住宅綠色建筑節能技術在建筑設計中的應用

段紅英 高磊

【摘要】 隨著科學技術的不斷進步，各種高能耗的科技產品出現在人們的生活中，由此導致各種能源被不斷消耗，全球已經迎來初期能源危機，這種狀況會越來越嚴峻。基于資源保護的基本意識，必須對生活中各種耗能系統進行節能設計，減緩能源損耗，走可持續發展道路。建筑是目前耗能量最大的系統，遍布全球各地，對建節能設計將會極大緩解能源損耗速度。本文就住宅綠色建筑節能技術的在建筑設計中的應用進行探究。

【關鍵詞】住宅；綠色建筑；節能設計

隨著科技的發展以及人們水平的提高，人們的生活目標已經從原先簡單的物質需求轉而向追求更高生活質量發展。傳統建筑大多僅注重對房屋質量的控制，并未考慮到景觀設計以及綠色節能，隨著人們生活觀念的轉變對建筑的衡量標準也發生變化。在綠色建筑施工中會遇到許多技術上的難題，傳建設中沒有考慮到眾多因素結合的效果，針對當前建筑中存在的問題進行分析并做出針對性改善是建筑發展必須逾越的鴻溝。

1 國內住宅及景觀設計綠色建筑節能技術應用現狀

住宅綠色建筑節能的設計要符合實際情況，切不可因為過分注重節能減排而脫離實際情況。節能減排本就出于經濟性的角度出發的，節能本身也要符合經濟性原則。一些設計者和管理者為了過分表現，在設計過程中往往不惜代價研究節能方法，引進節能設備，雖然建筑節能設計能夠達到節能效果，但在建設中已經花費巨額資金，得不償失，從實際效率評估角度來看并未達到減少浪費的目的。

住宅綠色建筑節能設計是一項逐漸完善的過程，首先針對各注重點進行分析，其次在針對各個細節進行完善。一些管理人員在設計過程中往往病急亂投醫，沒有對整個項目進行深入分析，而是針對一些難以取得實際效益的部分進行研究，并花費大量的人力以及資金，但實際卻收效甚微。住宅及景觀設計綠色建筑節能設計過程中必須找到瓶頸部分，通過對該部分的改善取得牽一發而動全身的效果，從整體上提高整個電氣系統的節能效果。在解決問題的過程中要找到問題的根源，例如照明系統中燈泡經常被燒毀的現象，并非更換燈泡就完工，應該找到問題的根源，避免以后出現經常性燈泡燒毀現象。

2 住宅綠色節能技術設計保溫技術的選擇

進行住宅設計綠色節能技術設計過程中，首先需要注重對墻壁保溫技術的選擇，設計人員根據實際需求以及各項保溫技術的特點選擇適合某地區的建筑保溫技術。設計過程中設計人員需要對住宅所在地區進行實地考察，綜合各項因素選擇最佳方案。

2.1.1 外掛式保溫技術

外掛式保溫技術主要是利用粘接建筑材料以及專用的固定方法將具有保溫性能的材料（該保溫技術中才常用的保溫技術主要包括玻璃棉氈、巖棉、XPS、EPS、鋼絲網架夾芯墻板等）對建筑外墻面進行保護，并在保溫下料外部進行一定的裝飾。外掛式保溫材料因為其性能良好、價格經濟等特點已經被廣泛應用于建筑外墻保溫中。該項保溫技術還能夠利用專門的固件將防水性能良好的保溫材料按照建筑物的結構方向固定于建筑物外墻，并利用專門制作的裝飾隔板進行裝飾，這種保溫方法是目前北方寒冷和嚴寒地區運用最多的方法。

2.1.2 現澆聚苯板保溫技術

現澆聚苯板保溫技術主要是利用聚苯板的良好保溫性能，將其放置于實現準備好的模板內，安置于建筑外墻，再利用混凝土對其進行澆筑，讓該保護層與墻體變為一體，從而對建筑物進行有效保溫。該項建筑外墻保溫技術不僅具有較好的保溫性能，還簡化了施工過程，極大縮短工期，提高了工人施工的安全性。在建筑物冬季施工過程中，聚苯板保溫技術能夠起到良好的保溫效果，因此一些建筑圍護保溫措施可以被取代。該保溫技術的難點在施工中需保證混凝土的均勻澆筑，建筑過程一氣呵成，否則容易造成混凝土澆筑后聚苯板纏膜后出現結構變形，導致后期施工難以持續進行。

