談住宅建筑中節(jié)能設(shè)計(jì)

【摘 要】 隨著社會(huì)的發(fā)展，能源問(wèn)題已經(jīng)成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要因素之一，本文作者就現(xiàn)代建筑中的節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行研究探討，建筑節(jié)能設(shè)計(jì)對(duì)于降低建筑能耗，實(shí)現(xiàn)城市建設(shè)可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。

【關(guān)鍵詞】 住宅建筑；節(jié)能；設(shè)計(jì)；節(jié)能措施

引言

建筑節(jié)能對(duì)于促進(jìn)能源資源節(jié)約和合理利于，緩解我國(guó)能源資源供應(yīng)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的矛盾，加快發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，有著舉足輕重的作用。而做好建筑節(jié)能工作，建筑設(shè)計(jì)工作至關(guān)重要，建筑的節(jié)能性能是由多個(gè)環(huán)節(jié)決定的，包括建筑設(shè)計(jì)、暖通空調(diào)設(shè)計(jì)、水電設(shè)計(jì)等建筑節(jié)能設(shè)計(jì)，還包括建筑材料、建筑施工、工程竣工驗(yàn)收等等。而節(jié)能的首要環(huán)節(jié)在于建筑設(shè)計(jì)。

1 住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)整體環(huán)境設(shè)計(jì)

當(dāng)前，環(huán)境設(shè)計(jì)已成為居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)中的重要的一環(huán)。創(chuàng)造對(duì)節(jié)能有利的微氣候條件對(duì)建筑節(jié)能也非常重要，建筑的總體布局決定了建筑的朝向，并與基地的通風(fēng)和熱環(huán)境狀況密切相關(guān)，因此，適應(yīng)氣候的總體布局是建筑節(jié)能的起點(diǎn)。具體措施有：

1）在規(guī)劃設(shè)計(jì)中，合理高效地利用自然通風(fēng)是節(jié)能設(shè)計(jì)的重要手段。通過(guò)疏導(dǎo)基地和建筑群體通風(fēng)，在群體空間布局上采用前后錯(cuò)列、斜列、前疏后密等方式以疏導(dǎo)氣流，并使建筑物處于周圍建筑物的氣流漩渦區(qū)以外。2）太陽(yáng)輻射熱對(duì)建筑能耗影響最大，根據(jù)太陽(yáng)高度角方位角的變化規(guī)律，建筑南向夏季可減少輻射得熱，冬季可增加太陽(yáng)輻射得熱，是最有利的建筑朝向。3）在建筑設(shè)計(jì)中建筑體形盡量簡(jiǎn)潔，減少體形系數(shù)，使體形系數(shù)控制在0.3以下。利用建筑體形和建筑能耗之間的關(guān)系，設(shè)計(jì)合適美觀的創(chuàng)新形體來(lái)降低建筑能耗水平。

總之，建筑工程設(shè)計(jì)要按功能要求合理組合空間造型，充分考慮建筑體形、圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)建筑節(jié)能的影響，合理確定冷源、熱源的形式和設(shè)備性能，選用成熟、可靠、先進(jìn)、適用的節(jié)能技術(shù)、材料和產(chǎn)品。

2 住宅建筑墻體節(jié)能設(shè)計(jì)

在建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，墻體所占比重最大，通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱耗熱量約占75～80%。因而外墻體的保溫設(shè)計(jì)相當(dāng)重要，必須改變以往老的外圍護(hù)設(shè)計(jì)并采用新的節(jié)能墻體材料。實(shí)施JGJ26-1995《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)新標(biāo)準(zhǔn)》，外墻材料變化很大且增加保溫效果。將承重粘土磚改為承重空心磚，增加磚的孔空隙率，對(duì)保溫起到一定的作用。墻體改革，推動(dòng)了新型墻體材料的發(fā)展，多種節(jié)能型墻體應(yīng)運(yùn)而生，主要有以下幾種：

