探究住宅建筑的节能设计措施

【关键词】建筑设计；住宅建筑；节能设计  

　　前言 

　　住宅建筑节能应从住宅区的规划布局着手，根据所处地区的气候特点，因地制宜，使建筑群的总体布局和建筑物的平面布置充分考虑冬季日照和夏季自然通风，并尽量结合住宅小区的自然资源，如水域、植被、绿化等，尽量减少硬地面积，以调节局部温度，改善小区微循环气候。单体设计应尽可能选择当地最有利的建筑朝向，一般采用南北向或接近南北向，满足日照要求，使建筑冬季可以增加太阳辐射得热，夏季减少太阳辐射得热。另北方地区建筑物的设计应注意控制其体型系数，将体型系数限制在一个较低的水平上，以减少其围护结构的传热损失。南方地区建筑应与当地夏季的主导风向一致，通过合理、有效的平面布置组织夏季凉爽时间的穿堂风，以降低建筑能耗。 

　　1 住宅建筑整体设计的节能措施 

　　1.1 住宅总体平面的节能设计 

　　科学的整体规划是住宅建筑设计的节能措施之一。规划节能设计的思路是从建筑的选址开始，从住宅的布局、住宅的朝向、建筑的间距、气候风向、阳光辐射等外部环境营造入手，进行必要的分析并总结出气候结构和地理因素对建筑节能的影响，选择有利的条件，避免不利的因素，通过合理的布局和对自然因素的利用，形成一个有利于节能的微型小区气候环境，实现降低建筑使用能耗的目的。 

　　1.2 住宅建筑的外部环境的节能设计 

　　众所周知必要的绿化可以改善空气质量和降低粉尘，减轻噪声污染对室内的影响，营造良好的室外热环境。住宅建筑的整体设计中就可以利用绿化来实现对整体环境的改善。住宅区中的绿地、广场、预留设施等不仅仅可以提供必要的休闲场所，还可以提高住宅小区的绿化面积，利用各种植物的穿插使用，营造安静舒适的居住环境，而且可以降低整住宅小区的环境温度，从而达到降低能耗的目的。 

　　2 住宅建筑设计的外围结构节能 

　　住宅建筑之所以会产生能耗主要是因为冷热传导造成的内外能量交换而造成的能量的流失。为了维持建筑物内部舒适，人们往往通过制冷或者供暖的形式来维持建筑物内的温度的稳定，而建筑内外的冷热传导加剧增导致制冷或者取暖的能量消耗，这就产生了能耗。当然能耗是不可完全避免的，而适当的改进建筑的外围结构和建筑形式，则可以降低能耗。 

　　2.1 建筑物门窗的节能 

　　建筑的门窗是导热的薄弱环节，因为门窗都是轻薄材料构成，其导热的性能是降低能耗的薄弱环节。据试验，单层的玻璃窗的能量损失是整个建筑夏季降温和冬季保暖能耗的50%。因此在节能设计中应当合理的设计墙窗的比例和位置，如：在东西墙面避免开有较大的窗口，同时也需要设计合理高度以平衡光线和控制温度的关系。另外，在材质选取和形式设计上也应当充分考虑节能的需求，做到既经济又合理。 

　　2.2 外围墙体设计 

　　随着传统的实心砖墙的使用减少，复合材料构成的轻质保温墙体越来越得到了广泛的应用，成为建筑墙体设计的主流。其主要的形式是：利用轻质砖或者钢筋混凝土作为墙的承载主体，而绝热材料与之配合，以粘贴的形式增强墙体的保温隔热的性能，从而形成了复合墙体。目前的复合墙体有：1）内保温墙，也就是将绝热材料复合在外墙的内侧。这种方法施工简单，是广泛采用的保温技术。2）中间层保温墙。这种方法就是将保温材料设计在外墙和内墙中间，保暖性较好，但是施工工艺较复杂，需要保证填充的质量。3）外保温墙，也就是将保温材料粘合在承重墙的外层，这种方法的热稳定性较高，可以增加居住空间，但是对外保温层的稳定性要求较高，需要其能够对抗恶劣天气和温度的变化，尤其是北方住宅，对外保温材料的耐久性要求更高。 

　　2.3 外墙节能 

　　墙体是建筑外围护结构的主体，外墙的节能设计直接影响到建筑的耗能。随着节能设计的深入开展，外墙的保温材料、做法也越来越科学、合理。而不同的建筑物及所处地区的不同均有不同的要求。如何选择合理的保温构造、材料，是建筑师应该用心研究和思考的。 