2.1.3聚苯顆粒保溫料漿外墻保溫

聚苯顆粒保溫料漿外墻保溫技術主要是將工業生產以及日常生活中的聚苯乙烯塑料材質進行切碎處理，并結合其他建筑材料配置成保溫砂漿，將其涂抹與建筑物表面能夠起到良好的保溫效果。聚苯顆粒的保溫性更能良好，且來源廣泛，是廢物利用的有效途徑。聚苯顆粒保溫料漿外墻保溫施工過程簡單，出材料不同外其他工序均與正常施工無異，工人在進行該項保溫技術施工中能夠對施工過程進行有效掌控，施工質量良好。另外聚苯顆粒保溫料漿外墻保溫技術在外保護層出現脫落時 只需要重新配置保溫砂漿對脫落處進行抹平即可，不需要進行其他特殊處理，相比于其他建筑外墻保溫節能技術，聚苯顆粒保溫砂漿外墻保溫技術在施工過程以及后期保養上具有重大優勢，該項技術解決了傳統建筑外墻保溫技術中因受到外界環境影響造成的保溫層脫落、空鼓、開裂等不良現象，在該方面實現了建筑外墻保溫技術的飛躍，同等條件下，相比于傳統建筑外墻保溫技術，聚苯顆粒保溫料漿外墻保溫具有施工成本低、防護成本低、施工過程簡便等優點，其中最為突出的是施工成本較低。

2.1.4 噴涂聚氨酯硬泡外墻體保溫技術

顧名思義，噴涂聚氨酯硬泡外墻體保溫技術就是在外墻上噴涂保溫材料的方式對建筑物進行保溫節能，該項技術目前在已經在建筑業展開運用，是目前比較先進的建筑外墻保溫節能技術。相比于其他同類型技術，噴涂聚氨酯硬泡外墻體保溫技術仍舊為發展成熟，目前尚處于完善階段，可以預見的是，噴涂聚氨酯硬泡外墻體保溫技術必將在未來建筑外墻保溫節能中成為最佳方式。噴涂聚氨酯硬泡外墻體保溫技術的獨特的優勢異常明顯，首先，該項保溫節能技術能夠用于各種形狀的建筑物，對建筑物表面沒有任何特殊要求，且在施工中不需要任何模具的支持。其次，噴涂的施工方式能夠讓保溫材料與建筑物表面進行無縫銜接，具有較強的穩定性，保溫效果明顯。且噴涂方式進一步縮短了施工工期，生產效率明顯。最后聚氨酯硬泡難以發生凝結現象，材料均勻，其他雜質難以進入材料內部，材料保溫性能能夠得到有效保證。

2.2 綠色節能技術在圍護結構改造設計中的應用

2.2.1 雙層皮幕墻技術

雙層皮幕墻技術是生態建筑中常用的一項技術，建筑師們將其形象的形容為“會呼吸的皮膚”，通過雙層皮幕墻技術能夠有效起到冬暖夏涼的效果。雙層皮幕墻技術就是在玻璃幕墻的基礎上使用雙層建筑理念筑造成為雙層圍護結構，玻璃層的上下部分可以實現關閉和開通，冬季關閉雙層結構的上下層，借助于玻璃對陽光的通透性在冬天吸收太陽能，降低能量損耗。在夏季時開啟雙層結構的上下層，太陽光直射到雙層架構的外層，雙層結構中間空氣部分的空氣會自下而上流動并帶走雙層結構的熱量么降低內部幕墻的溫度。通過雙層皮幕墻技術不僅能夠起到節能效果，還不改變住宅的美觀，一舉兩得。雙層皮幕墻技術適用于四季分明的地區。

2.2.2 安裝有玻璃的墻面

在墻面外層加上一層玻璃，不僅能夠起到美觀的效果，還能夠有效收集太陽能。相比于沒有安裝玻璃的墻面，玻璃墻面能夠有效提升熱對流以及熱輻射造成的能量損失，使得墻面溫度上升，并引起玻璃和墻面之間的溫度高于室外溫度。此時可以通過玻璃和墻面之間的中間層將能量導入相鄰房間，使得屋子內部整體溫度上升。目前玻璃墻面技術已經得到充分發展，主要在北方城市應用較多。

2.2.3 相變蓄熱墻體技術

相變蓄熱墻體技術主要利用相變材料具有的特殊性質實現蓄熱。相變材料在一定范圍內能夠隨溫度發生物理狀態改變的情況，當溫度達到一定界限時，相變材料就會從固態逐漸變為液態，在此過程中相變材料會吸收大量的熱量并儲存起來，當溫度開始下降時相變材料又逐漸從液態轉變為固態，并將液化過程中儲存的大量熱量釋放出來。相比于其他保溫材料，相變材料在相變過程中期自身溫度不會發生明顯變化，由此產生一定的溫度緩沖效果。

