居住建筑節(jié)能設計

摘要：近年來隨著國家經(jīng)濟建設的蓬勃發(fā)展，城市人口急劇增長，居住建筑大量建設，隨著人們生活水平的提高，對人居環(huán)境的要求也逐漸提高，在過去絕大部分的建筑通過消耗大量的能源來換取舒適的生活環(huán)境。隨著世界能源不斷緊張，環(huán)保意識深入人心，節(jié)能成為世界人民共同關注的問題。

關鍵詞：建筑設計；人居建筑；節(jié)能設計

Abstract: in recent years, with the national economic construction of booming development, urban population has increased dramatically, living building a lot of construction, as people living standard rise, to the requirements of the residential environment also gradually improve, in the past, most of the building through the consume large amounts of energy for the comfortable life environment. With the increasingly tense energy, environmental protection and thorough popular feeling, energy saving as the world people’s concern.

Keywords: architectural design; Residential construction; Energy saving design

1 建筑節(jié)能要求十分迫切

1.1 建筑能耗約占社會總能耗的1/3

我國建筑能耗的總量逐年上升，在能源總消費量中所占的比例已從20 世紀70 年代末的10%，上升到近年的27.45%。而國際上發(fā)達國家的建筑能耗一般占全國總能耗的33%左右。國家建設部科技司研究表明，隨著城市化進程的加快和人民生活質(zhì)量的改善，我國建筑耗能比例最終還將上升至35%左右。1.2 高耗能建筑比例大，加劇能源危機

直到2002 年末，我國節(jié)能建筑面積只有2.3 億m2。目前，我國已建房屋有400 億m2以上屬于高耗能建筑，總量龐大，潛伏巨大能源危機。正如建設部有關負責人指出，僅到2000 年末，我國建筑年消耗商品能源共計3.76 億噸標準煤，占全社會終端能耗總量的27.6%，而建筑用能的增加對全國的溫室氣體排放“貢獻率”已經(jīng)達到了25%。據(jù)分析，我國目前處于建設鼎旺期，每年建成的房屋面積高達16 億至20 億m2，超過所有發(fā)達國家年建成建筑面積的總和，而97%以上是高能耗建筑。以如此建設增速，預計到2020 年，全國高耗能建筑面積將達到700 億m2。因此，如果現(xiàn)在不開始注重建筑節(jié)能設計，將直接加劇能源危機。

2 節(jié)能型居住建筑設計方法

2.1 總體規(guī)劃設計

2.1.1 建筑選址

建筑基地不適宜選擇在山谷、洼地及凹地等處，因冬季冷氣流在凹地里易形成對建筑物的“霜洞”效應。位于凹地的底層或半地下層建筑為保持所需的室內(nèi)溫度所消耗的能量，就會相應的增加。所以建筑基地應盡量選擇在向陽、避風的地段上，為建筑爭取日照創(chuàng)造必要

的條件。

2.1.2 建筑布局

利用建筑樓群合理布局，充分結合特定地點的自然環(huán)境因素、氣候特征和建筑物功能，人的行為活動特點等，建立自然—人工生態(tài)平衡系統(tǒng)。具體體現(xiàn)在通過樓體排布的方案組合中，按以下原則挑選規(guī)劃方案：充分利用和爭取日照；避免風漏斗的出現(xiàn)，合理組織氣流，減少建筑熱損失；利用建筑外界面的反射輻射，對夏季炎熱氣候考慮充分。在規(guī)劃布局中，可以通過建筑的手法來盡量改善日照條件。

2.1.3 建筑形態(tài)

節(jié)能建筑的形態(tài)不僅要求體型系數(shù)( 外表面積／體積) 小，同時需要夏季日輻射得熱少，冬季還需要對避寒風有利，但滿足此三項需要的建筑形體常不一致，因此應考慮多種因素的制約，包括當?shù)叵募練鉁睾腿蛰椛湔斩�、建筑朝向、各圍護結構的保溫狀況和局部的風環(huán)境情況，需要具體權衡得熱和失熱的具體情況，優(yōu)化組合各項因素后得出結論。僅從夏季得熱的角度，建筑應有合適的長寬比。加大進深由8m 增加到14m，可以使建筑耗熱指標降低11% ~33% ，因此對于1000~8000m2的住宅，進深控制在12~14m有利于建筑節(jié)能。

