如何完善住宅建筑节能设计

摘要：本文根据作者多年来的实际工作中建筑节能设计经验，浅谈此领域中的相关问题。
　　关键词：节能设计；住宅建筑；总体规划；日照通风
　　近年来，随着人们生活水平的提高，对住宅建筑的需求量也越来越大，住宅建筑在城镇建设的各类建筑中占到50％一70％的比例，住宅建筑耗能的问题也日趋明显，为此我国政府提出了大力发展“节能省地型住宅”的战略目标，这对于促进能源资源的节约和综合利用，建没节约型社会有着非常重大的意义。如何实现这一目标，如何在住宅建筑设计中更好地利用自然能源、提高能源利用效率，则是建筑设计人员需要认真探讨的课题。下面从设计的角度谈一下建筑节能的具体对策：
　　一、住宅总体规划的节能设计
　　住宅的总体规划应与单体建筑相协调。充分考虑各种宏观因素（如地区、朝向、方位、建筑布局、地形地势等)对单体布局的影响，充分利用所在地区的天然热源、风源等来实现每一栋住宅建筑单体夏季都有充足的迎风面，冬季都有充足的口照，以满足采暖、通风与采光的要求。单体之间的组合对气流的形成具有直接的影响，特别是高层建筑群内部易受到回旋涡流的作用，容易出现死角，不利于室内的自然通风，从而形成不利的小区微气候。因此，为了营造绿色舒适的小区微环境，应调整好单体之间的组合．使每栋建筑物处于周围建筑物的气流旋涡区之外，避免出现滞流区。另外，绿化和水体可以改善小区的微气候．设训时，应结合居住区规划布嚣绿化和水体，以此进一步改善室内外的物理环境，减少热岛效应．改善局部气候，保证小区内的空气温度、空气湿度、气流速度和热岛强度等各项指标符合健康舒适和节能要求。
　　二、住宅平面的建筑节能设计
　　住宅平面设汁中首要问题是确定适当的套型面积。因为适当的建筑面积不但可以节约用地还可以大大节约建筑用材，减少营造、维护与使用过程中的能耗。另外，建筑平面的巧妙布局亦能获得较好的能效果。由于我国地处北半球，太阳高度角和方位角变化规律使南朝向为最为节能的建筑朝向，此朝向夏季可减少太阳辐射得热，冬季可增加太阳辐射得热，而且此朝向建筑与我国夏季盛行的东南风差不多成垂直关系，容易形成穿堂风，而又避开冬季盛行的西北风，
　　因此，将住户长时间活动的居住空间（如厅、主要是卧室)设于日照通风条件最佳的南面位置，利用自然环境使室内达到最大的舒适度，为住户节约采暖和空凋的能耗。而南北向建筑可以获得最多的南朝向房间，所以建筑平面宜设计成南北向。对于日照、通风条件较差的北朝向与长时间接受太阳辐射的东西向可布置些平面功能比较次要的电梯、楼梯、管道井、机房等．以挡住日照直接照射主要房间，避免冬季西北风灌入。经调查，在其他条件相同的情况下，南北向的多层建筑的传热耗热量比东西向可降低5％左右。
　　三、住宅墙体节能设计
　　住宅节能技术模式按外墙体隔热保温的方式可分为：外保温、内保温和自保温三种模式。
　　外保温模式：外墙外保温是由隔热保温材料通过粉、喷、贴等施工工艺，在外墙体外侧的基层上包一层隔热保温层(其厚度按热工规范计算后，宜提高20％-30％选取，主要避免施工偏差、材料含水、应用等因素的影响)，使其传热阻满足节能标准的要求。
　　内保温模式：所采用的隔热保温材料和施工：工艺基本上与外保温模式相同。所不同的是，把隔热保温材料通过粉、喷、贴的施工工艺，在外墙体的内侧基层上增加一层隔热保温层，使其传热阻满足节能标准的要求。
　　自保温模式：靠外墙体本身的热工性能技术指标，就达到国家和地方节能设计标准的要求。该模式主要依靠具有隔热保温性能的墙体材料的开发。
