城市住宅節能設計研究初探

席仁義

（三門峽職業技術學院河南三門峽472000）

城市住宅節能設計研究初探

席仁義

（三門峽職業技術學院河南三門峽472000）

由于近年來隨著人們環保意識的不斷提高，對住宅的節能要求也進一步加強，不僅要在建筑材料上保證安全環保，在房屋使用過程中也要保對城市環境的綜合影響。因此，在設計住宅的同時，設計人員要保證建材的環保性，選用對城市環境污染少的建筑材料。另一方面，在設計的同時，要提高住宅的科學性，不僅僅是作為居住的用途，在節能、環保等方面更要注意其性能。因此，進行城市住宅的節能設計，已經逐漸成為現階段住宅建筑建設的重點。對住宅進行節能設計，從而促進人們生活水平的不斷提高，滿足人們對于節能環保意識的要求。

城市住宅；節能設計；節能減排；環保

由于近幾年人們經濟水平的不斷增長，人們對于節能環保的意識也逐漸提升，也提高了居住環境節能環保的要求。為了發展我國的可持續性戰略，我們要在節能減排、環保的工作上加大力度。住宅建筑是城市中建設量最大的建筑類型之一，傳統住宅建筑的能耗問題十分突出。因此，在住宅建筑中進行節能設計十分必要。文章中筆者針對城市住宅的節能設計方案，進行了詳細的探究。

1城市住宅節能設計的意義

建筑行業在進行住宅建筑的過程中，往往會造成建筑材料消耗、建筑過程對能源的使用消耗等，一般情況下，能源的使用消耗多數要比建筑材料消耗更大。現階段，我國的建筑過程中對于能源消耗情況十分嚴峻，我國現階段正是城市發展的高峰期，如今我國住宅建筑的面積已達到500×108m2左右，其中能耗較大的住宅占總量的95%以上，并且住宅建筑的建設速度也在迅猛增加。我國的建筑消耗總量是部分發達國家的3倍甚至更多，再生資源的利用也稍落后于發達國家。因此，現階段加強城市住宅節能設計研究，對我國環境資源的保護，以及緩解我國由于資源消耗過大造成的資源緊張意義重大。

由于在所有的建筑類型中，住宅建筑的比例比較大，已經達到我國城市建筑總量的75%以上，所以對于城市住宅建筑節能也成為現階段我國在節能減排工作中面臨的最大問題。城市住宅的節能問題最能貼近人們的日常生活，因此，進行城市住宅節能設計是我國現階段節能減排工作的重中之重。

2影響城市住宅節能效果的主要原因

2.1城市住宅建筑的設計不合理

在進行城市住宅節能設計的過程中，要同時進行多方考慮，不僅要考慮建筑材料的質量問題，還要對住宅的外觀進行合理設計。然而，現階段我國進行的住宅節能設計，存在很大一部分不合理。其中住宅建設過程中的門窗設計是住宅節能建設中比較薄弱的環節。在住宅建筑設計的過程中，一味追求房屋外部的美觀，將住宅外窗面積進行擴大的現象，對建筑的保溫性能造成了一定程度的影響。在選擇進行外窗的類型選擇時，城市住宅建設的中，尚未普及雙層中空玻璃塑鋼窗，大量住宅仍然使用單層玻璃窗，單層窗其導熱系數是4.7W/（m2·k）,保溫效果較差，這是造成了住宅建筑能耗居高不下的重要原因之一。

2.2城市住宅建筑的保溫設計不夠

在城市住宅建筑建設過程中，部分建筑的建設標準較低，簡單的外圍護墻體沒有設置任何保溫措施，根本不能滿足保溫的要求。部分住宅建筑雖然設置外墻保溫，但是保溫材料的質量和性能較差，不能建筑保溫的要求。出現以上問題不僅影響了住宅的使用效果，舒適度降低，而且與國家節能環保的政策背道而馳。

