住宅建筑設(shè)計(jì)中的節(jié)能措施探討

陳曄

摘要：在能源消耗量日益增加的今天，作為建筑重要內(nèi)容的住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)對(duì)節(jié)約建筑能耗，實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展有著重要意義。基于此，下文主要就住宅建筑設(shè)計(jì)中的節(jié)能措施進(jìn)行探析。

關(guān)鍵詞：住宅建筑；建筑設(shè)計(jì)；節(jié)能措施

前言

近些年來(lái)，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，使得人們對(duì)能源的需求不斷增大，我國(guó)的能源消耗量也在逐年增大，大規(guī)模的能源消耗給國(guó)家社會(huì)進(jìn)一步的發(fā)展產(chǎn)生了強(qiáng)烈的制約作用，在這種背景下，國(guó)家提出了“節(jié)能減排”社會(huì)發(fā)展建設(shè)要求。建筑行業(yè)作為我國(guó)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一，切實(shí)做好節(jié)能工作即使符合國(guó)家發(fā)展的重要舉措，也是實(shí)現(xiàn)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然要求，在這種情況下，綜合合理利用周圍資源，促使建筑物與自然相和諧的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)成為建筑業(yè)研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。

一、住宅建筑平面布置和體形系數(shù)要達(dá)到節(jié)能需求

在住宅建筑的設(shè)計(jì)過(guò)程中，建筑物布置與其平面設(shè)計(jì)是不是合理，對(duì)于在冬季獲得太陽(yáng)照射與夏季的通風(fēng)降溫都有很重要的影響。例如它的主體朝向，南北方向和東西方向住宅建筑的耗熱量是不同的，前者如果改為后者耗熱量會(huì)增大 5%，空調(diào)能耗或者是外遮陽(yáng)投入的資金會(huì)增大很多。此外，體形系數(shù)對(duì)于住宅建筑的熱工特性是一個(gè)比較重要的指標(biāo)：根據(jù)國(guó)外某物理研究所的成果，體形系數(shù)在降低0.1%時(shí)，建筑物的能耗會(huì)下降8千瓦時(shí)每米，如果住宅建筑的設(shè)計(jì)模式分別是明廚暗廁式和明廚明廁時(shí)，在建筑面積一樣時(shí)后者體形系數(shù)要比前者高出0.032，也就是說(shuō)在體形系數(shù)上前者建筑平面要比后者有更好的節(jié)能效果。所以在滿足住宅建筑多項(xiàng)功能的前提條件下，減少住宅建筑在體型上存在凹凸或者錯(cuò)落，以達(dá)到減小其體形系數(shù)的目的，使其達(dá)到節(jié)能的最佳效果。

二、墻體方面的節(jié)能措施

對(duì)于墻體使用新型節(jié)能材料。墻體在建筑的外圍結(jié)構(gòu)中占主體地位，墻體材料保溫特性對(duì)建筑物耗熱量有很大影響。我國(guó)很多的住宅建筑都是用多孔磚來(lái)建造墻體的，保溫特性還達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。就拿外墻來(lái)說(shuō)根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，當(dāng)建筑物的體形系數(shù)低于0.3時(shí)，其所在地區(qū)的傳熱系數(shù)都低于1.16瓦每平方米，現(xiàn)在建筑中采用的最多的是內(nèi)抹灰砌塊墻，傳熱系數(shù)要比上面的節(jié)能規(guī)范數(shù)值都大。所以要達(dá)到最佳節(jié)能目的，就要大力應(yīng)用加氣磚墻體和復(fù)合墻體等技術(shù)。盡可能減少外結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，尤其是外墻要采取措施增加它的保溫隔熱特性。現(xiàn)在有不少建筑物的保溫系統(tǒng)用的節(jié)能材料大多是一定厚度的無(wú)機(jī)保溫板、多功能保溫涂料等節(jié)能型材料，以使規(guī)定性指標(biāo)中的外墻滿足規(guī)范要求。

在現(xiàn)在住宅建筑中用的比較多的外墻保溫方法包括內(nèi)保溫、外保溫和混合保溫等其它方法。外墻內(nèi)保溫技術(shù)是指外墻內(nèi)側(cè)采用保溫砂漿等其它材料，使建筑實(shí)現(xiàn)保溫和節(jié)能的目的。這種節(jié)能保溫方法有一個(gè)缺陷是：結(jié)構(gòu)冷熱橋使局部溫差不斷增大，超過(guò)一定程度就會(huì)使外墻發(fā)生結(jié)露現(xiàn)象。因?yàn)閮?nèi)保溫技術(shù)保護(hù)的地方只是建筑物的內(nèi)墻和梁內(nèi)側(cè)，外墻部分沒(méi)有得到保溫材料有效的保護(hù)，所以在這個(gè)部位形成冷橋；在冬天的室內(nèi)墻體溫度和墻角溫度之間約有10度的溫差，和室內(nèi)溫度差要超過(guò)15度，室內(nèi)濕度條件達(dá)到時(shí)在這個(gè)部位就會(huì)發(fā)生結(jié)露現(xiàn)象。結(jié)露水造成的浸漬或者凍融很容易使保溫墻面產(chǎn)生霉裂和開(kāi)裂。混合保溫指的是設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中，外保溫施工方便的地方就用外保溫方法，外保溫施工不方便的地方就采用內(nèi)保溫方法，從而達(dá)到對(duì)住宅建筑進(jìn)行保溫施工方法和設(shè)計(jì)的結(jié)合。混合保溫方法能提升施工速度，那些外墻內(nèi)保溫保護(hù)不到的內(nèi)墻、地板和外墻交接部位等進(jìn)行保護(hù)，使建筑物能夠獲得較好的保溫。但是混合保溫方法會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重?fù)p害。外保溫方法作用地方使結(jié)構(gòu)墻體受到室內(nèi)溫度影響較嚴(yán)重。溫度變化比較小，所以墻體處于穩(wěn)定的溫度環(huán)境中，由溫差引起的變形應(yīng)力是比較小的；內(nèi)保溫方法作用地方使結(jié)構(gòu)墻體受到室內(nèi)溫度影響很大，當(dāng)室外溫度變化很大時(shí)，墻體處于不穩(wěn)定溫度環(huán)境中，溫差引起的變形應(yīng)力比較大。局部的內(nèi)、外保溫結(jié)合在一起使用的方法，使整個(gè)外墻主體產(chǎn)生不同形變的速度與尺寸，建筑結(jié)構(gòu)所處環(huán)境更加不穩(wěn)定，在長(zhǎng)年溫差作用下墻體結(jié)構(gòu)發(fā)生裂縫，降低住宅建筑的使用壽命。在保溫節(jié)能方法中使用混合保溫方發(fā)是很不合理的，比應(yīng)用內(nèi)保溫方法時(shí)對(duì)墻體和建筑有更大的危害。外墻外保溫方法指的是把保溫隔熱系統(tǒng)建造在外墻外側(cè)，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)保溫節(jié)能目的。因?yàn)楸馗魺嵯到y(tǒng)在外墻外側(cè)，主體結(jié)構(gòu)受溫差影響有很大的下降，溫差形變大大減小，對(duì)結(jié)構(gòu)墻體有較好的保護(hù)還能阻斷冷橋，有助于延長(zhǎng)墻體結(jié)構(gòu)的使用壽命。

