對現(xiàn)代化住宅建筑設計中的節(jié)能處理分析探究

王晶晶 付東京

【摘要】近年來在我國國民經(jīng)濟快速發(fā)展的背景形勢下，人們的生活質(zhì)量水平不斷提高，人們對于自己的生存環(huán)境也提出了更高的要求，建筑行業(yè)也因此取得了迅猛發(fā)展。但是建筑工程往往需要消耗大量能源，建筑行業(yè)已經(jīng)成為能源消耗大戶，如何有效減少住宅建筑能源消耗已經(jīng)成為社會關注的熱點話題。筆者主要結合自己的工作經(jīng)驗總結了幾點現(xiàn)代住宅建筑設計的節(jié)能處理辦法。

【關鍵詞】現(xiàn)代化；住宅建筑設計；節(jié)能處理

現(xiàn)代住宅建筑的圍護結構主要是指地面、屋頂、門窗、墻體等房間圍擋物以及建筑物，其中有的結構會接觸到屋頂、外窗、外墻等外圍環(huán)境，其他的主要指分戶墻、地面以及內(nèi)墻等內(nèi)圍結構。想要減少建筑設計的能源消耗，前提條件是應該確保住宅建筑的舒適度，從建筑設計的層面上分析主要是指有效控制不必要的能量消耗，最大限度的減少能源應用。按照《居住建筑節(jié)能設計標準》中的相關規(guī)定要求表明，應該盡量改善建筑圍護結構的隔熱性能以及保溫性能，從而提高通風、空調(diào)、采暖等設備以及系統(tǒng)的相關能效，盡可能采取太陽能、余熱回收以及自然通風等節(jié)能措施，在確保同樣的室內(nèi)環(huán)境條件下可以有效減少空調(diào)、通風以及供熱等耗能。住宅建筑也應該從外門窗墻體結構、建筑平面布置、墻體結構、體型系數(shù)、利用太陽能等多方面進行節(jié)能設計，從而達到建筑物整體節(jié)能的目的。

1.合理控制住宅建筑的體形系數(shù)以及平面布置系數(shù)

現(xiàn)代住宅建筑設計中的平面設計以及建筑物布置是否合理在很大程度上會影響夏季通風降溫情況以及冬季的太陽照射情況。比如，就建筑物的主體朝向而言，住宅建筑朝著東西方向以及南北方向在耗熱量方面存在很大差異，東西方向耗熱量一般會高出南北方向的5%，這樣會大大增加外遮陽投入資金以及空調(diào)能耗。其次，對于住宅建筑熱工特性而言，體形系數(shù)是一個重要的評價指標。從國外一些物理研究所的相關研究成果分析表明，住宅建筑的體形系數(shù)下降0.1%的情況下，相應的建筑物能耗會降低8KW·h/m。在建筑面積相同的情況下，住宅建筑采用明廚明廁設計的體形系數(shù)相對于明廚暗廁高出0.033，因此建筑平面采用明廚暗廁設計的體形系數(shù)的節(jié)能效果更佳。由此可見，在達到住宅建筑多種功能的情況下，盡可能減少住宅建筑體型的錯落或者凹凸，可以有效減少住宅建筑的體形系數(shù)，進而實現(xiàn)最佳的節(jié)能效果。

2.住宅建筑門窗節(jié)能設計以及施工

外門窗在住宅建筑中具有很高的能耗散失率，住宅建筑的通風條件、觀景條件、采光條件良好的情況下，應該適當控制窗墻的比例來提高門窗的密閉性，而且應該積極采用有效的措施增強門窗的保溫性能。目前，較為常用的門窗保溫措施包括以下幾種：①盡量降低墻面積以及墻體窗的比例。這也是指在減少傳熱散耗量的情況下，應該保持良好的空氣滲透性，這樣的話可以大大減少窗戶面積，有利于節(jié)約建筑物的能耗。②提高外門窗的密閉性。想要達到很好的節(jié)能效果，應該盡量減少冷空氣的滲入，同時還應該努力加強外門窗的密閉性，因此在住宅建筑設計的過程中應該多考慮一些新型建筑材料以及具有良好密封性的建筑材料。尤其是門窗框和墻體之間的縫隙，應該不斷提高其密封效果，在門窗框以及門窗中，可以放置一些具有較好彈性的保溫材料，比如毛氈或者密封膠等。橡膠是一種密封性很好的材料，在門窗框以及門扇中加入橡膠可以達到很好的密封效果，這樣的話不僅具有節(jié)能效果，也有利于保護環(huán)境，而且也有利于提高外部門窗的保溫性能。