　　开发的思路是：研发出新型的隔热保温墙体材料不仅能就地取材，再生资源．而且能符合国家墙改政策：工业化、产业化的道路；应用时其有安全可靠，耐久性好、节能投资省等优点；发展前景久远，能满足量广面大的市场需要。
　　四、住宅门窗节能设计
　　外门窗是住宅能耗散失的最薄弱部位．其能耗占住宅总能耗的比例较大，其中传热损失为1/3，冷风渗透为l/3，所以在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下，尽量减小住宅外门窗洞口的面积，提高外门窗的气密性．减少冷风渗透，提高外门窗本身的保温性能，减少外门窗本身的传热量。其节能措施有：
　　控制住宅窗墙比。住宅窗墙比是指住宅窗户洞口面积与住宅立面单元面积的比值．JGJ26—1995《民用建筑节能设计标准(采暖居住部分)》对不同朝向的住宅窗墙比做了严格的规定，指出“北向、东向和西向、南向的窗墙比分别不应超过0.20、0.30、0.35。
　　提高住宅外窗的气密性．减少冷空气渗透。如设置泡沫塑料密封条，使用新型的、密封性能良好的门窗材料。而门窗框与墙间的缝隙可用弹性松软型材料(如毛毡)、弹性密闭型材料(如聚乙烯泡沫材料)、密封膏以及边框设灰口等密封：框与扇的密封可用橡胶、橡塑或泡沫密封条以及高低缝、回风槽等；扇与扇之问的密封可用密封条、高低缝及缝外压条等；扇与玻璃之间的密封可用各种弹性压条等。
　　改善住宅门窗的保温性能。户门与阳台门应结合防火、防盗要求。在门的空腹内填充聚苯乙烯板或岩棉板，以增加其绝热性能；窗户最好采用钢塑复合窗和塑料窗；可设置双玻璃或三玻璃，并积极采用中空玻璃、镀膜玻璃，有条件的住宅可采用低辐射玻璃；缩短窗扇的缝隙长度．采用大窗扇，减少小窗扇，扩大单块玻璃的面积，减少窗芯。合理地减少可开启的窗扇面积，适当增加固定玻璃及固定窗扇的面积。
　　设置“温度阻尼区”。所谓温度阻尼区就是在室内与室外之间设有一中间层次。这一中间层次像热闸一样可阻止室外冷风的直接渗透，减少外墙、外窗的热耗损。
　　五、住宅屋面的节能设计
　　在建筑物受太阳辐射的各个外表面中，屋面是接受太阳直射时间最长的部位．因此受辐射得热也是最多的，相当于东西向墙体的2～3倍，所以它的保温隔热电显得尤为重要。保温隔热的材料宜选用密度大、导热系数高低、憎水或吸水率较小的材料。采用倒置式屋面将憎水性保温材料设于防水层上，可有效防止传统屋面构造中防水层容易老化从而影响保温隔热效果的问题。此种方法施工简易，可广泛采用。另外，利用屋顶种植花卉、灌木形成生态型屋面，既可阻挡热源，减少温室气体的排放，达到保温隔热，又可美化环境，改善城市气候，做到一举两得。种植的土壤在吸水饱和后会自然形成一层憎水膜，可起到滞阻水的作用，有利于屋面的防水，而且土壤导热系数小，有很好的热惰性，不随大气气温骤然升高或下降而大幅波动，有利于屋面的保温隔热。同时，在屋面蓄水，形成蓄水型屋面，也是节能屋面的有效措施。利用水蒸发可带走大量的热，从而有效减弱屋面的传热量和降低屋面温度。据测试，蓄水、种植屋面土壤表面温度与一般屋面表面温度比较，温度可低27℃。此外，采用平坡屋顶结合的构造形式，在屋面保温隔热层上傲架空层，通过空气流通来散热也是个不错的办法。另外，条件地区可以设置屋顶太阳能热水器。既起到屋顶遮阳效果，又有效利用了太阳能，节约了环境能源。
　　六、总结
　　住宅建筑节能是一个系统的工程，建筑设计人员必须全面提高节能意识，从建设用地、平面布局、建筑的平面和空间结构形式、建筑技术设计、建筑材料和设备选用等每个环节都要认真对待．只有这样才能降低建筑能耗．改善住宅建筑热环境质量．真正实现提高住宅建筑居住舒适性、节约能源和改善环境的目标。