住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)

1、 淺談住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)摘 要：建筑節(jié)能是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,直接關(guān)系經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。只有提高節(jié)能的自覺(jué)性,充分認(rèn)識(shí)到建筑師和設(shè)備工程師在建筑節(jié)能方面不是無(wú)所作為而是大有可為的,并且真正從設(shè)計(jì)實(shí)踐中努力貫徹節(jié)能措施,則能夠有效地克服能源危機(jī),真正實(shí)現(xiàn)資源和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。本文從設(shè)計(jì)角度, 結(jié)合筆者多年的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn), 談了住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)體會(huì), 以供同行參考、應(yīng)用。關(guān)鍵詞：住宅建筑；節(jié)能設(shè)計(jì)中圖分類號(hào)： te08 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： a 文章編號(hào)：一、引言近幾年, 按照我國(guó)建筑節(jié)能實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)的要求, 地方各級(jí)政府、建筑業(yè)各企業(yè)單位積極開(kāi)展建筑節(jié)能工作, 從材料、設(shè)計(jì)、施工各個(gè)方面采取相應(yīng)的措施,

2、全面降低建筑能耗和資源能耗, 有效地提高人民的生活質(zhì)量, 取得了可喜的成績(jī)。然而, 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì), 我國(guó)建筑耗能量占社會(huì)總耗能的27.8% , 建筑耗能巨大, 尤其住宅建筑是建筑節(jié)能的重中之重; 我國(guó)現(xiàn)有住房面積約有400 億平方米, 能達(dá)到節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的只有0.04%, 微乎其微, 新建的也只有15% 達(dá)到節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。因此, 在未來(lái)的歲月里, 進(jìn)一步貫徹落實(shí)建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn), 依然是社會(huì)、政府和建筑材料、建筑設(shè)計(jì)、建筑施工、暖通空調(diào)、物業(yè)管理等企業(yè)共同關(guān)注與研究的課題。二、充分利用自然能源, 優(yōu)化建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)21 朝向我國(guó)現(xiàn)行住宅設(shè)計(jì)規(guī)范( gb50096-1999) 中規(guī)定“每套住宅至少應(yīng)有一個(gè)居住

3、空間能獲得日照, 當(dāng)一套住宅中, 居住空間總數(shù)超過(guò)四個(gè)時(shí), 其中宜有兩個(gè)獲得日照”。為了有效地達(dá)到這一目標(biāo), 在住宅建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)主要處理好兩個(gè)方面的問(wèn)題: 其一是按功能合理要求分配居住空間; 其二是住宅群體中各住宅單體之間的間距。在我國(guó)早期的住宅設(shè)計(jì)中, 多以臥室為中心, 臥室是住宅中的主要居住空間。隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展, 人們生活水平提高, 住房條件不斷地改善, 人們?cè)谧≌械幕顒?dòng)空間也發(fā)生了根本的變化。住宅內(nèi)部空間分成休息區(qū)、起居活動(dòng)區(qū)和廚衛(wèi)服務(wù)區(qū), 分區(qū)更趨向明確合理, 住宅中的臥室不再是多功能的。臥室為休息區(qū), 主要功能是供睡眠、休息兼存放衣物等, 白天人們工作、學(xué)習(xí)、外出, 即使在家各

4、種起居活動(dòng)也不在臥室中, 因此以夜間睡眠用為主, 白天多是空關(guān)著的臥室, 有無(wú)直接日照, 對(duì)于建筑節(jié)能而言差別不大。起居活動(dòng)卻從原來(lái)的臥室中分離出來(lái), 廳或起居室成了住宅中的主要活動(dòng)空間, 這個(gè)主要空間應(yīng)該爭(zhēng)取良好的朝向。如果將承受起居活動(dòng)功能的空間, 即起居廳, 爭(zhēng)取朝南向, 或南偏東或南偏西向, 能更有效地利用冬季的日照而得熱, 減少夏季的太陽(yáng)熱輻射, 減少住宅中的日常耗能。實(shí)踐證明, 這也是單體住宅空間設(shè)計(jì)中最直接有效的節(jié)能措施。同時(shí), 建筑物間距與節(jié)能也有一定的關(guān)系, 倘若建筑間距太近, 在整個(gè)采暖季節(jié), 建筑的南墻太陽(yáng)輻射面積因鄰近單體建筑的遮擋而縮小, 單體建筑的有效日照時(shí)間就會(huì)減

