居住建筑節能設計中缺點及優化對策

【摘要】隨著我國經濟的發展以及城鎮化進程的不斷加快，居住建筑的規模以及數量都在不斷增加，所以居住建筑的節能設計受到了人們普遍的關注。本文主要介紹居住建筑節能設計中的缺點和優化對策，并且通過相關案例介紹具體實施方式，希望能夠對相關人士有所幫助。

【關鍵詞】居住建筑；節能設計；優化對策

1、引言

隨著我國城鎮化進程的不斷加快，城市人口數量在急劇增加，對于居住建筑的要求也在不斷提升。隨著環境污染越來越嚴重，進行節能的居住建筑設計已經成為了人們普遍關注的話題。這就需要對居住建筑節能設計中存在的缺點和問題進行分析，并采用針對性的措施對其進行優化改進，進一步推動我國綠色節能建筑的發展，這對于促進我國建筑行業的發展具有非常重要的意義。

2、居住建筑節能設計中的缺點和問題

2.1居住建筑節能設計深度較淺

某些居住建筑雖然進行了節能設計，但是其設計深度較淺，只是單獨的在建筑設計中有所體現，并沒有嚴格的進行落實，無法達到較好的節能效果。

2.2居住建筑節能設計形式較單一

從目前情況來看，居住建筑設計更多考慮的是功能方面，對于節能方面考慮較少，只是在很簡單的環節進行節能設計，沒有全面考慮問題。例如對于建筑外圍護部分缺少節能措施，對于建筑的門窗、屋頂等沒有進行節能設計，從而造成這些部位耗能較多。

2.3節能設計驗收方法不夠完善

對于居住建筑節能功效進行檢測時需要綜合采用熱工法進行，此種方法所采用的檢測指標主要是建筑工程墻體傳熱系數。雖然此種方法能夠在一定程度上獲得相應指標，但是具體實施方式并沒有明確，同時也缺少必要的檢測標準以及檢測規范，造成所得檢測效果不及預期。

2.4建筑投資和節能需求無法匹配

現在很多的居住建筑也進行了節能設計，采用了相應的節能建筑材料，但是在具體施工過程中沒有嚴格控制投資成本，從而造成建筑成本超預期，最終造成建筑投資和節能需求無法匹配。一旦出現此方面問題，施工單位就可能對原有設計方案進行變更，從而造成有效節能設計方案不能落實，無法達到節能效果。

3、居住建筑節能設計的優化對策

3.1在建筑節能設計中采用BIM技術

在設計工作階段，BIM技術不僅可以方便快捷地繪制3D模型，還可以提高建筑的可施工性，提高資源能源的利用率，有利于建筑的可持續性設計。傳統的技術，是在建筑設計完成之后，再進行能耗分析，相比而言，BIM技術是在設計的初期就利用具備強大兼容性的三維模型，進行的能耗分析，這樣一來，不僅注入可持續發展理念，也避免通過設計修改來降低能耗設計需求。除此之外，BIM技術與多種軟件數據兼容，大大提高了設計項目的整體質量。對建筑設計，利用BIM能耗分析技術，可以非常直觀的對比不同朝向方案的初步能耗，既能滿足節能要求，又能幫助建筑人員確定建筑朝向. 建筑的通風散熱在某些濕熱地區非常重要，可以通過BIM技術，在設計初期就通過加大建筑的開口面積或者架構建筑底層等方式來保證痛風，又例如為了遮擋夏季強烈的太陽輻射，可以利用BIM技術來分析建筑進深和層高對自然采光的影響，來決定建筑的形體樣式。

3.2 保溫隔熱型屋頂

此種屋頂的節能設計主要是采用在屋頂涂刷或者鋪設不同類型的保溫隔熱材料或者是反射材料，從而達到保溫節能的效果。屋頂保溫較為常用的技術措施主要是將導熱系數比較小的輕質材料（例如玻璃棉、膨脹珍珠巖等等）設置在屋頂的防水層下邊用于保溫，此種型式的保溫屬于正置式的保溫；或者采用聚苯乙烯泡沫設置在屋面防水層的上面進行保溫，此種型式的保溫屬于倒置式的保溫。

對于保溫隔熱型屋頂來說，除了通過保溫材料進行保溫之外，也可以采用如下幾種方式的保溫隔熱型屋頂：

第一，絕熱反射膜屋頂。就是將鋁鈦合金氣墊膜鋪設在屋頂，此種方式能夠有效阻止80%以上的可見光。

第二，節能屋面瓦屋頂。就是將增強水泥噴涂在發泡隔熱材料之上用于隔熱。

第三，屋頂反射降溫隔熱屋頂。就是在屋頂鋪設表面附有鋁箔的卷材或者在屋頂涂刷鋁銀粉用于隔熱。

第四，降溫涂料屋頂。主要是利用熱固性樹脂或者熱塑性數值以及具有較高反射率的透明無機材料制成熱反射涂料來降溫。

3.3 地源熱能方面的應用

地源熱能是非常重要的能源之一，可通過地源熱泵技術來給建筑物內空調系統提供相應的能源，從而實現節能環保。相對于室外溫度存在的較大差異來說，地表之下的溫度相對來說比較穩定。在夏季高溫季節建筑物內的溫度相對較高，相關設備就會將熱量排入到大地內，這樣就能夠降低室內的溫度。房屋建筑設計過程中采用此種技術能夠有效降低能源使用量，同時對于環境沒有較大污染，設備維護相對方便、效力較高。