2.2.4 太陽墻技術

太陽墻技術是針對太陽能有效利用的理念提出的，當前最新單位太陽墻技術為SHA系統，該項技術已經在歐美國家國家悄然興起并大有推廣之勢，目前該項技術在我國并未得到有效應用，從未開發展趨勢來看SHA技術必將在我國得到廣泛應用。SHA系統主要通過集熱以及氣流輸送兩個部分組成，在結構上與雙層皮幕墻存在一定相似性，但根本原理卻存在天壤之別。在寒冷的冬季室內外氣流的流動主要通過SHA結構上的小孔進入空氣腔，由于該結構板材在收到太陽照射的過程中已經聚集了一定能量，因此對流空氣可以將板材中的能量帶入通風系統，并由已經設置好的管道將熱量運輸至室內各個空間。夜晚時外界溫度開始下降，墻體逐漸向外釋放熱量，此時空腔內的空氣開始將墻體發出的熱量大部分吸收，并在風扇運轉作用下將熱量重新帶回室內，從而實現熱量始終位于室內空間的效果。在炎熱的夏季，SHA系統的風扇停止運轉，熱量通過太陽墻底部及孔洞進入，從上面和周圍的空洞流出，只有極少數熱量進入室內，因此有極好的防暑效果。

2.3 門窗設計

2.3.1 門窗洞口設計

當前我國很多建筑在建筑過程中為了過分追求立體上的美觀效果，在進行開窗位置的選擇以及門窗面積大小的選擇上均存在不當，對房屋冬季保溫以及夏季避暑都造成一定影響，嚴重的甚至會造成室內采光不足或者陽光照射過分集中。因此在進行住宅及景觀設計過程中必須對門窗進行科學設計。

在進行門窗面積設計時需要考慮各種影響因素。首先窗戶的傳熱系數一般為常規建筑外墻的三倍，由此可見增加窗戶面積必然會增加傳熱還熱量，不利于建筑節能。對北方而言冬季保溫性能不足，對南方城市而言夏季空調負載較重。基于此在進行門窗的設計中必須尋找照能損耗以及空調能耗逐漸的平衡點，全面考慮各種影響因素。例如在南方多陰雨天氣的地區，居民受到當地氣候的影響習慣將門窗尺寸盡可能的設置為足夠大，從而滿足采光及通風要求。在進行門窗設計過程中必須考慮傳熱系數的影響，在進行住宅設計時既保證美觀要求又能達到節能效果。

2.3.2 門窗洞口朝向的選擇

在進行門窗洞口朝向的過程中必須綜合考慮光照以及當地氣候的影響，根據實際需求科學設置窗口的角度朝向，避免太陽光西照，并且能夠有效保證室內的自然采光。窗口南北朝向的時可以加深門窗的洞深，以此遮擋來自東西朝向的太陽輻射。除此之外還能夠在建筑中加翼墻的方式，不僅在外觀上起到加分作用，還能有效提高房間的舒適度增加房屋建筑的立體元元素。

2.3.3 門窗玻璃的選擇

我國傳統玻璃的保溫及隔熱性能較差，因此在進行門窗的設置過程中常常采用雙層玻璃中空的方式，通過中空層的空氣層減小玻璃建筑的傳熱系數，從而降低建筑物內部的能量損耗。隨著科技的發展，現今玻璃的種類多種多樣，因此選擇何種玻璃成為住宅及景觀設計綠色建筑節能技術的關鍵因素之一。當前節能技術中常見的玻璃種類有絕熱玻璃、遮陽玻璃，這兩種比例的而選擇也是根據用戶的實際需求，當需求因素為以傳到熱為主要熱損失時應該選擇絕熱玻璃，當輻射熱為主的應采用遮陽門窗。此外還應該根據房屋的朝向需求選擇玻璃的種類，東西朝向的門窗固定外遮陽設計難度高，此時一般使用遮陽玻璃或加貼遮陽膜等方法。

2.3.4 遮陽設計

當前最主要的遮陽形式主要為內遮陽和外遮陽。內遮陽的形式主要指太陽光線已經進入室內部分，在室內采取一些補救措施。常見的內遮陽主要包括百葉窗、窗簾等。外遮陽則是在外墻上添加一些遮擋設施，不僅能夠起到良好的遮陽效果，還能夠還能夠提高建筑的外在表現，提高住宅的藝術感。

