節能措施在現代住宅建筑設計中的應用

【摘 要】我國因為人口眾多，所以人均資源占有量十分有限，能源問題已經成為當下我國急需解決的重要任務。住宅建筑節能作為落實科學發展觀以及建立節約型社會的一項重要工作，將成為未來建筑發展的主流。

【關鍵詞】節能措施 住宅建筑 設計應用

1住宅建筑設計中的節能情況

建筑節能主要指在建筑物的設計、規劃、施工以及安裝維護中，按照建筑節能標準對住宅建筑進行隔熱的保溫圍護，或者選擇節能型可再生利用型的能源系統以及進行的相關維護保養。目前我國住宅建筑領域中節能應用措施情況并不是很好，和發達國家相比較來說還差得很遠，實際工作中并沒有做到節能計劃和節能措施發展的同步進行，據統計我國超過400億mz的建筑中只有其中1%采取了節能措旋，其余的都屬于高耗建筑。當下建筑業正在快速發展時期，但在每年的新建建筑中達到節能標準的建筑不到1億m：，建筑能耗占能源消耗的30%以上。不能實行廣泛的節能措施主要是因為建設過程巾缺少監督，每年相關節能政策都會更新，但建筑物的節能狀況卻并未得到相應改善，這要求相關政策發布時。應考慮到設置相關機構進行強有力的監督，因為如果沒有強有力的監督機構，建筑商就會為了節省資金成本而不執行節能相應措施，這樣的情況比比皆是。從以上的分析來看我國節能標準距離全面實行還有很長路要走，對此政府應該引起重視，不能把節能措施規定作為一種書面形式，應該切實的落實到實際建設中。

2住宅建筑設計中的主要節能措施

2.1住宅建筑的布局和體型

住宅建筑設計所涉及的自然地理環境，建筑單體的朝向、體型、間距、高度，道路網的布局以及廣場綠地的分布等都會影響居住區的微氣候，影響建筑的日照和通風，由此影響到住宅建筑的能耗。住宅建筑布局和體型優化設計要充分結合當地的自然環境因素、氣候特征、建筑功能、居民行為模式、風俗文化等因素，從布局、朝向、間距、夏季主導風向、太陽輻射及建筑外部環境構成等多方面進行考慮。比如：住宅朝向的選擇，盡量采用南北朝向，避免東西朝向，以期有利于夏季的自然通風，冬季增長日照時間，避免東西曬問題。在建筑設計中，考慮到建筑節能的需要，應盡量減少建筑形體的凹凸，在采暖居住建筑中體型系數宜控制在0.3以內，住宅進深應適當擴大，以10～14m為宜，住宅長度以55m左右較為適宜。此外，在總體規劃中，夏熱冬暖地區應合理選擇單體組合方案，形成風道，以充分利用自然風，減少空調等能耗。

2.2住宅建筑的平面設計

住宅建筑平面設計目的是為住戶的供給在設計上所進行的工作。包括如何滿足家庭構成、生活方式和價值觀等多樣化方面的要求，要注意功能多樣性、采光通風性、舒適度、面積利用率和功能布局合理性等五個方面。節能住宅滿足上述要求同時，主要考慮建筑平面形狀、熱環境分布以及溫度阻尼區的設置等方面的因素。住宅建筑平面形狀應規整，盡量減少外圍護結構面積，增加冬季直射室內的陽光，減少夏季太陽輻射。比如把房屋外墻面積大、開窗多的一面正對太陽輻射強度大的南向，使建筑在冬季可以有效地收集太陽能，北側外墻只開設小窗，主要滿足通風的需要，而東西方位不開窗或開小窗。熱環境分區中把要求較低的廚房、廁所、過廳布置在北向。而盡量爭取將居室布置在南向，充分利用太陽能，保持冬季室內有較高的溫度。住宅建筑中設置一定的溫度阻區可有效地減少傳熱損失。例如，夏熱冬冷地區樓梯問由過去的開敞式改為封閉式，樓梯間設窗；北向單元入口均設門斗，避免冬季西北風灌入：對屋面上入孔密封處理，使整個樓梯問形成一個溫度阻尼區。在夏熱冬暖地區合理控制戶內空氣，創造良好的室內環境。