3.4 使用綠色建筑材料

對于居住建筑來說，外圍護結構所具有的保熱性能和建筑室內熱穩定性以及舒適感有著非常緊密的聯系，會很大程度上影響居住建筑的能耗。現階段居住建筑節能設計中常用的外圍護結構在完成施工之后會再增設一層保溫層，從而能夠對外圍護結構的熱工性能進行一定改善。但是因為高溫保溫材料具有比較高的成本，因此在其生產過程中會消耗非常多的能源。所以在建筑節能設計過程中需要綜合考慮綠色建筑材料的使用，這樣能夠在有效降低材料成本的同時更好的控制建筑能耗。

3.5 墻體節能方面的設計

第一，對于居住建筑工程來說墻體是最為重要的組成部分，采用節能環保型的墻體是居住建筑節能設計當中最為重要的組成部分。從現階段來看，建筑節能設計采用的都是高效保溫墻，此種墻體主要的原料就是火力發電廠當中排放出的粉煤灰，之后采用先進的生產方式進行加工而成。此種墻體的節能保溫性能非常卓越，可以將其當成建筑物的外圍護墻。通過此種環保節能技術能夠有效降低垃圾的排放，對于環保具有非常大的促進作用。

第二，復合節能墻體也是非常重要的節能設計。一般情況下，復合節能墻體主要是由傳統的墻體材料和絕熱材料、新型墻體材料復合組成。在居住建筑設計過程中應用此種墻體結構，能夠實現墻體良好的保溫功能，進而實現居住建筑節能設計。

3.6 窗戶方面的節能設計

在針對居住建筑門窗節能設計過程當中需要重點關注如下幾方面問題：

第一，對于建筑窗墻比進行有效控制。所謂的建筑窗墻比就是指建筑窗口洞口的面積和建筑立面單元面積之間的比值。按照我國相關政策法規來說，不同朝向的建筑窗墻比是不同的，例如北向的窗墻比在20%以內、東向和西向的窗墻比在30%以內、南向的窗墻比在35%以內；

第二，保證建筑外窗的氣密性，防止冷空氣滲透。例如可以通過聚乙烯泡沫或者密封膏等形成彈性密封性材料，可以用此材料對門窗框以及墻體的縫隙實施密封；

第三，在門內填充巖棉板來加強絕熱性能。建筑窗戶玻璃可以采用中空玻璃，同時要降低能夠開啟的窗扇面積，并且在一定程度上增加固定玻璃和固定窗扇的面積。除此之外，在窗戶設計過程中進行窗型的設計也是非常重要的，要保證滿足房屋空間采光以及通氣方面的需求，同時要按照需求一定程度上增加窗戶的數量。

4、居住建筑節能設計案例分析

4.1案例概況

某居住小區總體建筑面積47.1萬m2，主要包括居住用房、中心廣場、幼兒園、小學、公交始末站以及污水泵站等內容。小區所在區域的環境為海洋性季風氣候，常年日照、雨水充足，年平均氣溫在21.1℃，年平均風速在3.7m/s。另外，小區建筑會對氣流具有一定的導向作用，使得小區具有良好的通風狀況。

4.2建筑節能設計

第一，單體設計。單體設計過程中除了要滿足功能方面以及立面造型需要外，更加要注重窗的節能設計。要確保窗墻面積比滿足《夏熱冬暖地區居住建筑節能設計標準》的規定，平均在0.25以內；外門窗可以使用斷熱塑鋼型材生產，氣密性要滿足國標GB/T107-2000標準要求。

第二，外圍護結構和材料節能設計。鋼筋混凝土墻采用30mm厚的無機保溫干粉砂漿內保溫復合墻體系統，外墻要采用面層厚度在200mm以上的鋼筋混凝土墻體，確保傳熱系數在2.0W/m2k以下，熱惰性指標在3.0以上。屋面采用倒置式的屋面保溫隔熱系統，防水層上設有保溫隔熱層技術，采用厚度在30mm的絕熱擠塑聚苯乙烯泡沫板作為保溫隔熱層。

第三，電氣節能設計。此工程采用高光效光源作為公共場所照明，采用開啟式直接照明燈具，使得燈具反射罩反射比較高，燈具效率保持在60%以上。在樓梯間、走廊以及門廳等采用節能型自熄開關。對于相關設備的水位和整體系統的壓力進行監測，按照水位和壓力的情況自動控制水泵的啟停。

第四，暖通節能設計。采用高效節能型風機和水泵，確保其運行的高效率。采用獨立控制式空調系統，不同店面可以按照自己的需要設定空調溫度等。

4.3節能方案的優化

雖然原有方案能夠滿足現有節能要求，并且簡單易行，但是其采用的是規定性指標方法進行設計，一定程度上存在著浪費的情況。為了能夠達到更好的節能效果，可以采用性能性指標的設計方式，在保持原有節能設計的基礎上進行方案優化，原有方案和優化方案的差異和節能對比如表1、表2所示。

為了能夠有效比對兩種方案的節能效果分別對其進行節能率計算，所得結果如圖1所示。

從圖1中能夠得知，雖然兩種方案都能夠滿足現有節能標準方面的要求，但是優化方案具有更高的節能率，對于以后的節能工作更具有參考性。

結語：

居住建筑的節能設計已經成為了社會各方都非常關心的話題，其符合環保型社會的需求。本文主要分析了現階段建筑節能設計的缺點，同時提出了優化對策，并且通過案例進行了分析，希望能夠對居住建筑的節能設計給予一定的參考和建議。

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作者簡介：

瞿學勤，甘肅省城鄉規劃設計研究院，甘肅蘭州。