2.3傳統城市住宅建筑材料的保溫性能較差

由于成本低廉現階段城市住宅建筑中仍然有部分采用實心粘土磚進行建設，粘土磚墻體的保溫性能很難滿足建筑節能的要求，另外粘土磚在燒制的過程會產生巨大能耗和對于土地資源的不可逆轉浪費，因此在城市住宅建設中已基本淘汰了實心粘土磚。但是使用實心粘土磚建設的住宅建筑在城市中有較大的存量，這些住宅普遍建設質量不高能耗較大，是城市住宅的能耗大戶，也是進行節能改造重點。

3城市住宅節能設計策略分析

3.1優化城市住宅建筑方案設計

根據國家規范規定，住宅建筑節能設計的目標是在保證正常使用功能的前提下，將建筑消耗降低50%以上。為了達到之一目標首先需要完善城市住宅的方案設計。

在城市住宅建筑方案設計階段，要充分考慮住宅建筑周圍環境，包括建筑間距、建筑朝向、園區綠化設置等因素。在進行住宅建筑平面設計時，要考慮住宅在夏季減少陽光的直射，保持屋內的通風，降低室溫。冬季要保證室內充分采光，提高室內的溫度。我國大部分地區住宅建筑的朝向以為南北向為宜，保證室內冬暖夏涼，盡量防止東西向的住宅建筑。假若在住宅建筑設計時不能保證為南北向，則要強化東西向建筑外窗的保溫和遮陽設計，以優化建筑保溫效果。此外，在建筑設計中還要盡可能降低城市住宅建筑的體形系數，建筑體形系數與建筑物的節能有直接關系。建筑形系數越大，說明同樣建筑體積的外表面積越大，散熱面積越大，建筑能耗就越高。在設計中要降低住宅體形系數以減小外墻的總面積，從而降低建筑能耗。

3.2提升城市住宅圍護系統節能性能

造成住宅建筑消耗過大其主要原因是由于建筑外圍護系統保溫性能較差。經過調查研究表明，現階段在住宅建筑外圍護系統的消耗占據建筑消耗的35%以上。因此可見，進一步提高住宅建筑外圍護結構的保溫性能對于住宅建筑的整體保溫性能意義重大。

3.2.1窗戶節能設計

一般住宅建筑的窗戶建筑保溫的相對薄弱環節。普通的窗戶對于能量的消耗，占住宅建筑能耗的總量的20%以上。在建筑方案設計中，在滿足采光通風要求的前提下，需要設計合理的窗扇比和窗戶朝向。在采光和通風允許的條件下，控制窗墻比是非常有效的保溫節能措施。窗戶越小從窗戶熱量損耗就越小，節能效果越好。另外外窗的朝向與建筑保溫節能也是密切相關，南、北方向的太陽輻射強度高、日照強度，建筑外窗所的太陽輻射也多需要增加窗戶的遮陽構造措施。此外推廣使用新型的節能窗戶使用節能材料是門窗節能的有效途徑之一。節能窗的框體材料類型很多，包括斷橋鋁材、斷橋鋼材、塑料型材、玻璃鋼材及復合材料（塑鋼、鋁和、鋁木等）。普通玻璃的熱阻值很小，所以單層普通玻璃無法達到保溫節能的目的，采用特種比例勢在必行。玻璃鍍膜分為熱反射玻璃和低輻射玻璃，是指利用物理或化學鍍膜工藝，改變玻璃表面的熱反射特性，將太陽輻射直接反射回去，從而提高玻璃的遮陽隔熱性能。玻璃著色，即在制造過程中加入色劑，通過吸收部分陽光的直接透過，從而減少太陽輻射熱已達到保溫效果。中空玻璃是以兩片或多片玻璃，玻璃周邊用密封膠翻結密封，使玻璃層間形成干燥氣體，具有隔音、隔熱、防結露和降低能耗的作用。

