關于住宅建筑節能設計方法探析

恒大集團建筑設計院 51062

摘要：文章簡要地闡述了建筑節能設計的必要性，從中針對住宅建筑節能設計的方法進行了探討與研究，主要從整體規劃、圍護結構和材料選用等方面的節能設計方法進行了論述。最后結合工程實例加以論證，以供大家參考借鑒。

關鍵詞：住宅建筑；整體規劃；圍護結構；節能材料

1 引言

目前，對于我國的建筑業來說，隨著建筑能源消耗量也不斷增加，導致我國面臨著嚴峻的能源短缺形勢。然而，實施住宅建筑節能設計，不僅可以大大降低了我國建筑能源的消耗量，緩解我國緊張的能源短缺問題，而且可以有效提高了住宅建筑的經濟效益和社會效率，促進我國建筑節能設計的發展。

2 建筑節能設計的必要性

目前，對我國能源短缺問題，人們積極倡導節約能源、可持續發展，建設部將建設節能型建筑納入今后城市建設的重點發展方向，相關的指引、標準和法規相繼出臺，要求將建筑設計與建筑微氣候、建筑技術和能源的有效利用相結合?！睹裼媒ㄖ澞茉O計標準》規定通過在建筑設計和采暖系統設計中采用有效的技術措施將節能率從原來的50%提高為65%，對圍護結構的技術與產品、部品以及供熱系統的要求提高到一個新水平。因此，如何做好建筑節能設計方面的工作，實現建筑可持續發展目標意義重大。

3 住宅建筑節能設計方法

3.1 整體規劃節能設計

3.1.1 朝向布置

隨著空調的普遍使用，在建筑物的朝向問題上似乎人們已經不再關注，為了達到更大的容積率以及更好的景觀效果，很多高層建筑都是東西向的。對于這種朝向的建筑，建筑能耗就變得更加嚴重，為了提高建筑的節能效率，改變建筑的朝向是十分重要的。太陽的輻射以及空氣滲透引發的耗熱量都容易受到建筑朝向的影響，因此在進行朝向選擇問題上要注意太陽輻射以及風向等這些因素的影響。建筑物應該采用南北向進行平面布置，并且建筑物要能夠進行自然通風。在建筑內部的房間分布中，主臥以及客廳等重要房間應該盡可能的面朝南，這樣的設計能夠降低大約 40%左右的電荷需求，可見建筑朝向對節能有著重大的影響。

3.1.2 體形設計

在建筑設計的一般要求中，要求墻體的傳熱系數應該比同朝向外窗傳熱系數要小，因為這是室內外溫差的決定因素。即建筑物的能耗量和窗墻面積成正比，所以從節能的角度看，窗墻面積應該越小越好，但是考慮到建筑的美觀以及采光和通風的要求，不能一味的設計小窗戶，要根據通風和采光以及節能要求進行合理的設定窗墻面積比。我國各個地區的氣候不同，具體的窗墻面積比也不相同，通常南方的要比東、北以及西部大。

3.2 圍護結構節能設計

（1）外墻設計。在外墻設計中，應該考慮結構層和保溫層、保護層和保溫層以及飾面層和保護層之間的構造應該安全和較高的粘結性。對于住宅設計來說，建筑外墻所受到的風荷載是十分大的，所以墻體會承受很大的吸力。外墻保溫材料自身的承重也比較大，再加上吸力，就十分容易開裂和脫落。因此針對建筑的特點，在進行外墻節能設計時應該使用無空腔設計，這樣能夠提高材料的粘結性。在住宅設計中，飾面層不能采用面磚，因為保溫層的材料大部分是多孔輕質的型材，所以其剪力強度通常都比較低。另外，在外墻材料的選擇上應該選擇那些能夠在炎熱氣溫下，有輻射和吸收性能的材料。

（2）屋面設計。屋面的保溫隔熱與防水是其主要功能，常規的屋面保溫材料與防水材料存在性能單一問題，防水的不能保溫，保溫的不能防水。噴涂聚氨酯硬泡、聚脂彈性體屋面保溫防水一體化技術，除采用兼具優良保溫防水性能的聚氨酯硬泡作為保溫防水一體化功能性材料外，還復合防水性能極好的噴涂聚脂彈性體作為防水飾面材料，從而使屋面保溫、隔熱、防水一體化。對現有建筑的調查發現，21%的屋面沒有采用任何隔熱措施，即使是采用一些隔熱措施，也遠不能滿足節能標準和熱舒適性的要求。因此，屋面保溫、隔熱設計已成建筑節能的重點之一。

（3）外窗設計。在建筑保溫中，外窗設計是隔聲、隔熱的薄弱環節。對整個建筑進行耗熱量計算，空氣滲透以及外窗傳熱耗熱量的總和大概占了總耗熱量的一半。所以，增強外窗的節能性是十分關鍵的。據統計資料顯示，我國建筑物通過窗戶散失的能量約占建筑總能耗的 50%，具有較大的節能潛力，提高窗戶的熱工性能是建筑節能最經濟有效的方法。