5、少。22 建筑體形合理地選擇建筑體形, 對(duì)建筑物的節(jié)能效果有很大影響。衡量建筑體形的合理性, 一般用建筑體形系數(shù)來(lái)表達(dá)。在其他條件相同時(shí), 體型系數(shù)越大,單位面積散熱量也越大, 對(duì)節(jié)能不利, 如建筑體形復(fù)雜、凸凹過(guò)多的住宅建筑。因此, 在建筑設(shè)計(jì)時(shí), 要盡量使建筑物的外形簡(jiǎn)單化, 減少建筑外表面積。其外表面積越小, 熱交換量亦越少。一般情況下, 建筑外型可以采取長(zhǎng)條狀, 減少建筑面寬或加大進(jìn)深;多單元組合的住宅可采用一字形排列, 層數(shù)適當(dāng)增加, 減少和避免建造單元少的點(diǎn)式平面的低層建筑等。另外, 對(duì)于冬季采暖地區(qū)的多層住宅建筑, 若設(shè)為北入口樓梯, 其不宜建成開(kāi)敞式樓梯間, 應(yīng)在入口處設(shè)置成門

6、斗或其它擋風(fēng)設(shè)施, 用以減少冷風(fēng)尤其北風(fēng)的侵入, 節(jié)省室內(nèi)能源。三、提高住宅外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能, 節(jié)約建筑體的能耗建筑體的能耗是由圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)和冷風(fēng)滲透兩個(gè)方面造成的。住宅圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱耗量占采暖熱耗量的1/3 以上。如果建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)具有良好的保溫隔熱性能, 可以減少冬季室內(nèi)傳出的熱量和夏季室外傳入的熱量。在住宅建筑設(shè)計(jì)時(shí), 可以從門窗、墻體、屋面等每個(gè)圍護(hù)部位入手, 在圍護(hù)材料的吸熱性和熱容性利用上尋找有效方略。3.1 屋面節(jié)能設(shè)計(jì)對(duì)于住宅建筑, 屋面節(jié)能效果的好壞在很大程度上取決于屋面保溫層的質(zhì)量。因此, 在屋面工程的處理上, 應(yīng)把握兩個(gè)原則: 一是屋面保溫層應(yīng)優(yōu)先選用密度較小、導(dǎo)

7、熱系數(shù)較低的高效保溫材料, 如膨脹珍珠巖保溫芯板、聚苯板、擠塑聚苯板等; 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(shí)因保溫層大量吸水而降低保溫效果, 如果選用吸水率較高的保溫材料, 屋面上應(yīng)設(shè)置排氣孔以排除保溫層內(nèi)不易排出的水分。當(dāng)然, 在屋面上進(jìn)行綠化、蓄水等, 也可以提高屋面的節(jié)能效果。3.2 墻體節(jié)能設(shè)計(jì)墻體是住宅外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的主體, 其所用材料的保溫性能直接影響建筑體的耗熱量。從我國(guó)墻體改革發(fā)展歷程看, 以前, 住宅墻體大多以實(shí)心粘土磚為材料, 其導(dǎo)熱系數(shù)過(guò)大, 一般為高效保溫材料的20倍, 不能滿足保溫隔熱的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求。如按照民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)( 采暖居住部分)

