談住宅建筑的節能設計措施

孫心德

大連大達規劃建筑設計有限公司 116600

摘要：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。同時，通過對住宅建筑整體進行合理的布局，加強能源利用，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。本文作者結合多年來的工作經驗，對住宅建筑的節能設計措施進行了研究，具有重要的參考意義。

關鍵詞：住宅建筑；節能設計

前言

建筑節能關系到人類前途的命運，是中國經濟可持續發展的重大課題。隨著經濟的發展和生活水平的提高，人們對建筑舒適度的要求也越來越高。如何在不斷提高室內舒適度的同時，提高能源利用率，使建筑用能的總水平不斷降低，走可持續發展之路，是實現我國國民經濟和可持續發展的重要內容，同時也是保護資源、保護環境、減少污染的重要舉措。

1 住宅建筑節能設計的必要性

隨著我國經濟的迅速發展，住宅建筑建設規模巨大，建筑能耗在整個商品能耗中占有相當大的比重，特別是近些年來，其所占比例也越來越大。而前期的住宅建筑由于單純強調建筑造價低廉，沒有可供參考的建筑熱工和建筑節能等方面的國家或地方標準規范，致使住宅建筑的圍護結構不科學，嚴重影響了建筑本身的固有功能和居民的舒適度，導致住宅采暖耗能、空調耗能等較高。

2 住宅建筑設計的節能原則

（1）在整體的規劃與單項設計上，對建筑的平面設計要合理的規劃，這樣才能夠充分的形成在夏季的穿堂風，也使每個房間都可以有良好的采光條件。比如在設計建筑平面時，板式設計比塔式設計具有更好的采光與通風條件。

（2）選擇有力與節能建設的建筑地址與朝向，這樣就可以充分的利用太陽能進行節能了。一般在我國，南北朝向的建筑比東西朝向的建筑更加節能，如果建筑的面積相同，主朝向的面積越大，這種節能效果差異越明顯。另外，在建筑之間還要保持一定的距離，以便于充分利用太陽能資源。

（3）對窗戶與墻的面積比例進行合理的設計，在建筑中最薄弱的保溫部位就是窗戶，所以，在設計時把窗戶的面積合理的控制一定范圍內，有效的防止門窗縫隙之間的能量損耗，可以達到很好的節能效果。最后在建筑設計時改善維護結構具有的保溫性能，也可以達到理想的節能效果。

3影響住宅建筑節能的主要因素

3.1建筑總體的布置直接影響建筑的能耗

房屋的朝向從兩個方面影響著室內的溫度，即主導風向和太陽輻射。夏季主導風向給室內以涼爽，降低空調能耗；冬季利用太陽輻射的自然能源，更多的獲得太陽日照，減少供熱能耗。因此建筑基地應盡量選擇在向陽避風的地段上，為建筑爭取日照創造必要的條件。

3.2住宅建筑的主要組成部分外墻、外門窗及屋頂是影響建筑節能的另一主要因素

（1）外墻是建筑外圍護結構的主體，其所用材料的保溫性能直接影響到建筑的耗熱量。特別是大部分地區一直沿用的實心粘土磚，其保溫性能就比較差。按照新標準（以多層住宅為例），當建筑物體型系數小于0.3時，屬寒冷（A）區的青島某地其外墻傳熱系數限值應小于0.6W/（m2·K）。370厚實心粘土磚外墻加上內外抹灰，其傳熱系數為1.53，遠遠大于限值0.6。370厚非粘土多孔磚傳熱系數為1.19，而370厚加氣混凝土砌塊傳熱系數只有0.54，小于限值0.6。通過以上比較可以看出，傳統的由單一材料組成的外圍護結構墻體，其熱工性能指標已經不能滿足節能建筑的要求。而復合墻體則充分利用各種材料的不同性能，來達到節能建筑所需要的圍護墻體的熱工性能指標，因此，在節能的前提下，應大力推廣非粘土空心磚墻和復合墻體技術。

（2）外門窗對建筑能耗的影響有兩方面：一方面是窗的傳熱影響冬季采暖能耗，另一方面是窗受太陽輻射影響夏季空調降溫能耗。因此，減少冬季流出室外的熱量和夏季進入室內的熱量、改善外窗的保溫性能、減小窗的傳熱系數、抑制溫差是節能設計的重要手段。（3）屋面作為建筑物的重要組成部分，其保溫材料的好壞直接影響著建筑物的耗熱量。現今許多高層住宅的屋面都會作為消防疏散平臺，而一些大底盤住宅建筑，其大底盤的屋頂也都做成供居民休閑娛樂的屋頂花園，而且還要考慮消防車的通行，這樣對屋面保溫材料就有了更高的要求。要想耗熱量小，保溫材料的導熱系數就要低，這樣材料強度也隨之降低，因此，不同的屋面對保溫材料的要求是不同的。