3.2.2外墻節能設計

現階段在進行城市住宅外墻節能設計的中，常采用以下幾種方式，（1）外墻內保溫技術，即將保溫材料置于外墻的內側。外墻內保溫技術對于保溫材料的防水和耐久性要求不高，取材方便紙面石膏板、石膏抹面砂漿等常用材料就可以滿足使用要求，而且施工較為簡便。但是建筑物內部的飾面層出現開裂影響裝修效果，且占用一定的室內使用面積，且在圈梁、樓板和構造柱等部位易產生冷橋效應。（2）外墻內部保溫技術。外墻內部保溫是將保溫材料置于同一外墻的內部中間。這種形式可以有效的保護保溫材料形，對保溫材料的選用要求不高，聚苯乙烯、玻璃棉、巖棉等普通保溫材料均可使用對施工條件要求不高。但是墻體相對于傳統墻體相比較厚，且外墻被分為兩部分間需有連接件連接，構造較為復雜。（3）外墻外保溫技術。即是將保溫材料設置于外墻外側。隨著我國住宅建筑節能標準的不斷提升，外墻外保溫技術成為最為有效、應用最為廣泛的建筑保溫技術。外墻外保溫技術適用地域廣泛南北方均可。適用建筑類型廣泛低層和高層住宅建筑都適用，新建住宅和老住宅都可以使用。保溫層設置于外墻外側減少了冷熱橋問題的產生。減少了惡略環境對建筑外墻體的破壞提高了建筑整體耐久性。外墻外保溫技術不會損失室內使用面積，而且可以有利于室內溫度保持穩定，有效改善室內環境增強了使用舒適度。

3.2.3屋頂節能設計

在住宅建筑屋頂節能設計的傳統方法是，在屋頂鋪設或粉刷各種保溫絕熱及反射材料來達到保溫節能效果，保溫隔熱材料一般采用膨脹珍珠巖、玻璃棉和聚苯乙烯泡沫等保溫材料。屋頂反射降溫可采用刷鋁銀粉、鋪設表面帶有鋁箔的卷材和鋪設鋁鈦合金氣墊膜等方實現。除此之外還可以采用一下幾種屋頂節能設計方案。（1）采用坡屋頂設計。住宅建筑特別是多層住宅可采用坡屋頂，雖然造價有所提升，但在隔熱和保溫效果上坡屋頂要明顯優于平屋頂，還可以美化升建筑物的外觀。（2）采用通風屋頂設計。在屋頂設置通風間層，首先利用通風間層的外層遮擋陽光，避免太陽直接照射在圍護結構上。其次利自然通風，帶走進入夾層中的熱量，從而減少外部熱輻射作用于建筑內部。設置合理通風屋面可使屋頂內表面的平均溫度降低4.5℃～5.5℃,有效降低住宅建筑能耗。（3）采用屋頂綠化設計。屋頂綠化可以有效地降低屋頂結構層表面的溫度，降低夏季空調能耗，改善室內熱環境，從而起到節能的目的。而且屋頂綠化還可以改善建筑物的外觀，降低建筑物周圍環境的氣溫，緩解城市熱島效應，彌補城市綠化不足。

4結語

推進城市住宅建筑進行節能優化方面的設計，對于降低住宅建筑能耗，提升住宅舒適程度，提高居民生活水平具有積極意義。另外，推廣節能城市住宅還能夠進一步有效的促進居民節能環保意識的提高。隨著我國節能環保理念的不斷深入，隨著科學技術的不斷進步，更多先進的節能建筑材料、節能技術措施會不斷出現，不僅僅是在城市住宅建筑中運用，而且會推廣到其他各種類型的城市建筑中，從而有效的提高我國城市建筑的整體節能水平，為國家技能事業做出積極貢獻。

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席仁義（1981—），男，漢族，河南盧氏人，建筑學碩士，三門峽職業技術學院建筑工程學院教師，講師，主要研究方向：建筑設計。