2.1.4 建筑間距

陽光對于個人不僅有衛(wèi)生學的意義，同時對人的心理及精神也具有一定的影響。它不但是熱源，同時還可以提高室內(nèi)的日照水平，保證住宅室內(nèi)具有一定的日照量，從而決定建筑間最小間距，并結合其他條件綜合考慮建筑群體的布置。建筑采用斜屋頂在滿足日照的前提下可以縮小住宅間距。

2.1.5 建筑通風

適當布置建筑物，冬季降低冷風風速，可減少建筑物和場地表面熱損失，節(jié)省能耗；夏季可以組織良好的通風，在建筑物之間及建筑內(nèi)部形成良好過堂風。

2.1.6 建筑朝向

朝向的選擇考慮因素有：冬季具有適量和一定質(zhì)量的日光照入室內(nèi)；炎熱季節(jié)盡量減少太陽直射室內(nèi)及居室外墻面；夏季通風良好，冬季避免冷風吹襲；充分利用地形和節(jié)約用地；照顧居住建筑群體組合的需要。浙江省居住建筑的適宜朝向為南偏東30°~ 南偏西15°。

2.2 建筑單體設計

2.2.1 圍護結構

2.2.1.1 外窗

外窗的能耗包括通過玻璃、窗框的傳熱，窗縫的空氣滲透，夏天太陽輻射得熱三個方面。普通外窗的能耗遠遠大于外墻。傳統(tǒng)方法有控制窗墻比（窗戶面積與窗戶面積加外墻面積之比值）；提高門窗制作質(zhì)量，加密封條，減少冷風滲透等；注意隔熱條的選用（隔熱條對隔熱門窗的整體穩(wěn)定性起到關鍵作用）。門窗節(jié)能中，改善窗戶保溫效果是比較有效的手段之一。市場上中高檔的住宅產(chǎn)品多采用中空玻璃、隔熱玻璃、反熱玻璃等，隨著節(jié)能技術的發(fā)展，像低輻射鍍膜玻璃(Low-E 玻璃) 等節(jié)能玻璃，在成熟產(chǎn)品中的應用也逐步在得到加強。

2.2.1.2 屋頂和外墻

傳統(tǒng)的外圍護墻體由單一材料組成，其熱工性能指標已經(jīng)不能滿足節(jié)能建筑的要求。復合墻體充分利用各種材料的不同性能，來達到節(jié)能建筑所要求的圍護墻體的熱工性能指標。在不斷改進建筑外墻、外窗的保溫性能后，還必須進一步加強屋面保溫隔熱的研究。屋面節(jié)能措施的要點，其一是屋面保溫層不宜選用密度較大、導熱系數(shù)較高的保溫材料，以免屋面重量、厚度過大; 其二是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(yè)時因保溫層大量吸水而降低保溫效果，如選用吸水率較高的保溫材料，屋面上應設置排氣孔以排除保溫層內(nèi)不易排出的水分。現(xiàn)在，高效保溫材料已經(jīng)開始應用于屋面，一些建筑的屋面保溫，采用膨脹珍珠巖保溫芯板保溫層代替常規(guī)的瀝青珍珠巖或水泥珍珠巖做法，就克服了常規(guī)作法的諸多缺點。這種保溫芯板施工方便、價格低廉、不污染環(huán)境;芯板為柔性制品，不僅適用于具有平面的屋面，也可用于帶有曲面的屋面，其保溫工程更可顯示出它的優(yōu)越性。其主要技術指標，表觀密度為110 ～150kg /m3; 導熱系數(shù)為0.04 ～0.06W/m·K ; 蓄熱系數(shù)為0.90 ～0.11m2·K 。抗壓強度大于0.2MPa ; 吸水率小于0.01% ; 蒸汽滲透系數(shù)為2.18 ×10 ～7g /m.n.Pa 。這些指標充分體現(xiàn)了膨脹珍珠巖密度較小，導熱系數(shù)較低，而且吸水率和蒸汽滲透系數(shù)也都很低。