3.墻體節(jié)能處理辦法

住宅建筑墻體應該盡量采用新型的建筑節(jié)能材料。在建筑外圍結構中，墻體屬于主體結構，對于建筑物耗熱量而言，墻體材料的保溫性能非常關鍵。目前，我國大部分住宅建筑墻體主要是應用多孔磚進行建造，墻體的保溫性能并沒有達到相應的住宅建筑設計要求。比如，根據(jù)外墻的相關設計標準規(guī)定，若建筑物體形系數(shù)在0.3以下的情況下，建筑物所在地區(qū)的傳熱系數(shù)均在1.16W/km2以下，目前，現(xiàn)代住宅建筑大多數(shù)都是采用內(nèi)抹灰砌塊墻，相對于相關的節(jié)能規(guī)范要求的傳熱系數(shù)都大。因此，想要達到最好的節(jié)能效果，應該積極采用復合墻體、加氣磚墻體等節(jié)能技術，盡量降低外結構的傳熱系數(shù)，特別是外墻結構應該積極采用相關的措施提高外墻的保溫隔熱性能。現(xiàn)代建筑物中，很多保溫系統(tǒng)中常常會采用一些節(jié)能型材料，比如多功能保溫涂料、無機保溫板等（均具有一定厚度），這樣可以使外墻設計滿足一些規(guī)定性的規(guī)范要求。

現(xiàn)代住宅建筑中常常會采用混合保溫、外保溫、內(nèi)保溫等外墻保溫措施。其中，外墻內(nèi)保溫技術主要是在外墻內(nèi)側應用一些保溫砂漿等材料，從而達到保溫、節(jié)能的效果。外墻內(nèi)保溫的缺點主要體現(xiàn)在結構冷熱橋會不斷增大局部的溫差，超出某個程度的話可能會導致外墻結露。這主要是由于外墻內(nèi)保溫技術主要是保護住宅建筑物的梁內(nèi)側以及內(nèi)墻，并沒有應用相應的保溫材料保護外墻部分，因此外墻部分很容易出現(xiàn)冷橋。到了冬天，墻角溫度以及室內(nèi)墻體溫度之間的溫差大概有10℃左右，和室內(nèi)溫度差有15℃以上，只要室內(nèi)達到這個濕度條件，這個部位很容易出現(xiàn)結露情況。發(fā)生結露現(xiàn)象后，結露水會導致凍融或者浸漬，此時的保溫墻面很容易開裂或者霉裂。外墻外保溫技術主要是指在外墻外側建立保溫隔熱系統(tǒng)，從而達到保溫、節(jié)能的效果。外保溫技術可以大大減少溫差對于主體結構的影響，有效減少溫差形變，有利于保護結構墻體，也可以有效阻斷冷橋，使墻體結構使用壽命延長。

混合保溫技術主要是指在設計環(huán)節(jié)以及施工環(huán)節(jié)，如果便于采用內(nèi)保溫方法的地方就采用內(nèi)保溫技術，如果適合采用外保溫方法的地方就采用外保溫技術。在住宅建筑物施工過程中采用混合保溫措施，不僅有利于加快建筑工程施工進度，也可以保護地板、內(nèi)墻以及外墻交接等外墻內(nèi)保溫方法無法保護的部位，從整體上提高住宅建筑物的保溫特性。然而混合保溫方法會嚴重損害住宅建筑物的結構，這是一大缺陷。外保溫技術應用的情況下，室內(nèi)溫度會嚴重影響結構墻體，如果溫度變化相對較小的情況下，墻體環(huán)境溫度也是相對穩(wěn)定的，這樣因為溫差導致的變形應力相對較小。采用內(nèi)保溫技術的情況下，室內(nèi)溫度也會在很大程度上影響結構墻體，如果室內(nèi)溫度出現(xiàn)很大變化的情況下，墻體的溫度環(huán)境非常不穩(wěn)定，這樣由于溫差產(chǎn)生的變形應力也相對較大。局部有機結合內(nèi)保溫、外保溫方法，可以使整個外墻主體出現(xiàn)不同形變的尺寸以及速度，這樣會導致建筑結構環(huán)境的穩(wěn)定性更差，墻體結構長時間在溫差的作用下很容易出現(xiàn)裂縫，進而縮短建筑物的使用壽命。因此筆者認為住宅建筑物節(jié)能設計中最好不采用混合保溫的方法。

4.其他節(jié)能措施

在改進外窗以及外墻的保溫性能后，應該盡量提高屋面的隔熱、保溫性能，在屋面保溫層應該盡量不要采用具有較高導熱系數(shù)、密度大、吸水率過大的保溫材料，盡量減少屋面厚度，減輕其重量。在屋面保溫層設計中可以采用巖棉板、無機保溫板等高效保溫材料。其次，在住宅建筑物節(jié)能設計中應該盡可能采用太陽能以及低熱新能源，這樣可大大減少常規(guī)能源消耗，達到節(jié)能目的。

總而言之，有效控制住宅建筑物能源消耗應該作為一項戰(zhàn)略計劃，現(xiàn)代化住宅建筑設計中，應該嚴格遵循建筑節(jié)能設計的相關要求和標準，在確保住宅建筑設計舒適性的基礎上，從建筑設計的各個環(huán)節(jié)中盡可能采用節(jié)能設計，全面提高住宅建筑的節(jié)能效率，盡可能減少能源消耗，促進我國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

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