1）承重空心砌塊。它是由混凝土和多孔材料組成，具有高強(qiáng)、承重、保溫、節(jié)能、導(dǎo)熱系數(shù)低等特點(diǎn)。2）加氣混凝土外墻。加氣混凝土產(chǎn)品有粉煤灰加氣和砂加氣2種，有砌塊、條板狀，該類產(chǎn)品本身導(dǎo)熱系數(shù)小，是建筑熱工性能較好的一種新型墻體材料。3）內(nèi)保溫復(fù)合外墻。構(gòu)造特點(diǎn)與單一材料墻相比，構(gòu)造組合合理，有較高的熱絕緣系數(shù)，能較好地發(fā)揮保溫材料的作用，在滿足承重要求的前提下，磚墻可適當(dāng)減薄。4）夾心復(fù)合外墻。將墻體分為承重和保護(hù)部分，中間留有20-50mm空隙，內(nèi)填無(wú)機(jī)松散或塊狀保溫材料如爐渣、膨脹珍珠巖等，也可以不填材料做空氣層。

建筑外圍護(hù)構(gòu)造是反映建筑物各面的圍護(hù)物，即和外界空氣環(huán)境直接接觸的部分。建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫閣熱性能是由組成圍護(hù)結(jié)構(gòu)的各部材料性能所決定的。材料的保溫閣熱性能，通常用傳熱系數(shù)來(lái)衡量，傳熱系數(shù)越大，保溫隔熱的效果就越差。建筑節(jié)能工程大多數(shù)都采用外墻外保溫體系，其可有效地提高保溫隔熱性能，同時(shí)還可以解決外墻常見的開裂、滲水等現(xiàn)象，但建筑物的設(shè)計(jì)使用周期一般在50年以上，而外保溫層的整體作用的使用周期小于50年，因此，建筑設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能地使用輕質(zhì)、高強(qiáng)度、保溫隔熱、節(jié)能、節(jié)地新型墻體材料。

3 住宅建筑門窗節(jié)能設(shè)計(jì)

在建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，窗戶是薄壁的輕質(zhì)構(gòu)體，也是耗熱的薄弱環(huán)節(jié)，通過(guò)門窗縫隙空氣滲透耗熱量占20%～25%，普通單層玻璃窗的能量損失約占建筑物冬季保溫或夏季降溫能耗的50%以上，所以改善門窗的絕熱性能是節(jié)能工作的重點(diǎn)。

窗戶的節(jié)能應(yīng)區(qū)別不同朝向控制窗墻比，盡量避免東西向開大窗，以提高窗戶的遮陽(yáng)性能；另一方面，應(yīng)根據(jù)空調(diào)設(shè)備的價(jià)格和制冷、采暖費(fèi)用的比較去確定合適的玻璃品種，從各種玻璃的太陽(yáng)能阻隔特性和導(dǎo)熱性兩個(gè)方面去比較其節(jié)能效果，選擇吸熱玻璃、熱反射玻璃、低輻射玻璃和中空玻璃等，以提高玻璃的氣密水平。近年來(lái)，聚氯乙烯塑料門窗、單框雙玻彩板鋼窗和鋁合金窗，以其良好的保溫性和氣密性，在民用建筑中得到了較為廣泛的應(yīng)用。

另外窗戶是引起輻射熱的有利方面，但又是傳熱損失冷風(fēng)滲透損失都比較大的不利方面，即窗縫透氣，玻璃和窗框的熱阻太小，在符合窗墻面積比條件下其節(jié)能設(shè)計(jì)的主要措施有：

1）采用傳熱系數(shù)小的窗體材料，就目前來(lái)講，采用塑剛門窗，盡量減小開窗面積，以及夜間用保溫窗簾、窗板等節(jié)能措施。2）減少冷風(fēng)滲透，加設(shè)密封條，提高氣密性，如泡沫聚氨脂，泡沫聚乙烯等。3）加強(qiáng)戶門保溫，戶門采用填有聚苯板或巖棉板的保溫防盜門。

