淺談住宅型節(jié)能建筑的綜合設(shè)計

1、淺談住宅型節(jié)能建筑的綜合設(shè)計摘要：隨著全球人口和經(jīng)濟(jì)規(guī)模的不斷增長，能源使用帶來的環(huán)境問 題如全球氣候變暖，給人類的生存與發(fā)展帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。節(jié)能建筑是 遵循氣候設(shè)計和節(jié)能的基本方法，對建筑規(guī)劃分區(qū)、群體和單體、建筑朝 向、間距、太陽輻射、風(fēng)向以及外部空間壞境進(jìn)行研究后，設(shè)計出的低能 耗建筑。關(guān)鍵詞：住宅型；節(jié)能建筑；綜合設(shè)計中圖分類號：te08文獻(xiàn)標(biāo)識碼：a文章編號：對于住宅型建筑而言，節(jié)能的關(guān)鍵體現(xiàn)在三個方面，一是外圍護(hù)結(jié)構(gòu) 保溫、隔熱性能的改善，二是冷熱源的能效比與傳輸系統(tǒng)效率的提高，三 是末端用冷（熱）的可調(diào)節(jié)及費用承擔(dān)形式。上述三方面相互影響、相互 制約，同時在不同的氣候條件下節(jié)能

2、重點及相互間的影響程度也大不相 同。因此進(jìn)行住宅設(shè)計時應(yīng)遵循因地制宜、整體設(shè)計和過程控制的原則， 結(jié)合氣候、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等諸多因素進(jìn)行綜合設(shè)計和整體優(yōu)化，才能實現(xiàn)節(jié) 能的冃標(biāo)。1節(jié)能建筑的主要內(nèi)容一個建筑物是否達(dá)到節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)或者是否具有節(jié)能性能，能節(jié)多少能， 需要通過對該建筑物采取的技術(shù)措施進(jìn)行分析、技術(shù)手段進(jìn)行測試評價， 其中所用材料的熱工性能是最重要的評價依據(jù)。節(jié)能建筑有五大特征：少消耗資源；高性能品質(zhì)；減少環(huán)境污 染；長生命用期；多回收利用。節(jié)能建筑應(yīng)考慮的九大問題：建筑的環(huán)境；建筑的朝向；建筑 的體型問題；建筑的面積問題；建筑的物理壞境問題；建筑的節(jié)水 問題；建筑的節(jié)地問題；建筑的太陽能利

3、用問題；建筑的裝修問題。節(jié)能建筑設(shè)計的基本原則和要求：節(jié)能建筑設(shè)計應(yīng)貫徹“因地制宜” 的設(shè)計原則；建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工設(shè)計應(yīng)貫徹超前性原則；建筑設(shè) 計者要有社會責(zé)任感。2住宅型小區(qū)整體規(guī)劃的重要性在小區(qū)整體規(guī)劃中，建筑物形狀與布置位置不同，會導(dǎo)致建筑物周圍 的空氣流動狀況有很大差別。冬季寒冷地區(qū)在冬季主導(dǎo)風(fēng)向下，若在建筑 物表面形成較大風(fēng)速，會使建筑散熱量增加；若在建筑兩側(cè)形成較大風(fēng)壓, 則會增大建筑物的冷風(fēng)滲透，使耗熱量增大10%20%。而對大多數(shù)地區(qū)， 夏季主導(dǎo)風(fēng)向下，若建筑兩側(cè)不能形成較大的風(fēng)壓，則即使開窗也不會形 成較好的自然通風(fēng)，從而影響熱環(huán)境，或增加開啟空調(diào)的時間。同時，建 筑物形

4、狀與排列，還與表面接受太陽日照時數(shù)及體形系數(shù)有很大關(guān)系，可 使采暖需熱量產(chǎn)生10%20%的差別。建筑物表面色彩與涂料性質(zhì)不同亦會導(dǎo)致建筑能耗有的差別，以冬季 接收太陽輻射并減少夜間犬空輻射的熱損失為主要目的時需要的措施，與 以夏季減少太陽輻射得熱量為目的所耍求的措施完全不同，因此需根據(jù)當(dāng) 地的氣候特點分析確定。此外，受住宅設(shè)計中建筑密度、下墊向（如道路、 草地、建筑表面等）性能、建筑材料、建筑布局、綠地率和水景設(shè)施等因 素的影響，住宅區(qū)室外氣溫有可能出現(xiàn)“熱島”現(xiàn)象，即小區(qū)氣溫會高于 其他地方、尤其是郊區(qū)的氣溫的現(xiàn)象?！盁釐u”現(xiàn)象在夏季的出現(xiàn)，不僅 會使人們高溫中暑的概率變大，同時還促使了光化

5、學(xué)煙霧的形成，加重污 染，并增加建筑的空調(diào)能耗，無疑給人們的工作和生活帶來嚴(yán)重的負(fù)面影 響。3建筑整體設(shè)計的思路從整體上說，適當(dāng)?shù)慕ㄖw形、平面布局、色彩、窗墻比可有效實現(xiàn) 建筑節(jié)能。而從細(xì)部設(shè)計上看，采用高效的外墻保溫方式、屋頂保溫隔熱 方式、高性能的外窗和外遮陽系統(tǒng)都是住宅建筑節(jié)能的重要措施。尤其對 于北方采暖地區(qū)而言，這些措施是實現(xiàn)住宅型建筑能耗降低的關(guān)鍵。近年 來，諸如外墻保溫、高性能外窗等節(jié)能技術(shù)或產(chǎn)品在我國得到了一定的發(fā) 展。但是，如何根據(jù)不同的氣候條件，從整體設(shè)計的原則出發(fā)，合理、高 效地使用、搭配各項節(jié)能部件和技術(shù)卻有得到應(yīng)有的重視。例如，窗墻比對建筑能耗的影響，取決于窗與外墻

