探究住宅建筑的節能設計措施

【摘 要】研究和設計舒適健康的節能型住宅是時代賦予中國建筑師的使命，我們應該盡快行動起來，拓展我們的設計思路，為做出真正的節能建筑而努力。本文結合自身工作經驗探究了在住宅建筑設計中的相關節能措施。

【關鍵詞】建筑設計；住宅建筑；節能設計

前言

住宅建筑節能應從住宅區的規劃布局著手，根據所處地區的氣候特點，因地制宜，使建筑群的總體布局和建筑物的平面布置充分考慮冬季日照和夏季自然通風，并盡量結合住宅小區的自然資源，如水域、植被、綠化等，盡量減少硬地面積，以調節局部溫度，改善小區微循環氣候。單體設計應盡可能選擇當地最有利的建筑朝向，一般采用南北向或接近南北向，滿足日照要求，使建筑冬季可以增加太陽輻射得熱，夏季減少太陽輻射得熱。另北方地區建筑物的設計應注意控制其體型系數，將體型系數限制在一個較低的水平上，以減少其圍護結構的傳熱損失。南方地區建筑應與當地夏季的主導風向一致，通過合理、有效的平面布置組織夏季涼爽時間的穿堂風，以降低建筑能耗。

1 住宅建筑整體設計的節能措施

1.1 住宅總體平面的節能設計

科學的整體規劃是住宅建筑設計的節能措施之一。規劃節能設計的思路是從建筑的選址開始，從住宅的布局、住宅的朝向、建筑的間距、氣候風向、陽光輻射等外部環境營造入手，進行必要的分析并總結出氣候結構和地理因素對建筑節能的影響，選擇有利的條件，避免不利的因素，通過合理的布局和對自然因素的利用，形成一個有利于節能的微型小區氣候環境，實現降低建筑使用能耗的目的。

1.2 住宅建筑的外部環境的節能設計

眾所周知必要的綠化可以改善空氣質量和降低粉塵，減輕噪聲污染對室內的影響，營造良好的室外熱環境。住宅建筑的整體設計中就可以利用綠化來實現對整體環境的改善。住宅區中的綠地、廣場、預留設施等不僅僅可以提供必要的休閑場所，還可以提高住宅小區的綠化面積，利用各種植物的穿插使用，營造安靜舒適的居住環境，而且可以降低整住宅小區的環境溫度，從而達到降低能耗的目的。

2 住宅建筑設計的外圍結構節能

住宅建筑之所以會產生能耗主要是因為冷熱傳導造成的內外能量交換而造成的能量的流失。為了維持建筑物內部舒適，人們往往通過制冷或者供暖的形式來維持建筑物內的溫度的穩定，而建筑內外的冷熱傳導加劇增導致制冷或者取暖的能量消耗，這就產生了能耗。當然能耗是不可完全避免的，而適當的改進建筑的外圍結構和建筑形式，則可以降低能耗。

2.1 建筑物門窗的節能

建筑的門窗是導熱的薄弱環節，因為門窗都是輕薄材料構成，其導熱的性能是降低能耗的薄弱環節。據試驗，單層的玻璃窗的能量損失是整個建筑夏季降溫和冬季保暖能耗的50%。因此在節能設計中應當合理的設計墻窗的比例和位置，如：在東西墻面避免開有較大的窗口，同時也需要設計合理高度以平衡光線和控制溫度的關系。另外，在材質選取和形式設計上也應當充分考慮節能的需求，做到既經濟又合理。

2.2 外圍墻體設計

隨著傳統的實心磚墻的使用減少，復合材料構成的輕質保溫墻體越來越得到了廣泛的應用，成為建筑墻體設計的主流。其主要的形式是：利用輕質磚或者鋼筋混凝土作為墻的承載主體，而絕熱材料與之配合，以粘貼的形式增強墻體的保溫隔熱的性能，從而形成了復合墻體。目前的復合墻體有：1）內保溫墻，也就是將絕熱材料復合在外墻的內側。這種方法施工簡單，是廣泛采用的保溫技術。2）中間層保溫墻。這種方法就是將保溫材料設計在外墻和內墻中間，保暖性較好，但是施工工藝較復雜，需要保證填充的質量。3）外保溫墻，也就是將保溫材料粘合在承重墻的外層，這種方法的熱穩定性較高，可以增加居住空間，但是對外保溫層的穩定性要求較高，需要其能夠對抗惡劣天氣和溫度的變化，尤其是北方住宅，對外保溫材料的耐久性要求更高。

2.3 外墻節能

墻體是建筑外圍護結構的主體，外墻的節能設計直接影響到建筑的耗能。隨著節能設計的深入開展，外墻的保溫材料、做法也越來越科學、合理。而不同的建筑物及所處地區的不同均有不同的要求。如何選擇合理的保溫構造、材料，是建筑師應該用心研究和思考的。