2.3圍護結構及材料設計

住宅建筑的圍護結構，由包圍空間的將室內與室外隔開的結構材料和表面裝飾材料構成，在建筑圍護結構中，屋面、墻體、門窗和地面是建筑能耗的四大部位，所占能耗比例依次為屋面22%，墻體24%，門窗33%，地面15%。圍護結構必須平衡通風和采光的需求，并提供適合建筑地點氣候條件的熱濕保護。圍護結構的熱工設計對于建筑在運行中的耗能是一個主要因素。

2.3.1屋面節能

屋面的面積在整個圍護結構中比例不大，但是對于頂層房間而言卻是非常重要。因此，屋面節能措施的要點：①屋面保溫層不宜選用密度較大、導熱系數較高的保溫材料，以免屋面重量、厚度過大；②屋面保溫層不宜選用吸水率較大的保溫材料，以防屋面濕作業時因保溫層大量吸水而降低保溫效果。現在，屋面保溫節能多采用高效保溫材料保溫屋面、架空型保溫屋面、浮石沙保溫屋面和倒置式保溫屋面等節能屋面。南方地區更強調隔熱效果，可采用種植屋面、高反射率屋面或遮陽屋面。

2.3.2墻體節能

墻體節能技術多采用復合墻體節能。復合墻體節能是指在墻體主體結構基礎上增加一層或幾層復合的絕熱保溫材料來改善整個墻體的熱工性能。復合墻體節能多采用巖棉、玻璃棉、聚苯乙烯塑料、聚氨酯泡沫塑料及聚乙烯塑料等新型高效保溫絕熱材料以及復合墻體，降低外墻的傳熱系數。根據復合材料與主體結構位置的不同，土要分為內保溫技術和外保溫技術兩大類外墻內保溫施工，是在外墻結構的內部加做保溫層。外保溫是目前大力推廣的一種建筑保溫節能技術。外保溫與內保溫相比，技術合理，有其明顯的優越性，使用同樣規格、同樣尺寸和性能的保溫材料，外保溫比內保溫的效果好。外保溫技術不僅適用于新建的結構工程，也適用于舊樓改造，適用范圍廣，技術含量高；外保溫層位于主體結構外側，能夠保護主體結構，延長建筑物的壽命，有效減少了建筑結構的熱橋，增加建筑的有效空間，同時消除了冷凝，提高了居住的舒適度。在南方地區，尤其是夏熱冬暖地區應注重采用淺色外飾面，減少太陽輻射吸收系數。

2.3.3外窗節能

據統計，通過外窗的熱損失占建筑能耗的35～45%，可見外窗是建筑圍護結構中比較薄弱的部位。外窗的窗框材料、玻璃品種及有無遮陽措施都會顯著影響其熱工性能。普通的單玻鋁合金外窗的傳熱系數是墻體的六倍。因此，應使用新型保溫節能外窗。外窗玻璃應盡量選擇中空玻璃。目前熱工性能較好的外窗采用雙玻中空雙腔充惰性氣體（厚度為40rnm）玻璃，窗框為鋁合金斷熱橋型材，這種外窗的傳熱系數可達到1.5W/m2·K。

此外，窗墻面積比也是影響建筑圍護結構節能的主要因素。確定窗墻面積比要綜合考慮多方面的因素，其中主要因素是不同地區冬夏季日照情況（日照時間、太陽總輻射強度、陽光入射角）、季風、室外溫度、室內采光設計標準及外窗開窗面積等。一般外窗的保溫性能外墻差很多，窗墻面積比越大，暖通空調系統能耗越大。

3結語

建筑是人們賴以生存的居住環境，在當今這個需求更高的社會環境中，人們對空間環境的感受也變得尤為敏感。而為了使人們在舒適居住的同時，還能享受自然帶來的美感，并且改善對資源的消耗，促使自然環境的有效保護，在建筑的設計當中就要對生態策略進行融合，才能實現人與環境之間的和諧發展。

建筑節能是一項系統工程，作為設計行業的人員，在對建筑進行節能設計的同時應根據當地資源條件，因地制宜，就地取材，合理利用。在住宅建筑設計中，如果要達到高舒適度、低能耗標準，需要較多的技術支撐和設計經驗，設計師要充分考慮住宅建筑布局和體型系數、建筑平面設計、建筑外圍護結構的優化設計、內部各技術系統之間的配合、生態能源系統的應用等方面的因素。只有在住宅設計中采取有針對性的節能措施，才能進一步節約能源，提高建筑的舒適度。