型既不失去歐式的主題，又為節能創造有利的條件，以彌補歐式復雜的造型構件對節能造成的負面影響。

2 建筑節能設計分析

2.1 圍護結構

圍護結構是滿足建筑物節能效能的重要組成部分，不同材質的圍護結構會有不同墻主體傳熱阻值，產生不同的墻身傳熱系數，對建筑產生的能量效應也不盡相同。所以，對材料的選擇對住宅建筑的節能設計是至關重要的。在大豐維羅納花園住宅工程中一開始按照常規方案，建筑外墻圍護結構選用了應用的比較廣泛的，而且技術也比較成熟的30mm厚膨脹聚苯板作為保溫隔熱材料。但是經過設計上經濟性和安全性的比較分析，將保溫材料改成了40mm厚的膠粉聚苯顆粒保溫砂漿（導熱系數：0.06 W/(m·K)，蓄熱系數：1.17W/(m2·K)，熱阻值：0.67(m2·K)/W，熱惰性指標D=R·S=0.78），相比較于膨脹聚苯板來說，膠粉聚苯顆粒保溫砂漿更注重保溫隔熱系統的透氣性，同時結合外墻水泥砂漿使用，不僅縮短了施工的周期而且還減少了墻體的構造厚度，更體現了住宅建筑的經濟上的合理性。更重要的是膠粉聚苯顆粒保溫隔熱系統，具有密度大，變形力小，具有防火功能，在安全性上更具有可靠性，避免意外火災產生的事故和隱患，滿足了2009年9月25日公安部、住房和城鄉建設部聯合制定的《民用建筑外保溫系統及外墻裝飾防火暫行規定》（以下簡稱《規定》）。《規定》遵循建筑節能與建筑防火統籌兼顧的原則，對不同火災危險性的建筑規定采取不同的保溫材料和不同火災防范措施。

2.2 建筑門窗

近年來有關數據統計，在我國建筑能耗已經占到全部能耗的40%左右，而其中一半的能量是通過窗戶流失的，所以建筑門窗是建筑外立面上影響建筑能量交換的重要部分，門窗的比例越大，對節能設計而言越是不利。另一方面，門窗大小也是影響整個建筑外觀造型的重要部分。大豐維羅納花園住宅的門窗從材質到位置都充分考慮了對節能設計的影響。住宅建設中選用的外窗類型為塑鋼普通中空玻璃窗4+9A+4，其玻璃間的空氣層填充為氬氣，自身遮陽系數0.648，傳熱系數2.705W/(m2·K)，比起擋風雨、透視、換氣的單層或雙層普通平板玻璃，其保溫隔熱性更具有節能的優勢。通過雙層斷橋的中空玻璃窗滿足冬季保溫要求，也一定程度上彌補了南北向造型窗戶過多的而產生的不必要的能量交換和消耗。同時每戶住宅的分戶門類型選用節能外門保溫（其傳熱系數為2.47W/m2·K)，相比于普通木門更具有良好的保溫隔熱效能，使整個內部空間的能量更為穩定，不至使能量的非正常流失。

2.3 屋頂

在配合大豐維羅納花園的整體意大利風情外觀上，屋頂也采用1∶2.5坡度的歐式風格坡屋頂。屋頂作為住宅建筑的重要組成部分，對建筑節能的功效也是占主導地位。不同結構形式的屋頂對節能保溫性能是有著很大差異的，把握好屋頂的構成是節能設計中重要一環，通過對屋頂的節能設計及整體能耗控制，同時配合圍護結構和建筑門窗的節能性能，才能使整個住宅建筑有成效的節能效果。在大豐維羅納花園住宅工程中，首先利用坡頂內空氣隔熱層來加強屋頂層的保溫效能，同時配合擠塑聚苯乙烯泡沫板，板厚度30mm，導熱系數0.03W/(m·K)，蓄熱系數0.54W/(m2·K)，熱阻值1.00 (m2·K)/W，使整個屋頂層的傳熱系數K不僅滿足規范設計要求，更從全局上調節了整個住宅建筑的保溫性能。

在大豐維羅納花園住宅的規劃設計中，對方案做了多次的調整，并對住宅建筑設計與住宅建筑節能的把握了較好的尺度。同時為了驗證大豐維羅納花園住宅節能效果，采用了節能分析軟件的動態計算，校核了設計建筑的能耗指標均已達到規范標準要求。根據《江蘇省民用建筑熱環境與節能設計標準》（DB32/478-2001）的要求，大豐維羅納花園住宅建筑的節能設計達到節能的設計要求。

3 結語

我國一直處于能源稀缺的邊緣的人員大國，而在消耗的能源中，建筑能耗上約占全國總能耗的1/4，居能源消耗的首位。如何有效的進行建筑節能是近年來國內住宅建筑的設計研討的熱點。而相較于節能較發達國家，我國在這方面的起步相對較晚，而且資源的浪費又十分的嚴重，提高建筑節能設計水平對建筑業及整個國家有著潛在的經濟和社會效益。

其次，我國的住宅建筑的外保溫需求量巨大，不同地區、不同氣候條件對外保溫的技術要求也不相同，這決定了我國住宅建筑外保溫系統的種類必然是多元化的。但是，不論怎樣的住宅建筑體系構造，對其防火安全性要求也應是相同的。對此，住宅建筑的外保溫系統的防火性能進行等級劃分是今后發展方向。

再次，住宅建筑外墻外保溫系統的耐久性、安全性（墜落）、市場有序競爭（合理價格）及管理（施工、檢測、監督及質保）等也是需要重點考慮的問題。對于建筑設計師來說，也要進一步關注及研究保溫系統的適用性及經濟性：如公共、民居住宅建筑類型保溫體系與結構體系適用性；保溫體系本身對不同結構體系適用性；自保溫復合體系、內保溫體系推廣應用可行性；本地區外墻保溫系統適用技術體系。