遮陽設施的選擇需要根據實際需求以及建筑的實際狀況進行選擇，例如高層建筑適合選擇外遮陽設施，低層住宅永和可以考慮使用內遮陽。另外根據建筑材料選擇的不同也可酌情選擇。為保證這樣設施不對住宅造景觀造成不和諧影響，在設計及建造過程中需注重這樣構件與實體建筑的一體化，讓遮陽構件成為建筑景觀的一部分。

2.3.5 屋面設計

統計調查發現，房屋整體能耗中約有百分之二十二是通過屋面消耗的，若將房屋分為幾個不同部分，屋面可以說是其中能量損失最為嚴重的部分。在我國南北住宅建筑中，大多數屋面的隔熱保溫性能較差，尤其是對于一些平屋面建筑，其耗能極大，遠超過住宅外墻。基于此需要在住宅及景觀設計過程中引入綠色節能技術。

進行房屋屋面技能設計時，可以采用分層的形式，上層設為防水層，主要通過上架預制混凝土孔板來實現，下層主要為防火材料。在上下層中間填充保溫材料，使得傳統屋面變為具備防水、防火、保溫三種性能的綜合結構。

此外，傳統建筑中常采用的平面屋頂不僅資金耗費多，還會存在積水等不良狀況。平面屋頂難以設置通風口等設施，難以起到保溫隔熱作用。現代住宅建筑中如無特殊要求可以將屋面設置為坡屋面，并在屋面上設置一些通風換氣口，換氣口的面積一般為頂棚面積的三百分之一以上。若將屋面通風口設置為可操作閉合式，即可實現夏季隔熱，冬季保溫的效果。并且斜屋面在建筑風格上更加符合人們的審美觀念，避免平屋面的單調性。

2.3.6 樓梯間設計

樓梯間雖然位于房屋內部，但在房屋節能設計中的重要性卻不能忽略。在我國寒冷地區樓梯間主要通過改造其外門的實際保溫性能來實現，該種方式不僅實施起來更加簡單，同樣也是比較經濟的方式。當今住宅建筑中常見的樓梯間有敞開式和封閉式兩種，在北方寒冷地區可以將住宅中的樓梯間設計為封閉式，并在樓梯間中設置窗戶，北向入口加設門斗，避免冬季常見的西北風灌入其中帶走房屋內部的熱量。同時對樓梯間進行封閉式設計還能夠避免熱量通過屋面上開放的缺口出以煙囪形式釋放出去，使得整個樓梯間成為溫度阻尼區，以此增強房屋內部的保溫性能。而在南方常年高溫地區可以將樓梯間設計為開放式，讓房屋內部的熱量蹦蹦哥貴陽及時通過輻射以及隨空氣流動的方式被釋放，降低室內的溫度，是室內溫度適中保持在比較舒適的范圍內。

2.3.7 外走廊部分的設計

外走廊是我國建筑中常見的建筑結構，外走廊能夠有效擴大室內空間，提高空間利用率，但通過外走廊連接的住宅會讓居民產生危機感，居民覺得外走廊結構帶走了他們的私密性。此外外走廊結構由于直接設置于住宅建筑的外部，因此并未存在任何綠色節能性。對外走廊部分的節能設計主要通過在外走廊中再加建筑一道防護墻，使得外走廊變為住宅外部的陽臺，但在建筑外部看來卻是建筑內部的一部分。此外在外走廊外部加上一道建筑墻能夠將各種墻體保溫技術應用到其中，使得外走廊部分成為單元式保溫結構。寒冷的冬季外走廊部分隔間能夠大量吸收太陽能，使得走廊部分的溫度上升，此時若將連接走廊與住宅之間的門窗打開即可讓能量傳遞到住宅內部，實現對太陽能的有效利用。炎熱夏季，居民只要打開走廊對外的門窗，并將連接走廊的住宅門窗關閉，走廊吸收的熱量會被阻隔在住宅外部，并隨氣流及時散發到其他區域，避免住宅受到直接光照導致溫度驟然上升的情況。

結束語：

住宅綠色建筑節能技術已經作為一項基本建筑技術被納入當代建筑中，隨著各種新型保溫節能技術以及保溫節能材料的出現，建筑外墻保溫節能技術不斷被推動發展，并對低碳生活以及可持續發展提供有力支持。隨著人們生活理念的不斷提升，住宅綠色建筑節能技術的發展前景一片光明。

【參考文獻】

[1] 沈芳亮. 綠色節能技術在建筑改造中的應用研究[J]. 建筑設計及其理論.2012（10）：35-39

[2] 劉春. 住宅及景觀設計綠色建筑節能技術的應用[J]. 山西建筑.2010（4）：259-260