門窗的保溫隔熱性能：在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中與墻體、屋面相比，門窗（的熱工性能最差，是影響室內(nèi)熱環(huán)境與建筑能耗最主要因素之一。為改善門窗的保溫隔熱性能，可采用提高門窗的氣密性，控制窗墻面積比，窗框采用斷熱金屬型材，增加玻璃層數(shù)等措施來(lái)提高門窗的保溫隔熱性能，另外有效的遮陽(yáng)設(shè)施對(duì)降低太陽(yáng)輻射對(duì)建筑能耗的影響非常有益。

4 住宅建筑屋面節(jié)能設(shè)計(jì)

屋面的節(jié)能措施主要有兩點(diǎn)，一是屋面保溫層不宜選用密度較大、導(dǎo)熱系數(shù)較高的保溫材料，以避免屋面的重量、厚度過(guò)大；二是屋面保溫層不宜選用吸水率較高的保溫材料，以防屋面濕作業(yè)時(shí)因保溫層吸水量大而降低保溫效果。近年來(lái)，坡頂屋面發(fā)展較快，這種屋面便于設(shè)置保溫層。設(shè)置保溫層時(shí)，即可以順坡頂內(nèi)鋪釘玻璃棉氈或巖棉花氈，還可噴、吹或直接鋪設(shè)玻璃棉、巖棉、膨脹珍珠巖等松散材料作為屋面保溫層。

為了滿足節(jié)能要求，高效保溫材料已廣泛應(yīng)用于屋面，如水泥聚苯板等，采用該材料保溫性能大大提高一般采用內(nèi)保溫。目前正在研究外保溫，即倒置式屋面，它是將防水層設(shè)在保溫層之下，防止防水層直接暴露在大氣中受日曬交替凍融等作用老化，使防水層得到保護(hù)，從而大大提高其耐久性。目前所有保溫材料為擠塑聚苯乙烯保溫隔熱板，它具有閉孔型結(jié)構(gòu)，使得材料吸水率和透濕率均很小，壓縮強(qiáng)度大，具有出色的保溫隔熱性能，優(yōu)越的抗?jié)裥院秃芨叩目箟簭?qiáng)度。這些都符合建筑節(jié)能技術(shù)的發(fā)展方向。

屋面的保溫隔熱性能：屋頂在整個(gè)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)件所占的比例雖然遠(yuǎn)低于外墻，但對(duì)頂層房間而言，卻是比例最大的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其保溫隔熱性能的好壞，直接影響頂層房間的室內(nèi)熱環(huán)境與建筑能耗，與外墻一樣，也應(yīng)控制傳熱系數(shù)，采用高效保溫材料作為屋面的保溫層，根據(jù)保溫層的位置分內(nèi)外保溫，一般屋面大多采用外保溫，傳統(tǒng)的作法是保溫層設(shè)在防水層內(nèi)，現(xiàn)在是作法是保溫層設(shè)在防水層外的倒置式保溫屋面，即提高防水層的耐久性，又達(dá)到保溫隔熱的效果。

5 結(jié)論

住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)屬于一項(xiàng)系統(tǒng)工程，它在策劃、實(shí)施和獲得實(shí)效的長(zhǎng)時(shí)間過(guò)程中涉及設(shè)計(jì)、規(guī)劃、施工、調(diào)試、運(yùn)行、維修等很多環(huán)節(jié)。作一名設(shè)計(jì)人員，在對(duì)建筑進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)的同時(shí)我們應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)刭Y源條件，因地制宜，重視綜合設(shè)計(jì)過(guò)程這個(gè)新觀念，在方案之初即組織相關(guān)專業(yè)工種介入，統(tǒng)籌考慮相互影響，尋求合理的解決方案。因此現(xiàn)代住宅建筑設(shè)計(jì)中節(jié)能設(shè)計(jì)必須從建筑設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程出發(fā)，是對(duì)由多個(gè)子系統(tǒng)所組成的復(fù)雜大系統(tǒng)的全局優(yōu)化設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)

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