　　尽管保温材料的发展研究不断创新，新材料层出不穷，但按形态区分基本可分为板材(固体)保温隔热材料和浆体保温隔热材料两种。常用的板材保温隔热材料有发泡型聚苯乙烯板、挤出型聚苯乙烯板、岩棉板等，其使用的地区和范围比较广，可在外墙外保温工程中使用，也可在外墙内保温工程中使用。浆体保温隔热材料主要有胶粉EPS颗粒保温浆料、硬泡聚氨酯等。 

　　外墙保温也可将单一保温材料与其他辅助材料复合而成为一个系统，称为系统保温隔热材料。现有的系统保温材料有： 

　　2.3.1 外墙外保温系统：发泡型聚苯乙烯板(或挤出型聚苯乙烯板)+耐碱玻纤网布+含有胶粘剂的聚合物砂浆。 

　　2.3.2 内保温系统：发泡型聚苯乙烯板(或挤出型聚苯乙烯板)+纸面石膏板、GRC保温板(发炮型聚苯乙烯板与水泥砂浆复合)、岩棉夹心保温板、增强水泥聚苯保温板等。 

　　目前外墙保温做法越来越多，但无论采用哪种保温构造，都应满足一般外墙的功能要求，应能经受冷、热、冰、雪、风雨的考验，并达到防火、防水、防潮的要求。保温材料的防火性能及防火构造应引起人们重视，当外墙构造中有保温材料暴露在空气间层中。但又无防火隔断时，保温材料的防火性能显得尤其重要。另保温材料在施工过程中发生火灾的情况也时有发生，可见外墙保温的防火需要设计与施工、管理等各方密切配合，才能达到预期的效果。 

　　近年来，住宅设计中有一种趋势，就是一唯追求凸窗台、大玻璃、落地窗，全然不顾是东南西北，严寒酷热，其实，从环保节能的角度看，那是不值得提倡的，因为窗户面积的大小直接影响建筑采暖和空调的能耗。采暖建筑应避免在北向大面积外窗、幕墙，一般窗墙比应控制在0-3左右。北向也不宜采用凸窗台的形式，尤其在严寒地区，因为凸窗的传热系数比相应的平窗降低10％，会导致采暖费用的增加。空调建筑不应在东、西朝向设置大面积采光外窗，减小玻璃面的日照面积，降低夏季空调能耗 另南方地区，为避免太阳光直射，应更多的采用外遮阳的建筑形式，尤其是固定外遮阳。好的遮阳设计应该与建筑整体非常的协调统一，并研究光和风的利用，形式简单、美观，便于安装、维护。 

　　2.4 住宅建筑的屋顶保温 

　　建筑的外围结构中对节能影响较大的还有屋顶，设计中应当保证：1）屋顶使用的保温材料应当严格的控制吸水率，尽量降低材料吸水性能。这样可防止屋面因降雨而产生材料吸水影响其保温性能。2）设计中屋顶还应该选用轻质、高密的材料，以此降低屋顶的自重，并提高其保温效果。 

　　3 住宅建筑设计的其他节能措施 

　　3.1 设计尽量做到对常规能源的节约 

　　目前，建筑住宅的主要能源消耗就是电能和采暖用热能。因此设计中应合理的采用必要的措施来降低这两种常规能源的消耗。1）在用电方面：应对建筑的电气设计合理的规划，并采取必要的措施降低供电配电系统中的线损，提高用电效率，降低无谓的能量损耗。 

　　另外，在住宅建筑设计中结合整体规划设计，尽可能的利用日光作为日常的光源，减少住宅的“采光死角”，减少白天灯光照明，避免产生无谓的浪费。2）对于供暖方面，应当配合集中供热系统来实现住宅的集中化供热，以此降低采暖的额外能耗，并且对建筑中的管网合理设计提高热量的利用效率，做到温度适宜，减少浪费。 

　　3.2 住宅设计中可以充分利用太阳能 

　　太阳能是一种最为清洁的资源，对太阳能的利用，是目前住宅建筑设计上普遍关注的节能设计方向。近些年我国的能源供给越来越紧张，煤炭、电力、燃油供应已经出现了供应上的缺口，因此太阳能就成了必要的补充能源，并逐步向着替代能源发展。太阳能热水器、太阳能电池等技术都已经走向成熟，所以对太阳能的利用将成为未来建筑设计中的重要节能措施，尤其是作为住宅建筑，如果能够很好的将太阳能与日常供电、供暖结合起来，无疑可以提高住宅建筑节能的效果。 

　　4 结语 

　　以上是我对住宅建筑节能的一些粗浅的经验总结，希望给同行起到参考与借鉴的作用，实际工作中还有许多更好更切合实际的经验有待我们规纳与总结。低碳社会是未来国际倡导的潮流，而建筑节能是其中重要的一环，作为有责任的中国建筑师，我们应该拓展我们的设计思路，为做出真正的节能建筑而努力。