3.3 節能材料的選用

在選擇節能材料時，最多的是選擇玻璃。因為玻璃具有不錯的保溫性能。隨著科技的發展，很多新型玻璃應運而生，玻璃材料不再是起單一的隔熱作用，同時還有很多別的功能。如具有反射熱量功能的玻璃、電敏感玻璃以及調光分光玻璃和具有低輻射效能的玻璃等。針對不同地區的地理環境要選擇不同功能的隔熱玻璃。例如受太陽光直射時間長的樓層要選擇調光隔熱玻璃以及反射熱量玻璃等。通過對這些不同功能的隔熱玻璃材料的選取能夠使高層建筑達到更好的節能效益和經濟效益，同時還能提高人們的居住舒適度。

4 實例分析

4.1 項目概況

某住宅項目，總建筑面積18萬m2，由12棟小高層住宅、10棟多層住宅和21棟屋住宅組成，共有4個車庫，其中地面建筑面積16.8萬m2，地下建筑面積1.2萬m2。建筑高度限制在40m內，容積率1.0。

4.2 建筑節能設計

本項目在建筑節能設計方面采取了屋面、外墻和外窗的隔熱保溫措施，滿足現有節能設計標準要求，同時在可再生能源應用方面，大面積采用太陽能光熱和地熱資源，節能設計的方向和理念是領先的。但大量優異的節能和可再生能源技術的應用都有其適宜性，在本項目中不一定能達到最佳的節能減排效果，因此，針圍護結構、空調設備以及太陽能利用方面提出以下幾個方面的節能措施。

4.2.1建筑通風

本項目由于具有風速高的氣候特點，合理利用該特點，多采用自然通風措施，尤其是與分體式空調配合，不必使用新風系統，能最大程度的實現節能效果，也符合南方地區采取自然通風的習慣。

另外，本項目所處地區的風力等級相對高，門窗開啟幅度較難控制，這給傳統的開窗通風帶來了一定困難，故建議選擇合適的門窗通風器改善室內通風環境。門窗通風器在歐美和日本有廣泛應用，是一項成熟的技術。設計合適的通風量和出風位置，不但能提供房間足夠的新風量，還能改善室內空氣微環境。

4.2.2 隔熱涂料

隔熱涂料主要機理是反射太陽輻射，阻擋其進人室內，降低夏季房間的空調負荷。與普通涂料相比，隔熱涂料太陽光反射比都超過80%，即能夠把照射在墻體或屋頂上的太陽光80%反射出去。夏季水平面太陽輻射強度可達1131W/m2，東、西向垂直面太陽總輻射強度最高為613W/m2，如選用隔熱涂料，夏季將在一定程度上降低空調負荷。

4.2.3 建筑遮陽

活動遮陽的優點是夏季關閉遮陽百葉，阻擋太陽光進人室內，冬季則打開遮陽裝置，讓太陽輻射進人室內。中置式遮陽設施的優點是，遮陽體和窗扇一體生產成型，可以節省大量的現場安裝費用。而且隨著產品類型的成熟，在大規模工業生產的情況下產品質量容易得到保證，生產成本也逐漸降低。而且能夠抵抗較強的風壓，安全性高，適合在樓層較高中應用。

本項目中小高層由于樓層高，風力較大，如選用外或內遮陽卷簾，則窗戶開啟后，由于風壓的作用，卷簾扇動浮動較大，存在安全隱患，建議可選用中置百葉式鋁合金窗。其優點是抗風壓強，調節方便，夏季隔熱，冬季可完全打開，讓太陽輻射進入室內。

4.2.4 太陽能熱水系統

太陽能熱水系統通過太陽能集熱器，吸收太陽輻射，把循環水加熱。空氣源熱泵熱水系統利用熱泵機組從空氣中取熱，通過壓縮機提高取熱熱量，制取生活的一種方式。太陽能一空氣源熱泵系統可互為輔助熱源，聯合制取熱水。在陰雨天氣或夜間用電低谷時，開啟空氣 源熱泵，制取生活熱水。

5 結束語

總之，住宅建筑節能設計不僅要滿足居住環境的舒適度，而且要在保證環境質量的前提下進行節能設計。通過對住宅建筑整體進行合理的布局，做好綠化節能設計，并對住宅建筑外圍結構、門窗及過渡空間等進行有效的節能保溫設計，以達到節能降耗的目的。

參考文獻：

[1]吳燕國，霍保全.太陽能集中供熱水系統在高層住宅的應用探討.中國房地產業，2011（5）.

[2]郭井亮.高層住宅建筑節能控制方法與技術策略研究.城市建設理論研究，2012（6）.