8、 ( jgj26-1995)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定, 在建筑物形體系數(shù)小于0.3 時(shí), 傳熱系數(shù)不超過(guò)1.10w/( m2k) , 而常用的內(nèi)抹灰磚墻, 傳熱系數(shù)都大于上述節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值。由于建筑節(jié)能的需要, 單一材料的實(shí)心粘土磚墻逐漸被承重材料與高效保溫材料共同組成的復(fù)合墻體所替代。復(fù)合墻體很好地發(fā)揮了兩種材料的長(zhǎng)處, 既不會(huì)使墻體過(guò)厚, 又能承重, 保溫效果又好。在復(fù)合墻體中, 按照按保溫材料所處位置不同,可分為多種方式, 其中外墻內(nèi)保溫和外墻外保溫是最常用的兩種方式。在我國(guó)建筑節(jié)能技術(shù)發(fā)展的起步階段, 外墻內(nèi)保溫應(yīng)用比較廣泛, 其有一定的保溫效果, 且造價(jià)低、安裝方便, 但也存在著不可回避的問(wèn)題, 例如

9、, “熱橋”現(xiàn)象突出, 墻體多出現(xiàn)裂縫等。隨著我國(guó)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的提高和外墻外保溫技術(shù)的成熟, 全面推廣外墻外保溫復(fù)合墻體已是大勢(shì)所趨。根據(jù)近年來(lái)實(shí)踐證明, 相對(duì)于外墻內(nèi)保溫, 外墻外保溫具有以下優(yōu)勢(shì): 保護(hù)主體結(jié)構(gòu), 延長(zhǎng)建筑物壽命; 基本消除“熱橋”的影響; 使內(nèi)墻潮濕情況得到改善;33 外門窗節(jié)能設(shè)計(jì)外門窗是住宅能耗散失的最薄弱部位, 其能耗占住宅總能耗的比例較大, 其中傳熱損失為1/3, 冷風(fēng)滲透為1/3, 所以在保證日照、采光、通風(fēng)、觀景要求的條件下, 盡量提高外門窗本身的保溫性能, 減少熱傳遞量。一般可采取如下措施:1) 嚴(yán)格控制住宅窗墻比, 其可根據(jù)民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)( 采暖居住部分

10、)對(duì)不同朝向的住宅窗墻比規(guī)定進(jìn)行取舍, “北向、東向和西向、南向的窗墻比分別不應(yīng)超過(guò)25% 、30%、35%”。2) 提高住宅外窗的氣密性, 減少冷空氣滲透,如使用新型的、密封性能良好的門窗材料, 門窗框與墻間的縫隙可用彈性松軟型材料( 如毛氈) 、彈性密閉型材料( 如聚乙烯泡沫材料) 、密封膏以及邊框設(shè)灰口等密封, 框與扇的密封可用橡膠、橡塑或泡沫密封條以及高低縫、回風(fēng)槽, 扇與扇之間的密封可用密封條、高低縫及縫外壓條, 扇與玻璃之間的密封可用各種彈性壓條等;3) 改善住宅門窗的保溫性能, 戶門與陽(yáng)臺(tái)門應(yīng)結(jié)合防火、防盜要求, 在門的空腹內(nèi)填充聚苯乙烯板或巖棉板。窗戶最好采用鋼塑復(fù)合窗和塑料窗, 積極采用中空玻璃、鍍膜玻璃, 有條件的住宅可采用低輻射玻璃, 合理地減少可開(kāi)啟的窗扇面積, 適當(dāng)增加固定玻璃及固定窗扇的面積等;4) 設(shè)置“溫度阻尼區(qū)”, 在住宅中, 將北陽(yáng)臺(tái)的外門、窗全部用封閉起來(lái), 外門設(shè)防風(fēng)門斗, 樓梯間設(shè)計(jì)成封閉式的, 對(duì)屋頂上入孔進(jìn)行封閉處理等。四、 結(jié)束語(yǔ)全面貫徹落實(shí)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn), 推動(dòng)建筑節(jié)能工作, 降低全社會(huì)建筑能耗和資源能耗, 提高百姓的生活質(zhì)量, 這是目前我國(guó)建筑節(jié)能事業(yè)大發(fā)展的基本要求。住宅節(jié)能是建筑節(jié)能的重中之重。為此, 在單體住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)過(guò)程中, 要有效地處理好建筑單體與建筑周圍環(huán)境和建筑規(guī)劃的關(guān)系; 積極采用新材料、新技術(shù)