三、住宅建筑門窗的節(jié)能設(shè)計(jì)與施工

在建筑中，外門窗是能耗散失率很高的地方，在使建筑有較好的采光、觀景和通風(fēng)條件下，盡量提高門窗密閉性采用合適的窗墻比例，采取有效措施提高門窗保溫性能。在現(xiàn)在的門窗保溫措施中通用的有這幾個(gè)。如果應(yīng)用墻體窗和墻的面積比例，盡可能降低這個(gè)比值。也就是說(shuō)在降低傳熱散耗量的同時(shí)還要求有較好的空氣滲透性，要達(dá)到這個(gè)目的窗戶面積就要減小很多，這對(duì)建筑物節(jié)能是很有幫助的。要實(shí)現(xiàn)有效節(jié)能目的，就要盡可能減少冷空氣滲入和有效提高外門窗密閉性，這時(shí)要多多考慮那些新型和密封性較好的建筑材料。對(duì)于墻體與門窗框的縫隙要不斷增強(qiáng)密封效果，還應(yīng)該考慮到在墻體和門窗框放入彈性較好的保溫材料，例如密封膠或者毛氈等。有些材料具有較好的密封特性例如橡膠，把它們用在門扇與門窗框中能達(dá)到較好的密封效果，該方法能提高建筑物的節(jié)能環(huán)保效果，同時(shí)對(duì)外部門窗保溫效果也要進(jìn)行相應(yīng)的改善。在設(shè)計(jì)實(shí)例中所設(shè)計(jì)的如藍(lán)灣華府工程，其外墻開(kāi)窗面積較大，設(shè)計(jì)過(guò)程中在窗戶的選材及密閉性各方面嚴(yán)格把關(guān)，會(huì)使外門窗的能耗散失率降到最低的效果。

四、屋面方面的節(jié)能措施

對(duì)于建筑物的外墻和外窗改進(jìn)其保溫特性以后，對(duì)于屋面的保溫隔熱也要加大研究力度。屋面節(jié)能方法的重點(diǎn)是：一個(gè)是屋面保溫層不適合選擇密度大和導(dǎo)熱系數(shù)高的保溫特性材料，盡可能減少屋面的重量與厚度；第二個(gè)是保溫層不適合選擇吸水率過(guò)大的材料，避免在對(duì)屋面進(jìn)行濕作業(yè)時(shí)由于保溫層吸水過(guò)多而大大降低保溫的效果，在選擇吸水率較高的材料時(shí)，屋面上要有排水孔用來(lái)排除保溫層內(nèi)的水分。現(xiàn)在已經(jīng)有高效的保溫材料并且應(yīng)用在屋面上，有些屋面的保溫措施時(shí)使用無(wú)機(jī)保溫板和巖棉板等替換以往的瀝青珍珠巖和水泥珍珠巖方法，解決了以往方法中的不少問(wèn)題。該保溫芯板優(yōu)點(diǎn)是施工簡(jiǎn)單、價(jià)格低、環(huán)保；芯板是柔性品，不但很適合用在平面屋面上，也能用在曲面屋面上，其保溫工程能體現(xiàn)出其優(yōu)越性，芯板材料有幾個(gè)技術(shù)指標(biāo)很重要例如表觀密度、導(dǎo)熱系數(shù)、蓄熱系數(shù)、抗壓強(qiáng)度和吸水率等。從這些指標(biāo)能夠看出的特點(diǎn)是密度小和導(dǎo)熱系數(shù)、吸水率低，如果一種保溫材料有很好的保溫性能它就必須具有這些特點(diǎn)。

結(jié)語(yǔ)

綜上，文章主要從幾方面對(duì)住宅建筑設(shè)計(jì)中的節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，總之，建筑對(duì)于能源來(lái)說(shuō)是一個(gè)很大的損耗方面，現(xiàn)在一直提倡綠色建筑，因此節(jié)約能源已經(jīng)成為人們的共識(shí)，對(duì)住宅降低能耗有個(gè)條件是不能違反居住舒適度要求，從建筑設(shè)計(jì)角度上說(shuō)盡可能減少能量無(wú)端消耗，最大限度節(jié)約能源。

參考文獻(xiàn)

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