6、之間熱工性能的差 異，相差越人，影響越顯著。單層金屬窗的夏季空調(diào)負(fù)荷是同面積244nmi 厚磚墻的5倍，全年能耗是36倍。窗墻比由0.4減少到0.3,每平方米建 筑面積年冷暖耗電量可減少5kw-ho當(dāng)采用單框雙玻加熱反射窗簾后，同 面積窗的全年能耗只有墻的1. 8倍窗墻比由0. 4減少為0. 3,每平方米建 筑面積減少的年采暖耗電只冇lkwh,節(jié)能效果明顯下降。此外，窗墻比 對建筑能耗的影響還和不同地區(qū)不同朝向的太陽輻射強(qiáng)度有關(guān)，北方釆暖 地區(qū)的結(jié)論對于其他地區(qū)并不適用。同時，與體形系數(shù)類似，窗墻比不僅 影響能耗，也影響建筑立面、室內(nèi)采光、通風(fēng)等。窗墻比過小，建筑通風(fēng) 不良，自然采光不足。會增

7、加空調(diào)與照明能耗。因此需要通過細(xì)致全面的 模擬分析來優(yōu)化設(shè)計，選擇適當(dāng)?shù)拇皦Ρ?。另外，在住宅?jié)能設(shè)計過程中要注意均勻性原則的合理應(yīng)用。均勻性 原則又稱“木桶原則”，即在資金冇限的條件下，在處理影響建筑熱環(huán)境 的各項因素之間協(xié)調(diào)時，使其影響效果盡量均勻，趨向一致。例如在選擇 外墻、外窗和遮陽設(shè)施時，應(yīng)在一定的投資下使各個方面的效果盡量均勻 一致，而不應(yīng)該選擇保溫性能特別良好的外墻卻因為資金緊張而選用單層 窗，或投入大量資金配置保溫性能、密閉性能良好的外窗卻不做外墻保溫 設(shè)計。結(jié)果往往由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)最差的一個環(huán)節(jié)而影響節(jié)能的整體效果，正 如木桶的盛水量是由桶壁上最短的一根木條所決定的。對于不同的供暖

8、方 式或者空調(diào)方式，它們對墻體圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工特性要求也有所不同，因此 需要從保溫和蓄熱兩方面對墻體圍護(hù)結(jié)構(gòu)加以系統(tǒng)的分析。以供暖系統(tǒng)為 例，傳統(tǒng)的連續(xù)供熱系統(tǒng)只要求墻體有較好的保溫性能，即較大的熱阻即 可；而以削峰填谷為目的的夜間電熱膜供暖方式還要求墻體具冇較好的蓄 熱特性，即有較人的熱容；相反，對于間歇供暖方式，例如煤氣爐供暖方 式或水系統(tǒng)分戶調(diào)節(jié)形式，則要求較小的熱容以達(dá)到“即開即熱”的目的。 傳統(tǒng)的設(shè)計過程中，對住宅在冬季供暖方式下的熱環(huán)境只進(jìn)行靜態(tài)的分析 因而只強(qiáng)調(diào)墻體保溫的重要性。隨著供暖方式的多樣化，闈護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工 動態(tài)特性對供暖系統(tǒng)節(jié)能的影響也越來越重要。在夏季，由于室內(nèi)外環(huán)境平

9、均溫度的差別不如冬季明顯，因此對墻體 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能的要求相對降低。另一方面，山于各種影響建筑熱環(huán) 境的擾量的動態(tài)變化、空調(diào)系統(tǒng)的間歇運行、利用晝夜電價差削峰填谷的 幫冷空調(diào)方式，或者是采用夜間通風(fēng)降溫方式等，都対墻體i韋i護(hù)結(jié)構(gòu)的蒂 熱性能提出更多的要求。因此需要從能源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等多方面與冬季統(tǒng) 籌考慮，具體分析，以期達(dá)到最優(yōu)的效果。需要注意的是，對于夏熱冬冷 地區(qū)和夏熱冬暖地區(qū)，由于室外日均溫與熱舒適要求的室溫差別并不太 大，因此外墻保溫并非十分重耍，而通風(fēng)、外窗及外墻的遮陽、外窗的光 學(xué)透過性能等，反而是影響室內(nèi)熱狀態(tài)和釆暖空調(diào)能耗的主要因素，因此 不可不顧氣候差異而簡單地推廣外墻保溫。屋頂?shù)谋丶捌渌魺岽胧?低層和多層建筑頂層房間的能耗也有很大影響。僅改進(jìn)屋頂一項措施，一 般可使頂層房間采暖空調(diào)能耗降低一半。但是同樣值得指出的是，以減少 夏太陽得熱為主耍目的的炎熱地區(qū)與減少冬季屋頂散熱、但希望更多地獲 得太陽輻射的寒冷地區(qū)所要求的措施完全不同。結(jié)束語住宅型節(jié)能建筑的各方面條件相互作用，又與自然、氣象等