盡管保溫材料的發展研究不斷創新，新材料層出不窮，但按形態區分基本可分為板材(固體)保溫隔熱材料和漿體保溫隔熱材料兩種。常用的板材保溫隔熱材料有發泡型聚苯乙烯板、擠出型聚苯乙烯板、巖棉板等，其使用的地區和范圍比較廣，可在外墻外保溫工程中使用，也可在外墻內保溫工程中使用。漿體保溫隔熱材料主要有膠粉EPS顆粒保溫漿料、硬泡聚氨酯等。

外墻保溫也可將單一保溫材料與其他輔助材料復合而成為一個系統，稱為系統保溫隔熱材料。現有的系統保溫材料有：

2.3.1 外墻外保溫系統：發泡型聚苯乙烯板(或擠出型聚苯乙烯板)+耐堿玻纖網布+含有膠粘劑的聚合物砂漿。

2.3.2 內保溫系統：發泡型聚苯乙烯板(或擠出型聚苯乙烯板)+紙面石膏板、GRC保溫板(發炮型聚苯乙烯板與水泥砂漿復合)、巖棉夾心保溫板、增強水泥聚苯保溫板等。

目前外墻保溫做法越來越多，但無論采用哪種保溫構造，都應滿足一般外墻的功能要求，應能經受冷、熱、冰、雪、風雨的考驗，并達到防火、防水、防潮的要求。保溫材料的防火性能及防火構造應引起人們重視，當外墻構造中有保溫材料暴露在空氣間層中。但又無防火隔斷時，保溫材料的防火性能顯得尤其重要。另保溫材料在施工過程中發生火災的情況也時有發生，可見外墻保溫的防火需要設計與施工、管理等各方密切配合，才能達到預期的效果。

近年來，住宅設計中有一種趨勢，就是一唯追求凸窗臺、大玻璃、落地窗，全然不顧是東南西北，嚴寒酷熱，其實，從環保節能的角度看，那是不值得提倡的，因為窗戶面積的大小直接影響建筑采暖和空調的能耗。采暖建筑應避免在北向大面積外窗、幕墻，一般窗墻比應控制在0-3左右。北向也不宜采用凸窗臺的形式，尤其在嚴寒地區，因為凸窗的傳熱系數比相應的平窗降低10％，會導致采暖費用的增加。空調建筑不應在東、西朝向設置大面積采光外窗，減小玻璃面的日照面積，降低夏季空調能耗 另南方地區，為避免太陽光直射，應更多的采用外遮陽的建筑形式，尤其是固定外遮陽。好的遮陽設計應該與建筑整體非常的協調統一，并研究光和風的利用，形式簡單、美觀，便于安裝、維護。

2.4 住宅建筑的屋頂保溫

建筑的外圍結構中對節能影響較大的還有屋頂，設計中應當保證：1）屋頂使用的保溫材料應當嚴格的控制吸水率，盡量降低材料吸水性能。這樣可防止屋面因降雨而產生材料吸水影響其保溫性能。2）設計中屋頂還應該選用輕質、高密的材料，以此降低屋頂的自重，并提高其保溫效果。

3 住宅建筑設計的其他節能措施

3.1 設計盡量做到對常規能源的節約

目前，建筑住宅的主要能源消耗就是電能和采暖用熱能。因此設計中應合理的采用必要的措施來降低這兩種常規能源的消耗。1）在用電方面：應對建筑的電氣設計合理的規劃，并采取必要的措施降低供電配電系統中的線損，提高用電效率，降低無謂的能量損耗。

另外，在住宅建筑設計中結合整體規劃設計，盡可能的利用日光作為日常的光源，減少住宅的“采光死角”，減少白天燈光照明，避免產生無謂的浪費。2）對于供暖方面，應當配合集中供熱系統來實現住宅的集中化供熱，以此降低采暖的額外能耗，并且對建筑中的管網合理設計提高熱量的利用效率，做到溫度適宜，減少浪費。

3.2 住宅設計中可以充分利用太陽能

太陽能是一種最為清潔的資源，對太陽能的利用，是目前住宅建筑設計上普遍關注的節能設計方向。近些年我國的能源供給越來越緊張，煤炭、電力、燃油供應已經出現了供應上的缺口，因此太陽能就成了必要的補充能源，并逐步向著替代能源發展。太陽能熱水器、太陽能電池等技術都已經走向成熟，所以對太陽能的利用將成為未來建筑設計中的重要節能措施，尤其是作為住宅建筑，如果能夠很好的將太陽能與日常供電、供暖結合起來，無疑可以提高住宅建筑節能的效果。

4 結語

以上是我對住宅建筑節能的一些粗淺的經驗總結，希望給同行起到參考與借鑒的作用，實際工作中還有許多更好更切合實際的經驗有待我們規納與總結。低碳社會是未來國際倡導的潮流，而建筑節能是其中重要的一環，作為有責任的中國建筑師，我們應該拓展我們的設計思路，為做出真正的節能建筑而努力。