3 工程實踐

居住建筑工程概況:工程規(guī)劃建設用地面積為5900.00m2，總建面積為22205.70m2。

氣候概況：該地屬亞熱帶海洋性季風氣候，氣候溫暖濕潤、雨量充沛、四季分明，年平均日照率為41 % ，市區(qū)無霜期269.2 天。年平均降雨量為1694.6mm。主導風向夏季為東南偏東風，冬季為西北風。

3.1 節(jié)能目標

通過采用增強建筑圍護結構保溫隔熱性能和提高采暖、空調(diào)設備能效比的節(jié)能措施，在滿足以下要求的室內(nèi)環(huán)境指標的前提下，與未采取節(jié)能措施前相比，采暖、空調(diào)能耗應節(jié)約50％。

3.1.1 冬季暖室內(nèi)熱環(huán)境設計指標，應符合下列要求：

3.1.1.1 臥室、起居室室內(nèi)設計溫度取16-18 度；

3.1.1.2 換氣次數(shù)取1.0 次/h；

3.1.2 夏季空調(diào)室內(nèi)熱環(huán)境設計指標，應符合下列要求：

1） 臥室、起居室室內(nèi)設計溫度取26-28 度；

2）換氣次數(shù)取1.0 次/h。

3.2 節(jié)能設計

3.2.1 主要圍護結構的節(jié)能體系及其特性本設計從工程的實際情況出發(fā)，在滿足建筑的使用功能的前提下，使用性價比優(yōu)秀的材料組合。

3.2.1.1 外墻、樓板節(jié)能體系

根據(jù)本工程項目的實際情況，在設計中采用了聚苯顆粒保溫漿料，分別用于外墻外保溫及樓板的保溫。

聚苯顆粒保溫漿料是由聚苯乙烯顆粒、高分子聚合物、水泥和助劑組成，具有適中的保溫性能和較高強度的漿料型外墻保溫材料，施工方便，適用于夏熱冬冷地區(qū)使用，而且還可抹涂于砌體或砼表面，替代粉刷層，實現(xiàn)粉刷和保溫合二為一。

3.2.1.2 屋面節(jié)能體系

從本工程所在地的實際情況，在保溫層采用了適用于倒置式屋面的擠塑聚苯乙烯泡沫塑料（XPS），其基本組成及主要特性如下：擠塑聚苯乙烯泡沫塑料（XPS）是由可發(fā)性聚苯乙烯粒料在專用擠出機中加熱熔化后經(jīng)擠出頭擠出成型的。與EPS 板相比，該產(chǎn)品具有以下兩個突出特點：①密度和機械強度高；②長期吸水率低。

3.2.1.3 入戶門和外窗、陽臺門窗節(jié)能體系

入戶門選用多功能用戶門，其同時具有防盜、防火、保溫、隔聲等功能。窗的主要功能是采光和通風，在各類建筑窗中，塑料窗在保溫節(jié)能方面有優(yōu)良的性能價格比。從現(xiàn)有情況出發(fā)，在設計中采用ＰＶＣ塑料門窗。

4 結束語

對人居環(huán)境的探討，一直以來都是建筑界所關注的問題。無論在建筑節(jié)能，降低建筑能耗，還是在提高人居舒適度，創(chuàng)造新型的住宅建筑，都取得了很大的成效。但是面對這個龐大的建筑領域，建筑能耗是顯而易見的，微小的能耗變化，都將決定對能源的如何分配。在不同區(qū)位下，采取的節(jié)能措施也不盡相同，對地域技術的研究同樣是首要面臨的關健性問題。