3住宅建筑的細部節能設計

3.1外墻的傳熱耗熱量占圍護結構總耗熱量的28%以上，外墻面積的大小直接影響外墻的耗熱量。外墻在進行熱量傳遞時，在梁柱處很容易出現熱流集中，此處即為熱橋。熱橋現象作為圍護結構的一種常見現象，在很大程度上會影響外墻的保溫效果。因為混凝土梁柱的導熱系數遠小于組成圍護結構的砌體（如磚墻、砌塊墻）的導熱系數。因此在外墻節能設計時，一定要對不同材料的圍護結構進行加權平均的算法來確定保溫材料的厚度。除此之外，還要做好與外墻面有關的一些部位的保溫，如：雨篷、空調板、不采暖陽臺板等，現在通常的做法就是在板的上下均抹30厚玻化微珠保溫砂漿。而飄窗上下圍板及女兒墻的保溫材料厚度應與外墻保溫厚度相同。

3.2外窗及窗與洞口之間縫隙的耗熱量占圍護結構總耗熱量的50%以上，減少窗戶的面積與縫隙的長度是節能設計的重要措施。現階段高層住宅的外窗基本上選用了縫隙小、氣密性好的平開窗。隨著門窗保溫性能的不斷提高，門窗框與墻體之間的縫隙成了保溫的一個薄弱環節。以前的施工做法都采用水泥砂漿填塞，這樣縫隙很容易形成熱橋，而門窗洞口側面處于室外的側墻也很容易使室內產生結露。為了更好的減少熱量的流失，在窗框與洞口之間的縫隙采用擠入聚氨酯等高效保溫材料進行填堵，窗洞口室外部分四周均抹30厚玻化微珠保溫砂漿進行保溫處理。

4 建筑設計中利用可再生能源的設想

可再生能源在暖通空調系統中的應用包括：太陽能的應用、自然通風的應用、地下水的應用、地熱（冷）的應用等。節能理念在建筑施工過程中的應用，最為關鍵的環節，在建筑施工過程中，離不開對各種新能源的利用，離不開對各種新型節能設備的采用。

4.1 太陽能在暖通空調中的應用

4.1.1 太陽能采暖技術應用。太陽能采暖是利用太陽能板加熱水，再利用電能作為輔助，把加熱的水在地下管道中流通，從而使整個房間達到取暖的效果。降低了以往常用的鍋爐、電熱膜或天然氣等不可再生資源的使用率。

4.1.2 太陽能制冷技術應用。（1）吸收式制冷系統。自蒸發器出來的低壓蒸氣進入吸收器，被吸收劑強烈吸收，吸收過程中放出的熱量被冷卻水帶走，形成的濃溶液由泵送入發生器中，被熱源加熱后蒸發，產生高壓蒸氣，進入冷凝器冷卻，而稀溶液減壓回流到吸收器，完成一個循環。（2）吸附式制冷系統。工作過程由熱解吸和冷卻吸附組成，基本循環過程是利用太陽能或者其他熱源，使吸附劑和吸附質形成的混合物（或絡合物）在吸附器中發生解吸，放出高溫高壓的制冷劑氣體進入冷凝器，冷凝出來的制冷劑液體由節流閥進入蒸發器。制冷劑蒸發時吸收熱量，產生制冷效果，蒸發出來的制冷劑氣體進入吸附發生器，被吸附后形成新的混合物（或絡合物），從而完成一次吸附制冷循環過程。

4.2 自然風的應用

由于利用自然風提供建筑所需要的冷量，與常規空調相比，在運行中不用電甚至少用電，既節約能源，又減少對環境的污染，同時也優化了室內空氣質量。自然風的供冷是暖通空調應用中的重要組成部分：當室外空氣的焓值和溫度低于室內時，供冷期內就可利用室外風所帶有的自然冷量來全部或部分滿足室內冷負荷需要。

4.3 地下水的應用

地下水由于地層的隔熱作用，其溫度受氣溫影響很小。在暖通空調中，有些地下水可以直接作為冷源，更是熱泵良好的低位熱源。所以水源熱泵有著良好的節能前景。

5、建筑節能設計的發展趨勢

5.1、發展現有的節能技術

當前，很多建筑師的節能認識只存在于理論層面，不懂如何把節能技術應用到建筑當中。建筑師不僅要明白節能原理，而且要在設計中按照不同的工程、不同的部位，采取相應的節能措施，所以建筑師必須加強建筑節能方面的學習，將現有的節能技術運用的設計中去。

5.2、發展建筑節能新“理念”

在推行節能理念同時，不僅要引進學習國外先進節能理念，而且要從傳統建筑模式、風格中學習節能辦法。中國傳統民居都是因地制宜，各類功能利用與自然環境達到完備效果，并且各自擁有獨立的形態樣式，可以成為當代建筑節能的學習范式，形成新的節能理念。

結語

建筑節能設計不能犧牲居住環境的舒適度，必須在保證環境質量的前提下進行節能設計。我國要積極推廣綠化建筑、低能耗被動式建筑、再生能源一體化建筑，對太陽能熱水器的推廣也將成為節能設計的一項重要工作。