恒大集團(tuán)建筑設(shè)計(jì)院 51062

摘要：文章簡(jiǎn)要地闡述了建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的必要性，從中針對(duì)住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行了探討與研究，主要從整體規(guī)劃、圍護(hù)結(jié)構(gòu)和材料選用等方面的節(jié)能設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了論述。最后結(jié)合工程實(shí)例加以論證，以供大家參考借鑒。

關(guān)鍵詞：住宅建筑；整體規(guī)劃；圍護(hù)結(jié)構(gòu)；節(jié)能材料

1 引言

目前，對(duì)于我國(guó)的建筑業(yè)來(lái)說(shuō)，隨著建筑能源消耗量也不斷增加，導(dǎo)致我國(guó)面臨著嚴(yán)峻的能源短缺形勢(shì)。然而，實(shí)施住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)，不僅可以大大降低了我國(guó)建筑能源的消耗量，緩解我國(guó)緊張的能源短缺問(wèn)題，而且可以有效提高了住宅建筑的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效率，促進(jìn)我國(guó)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的發(fā)展。

2 建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的必要性

目前，對(duì)我國(guó)能源短缺問(wèn)題，人們積極倡導(dǎo)節(jié)約能源、可持續(xù)發(fā)展，建設(shè)部將建設(shè)節(jié)能型建筑納入今后城市建設(shè)的重點(diǎn)發(fā)展方向，相關(guān)的指引、標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)相繼出臺(tái)，要求將建筑設(shè)計(jì)與建筑微氣候、建筑技術(shù)和能源的有效利用相結(jié)合。《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定通過(guò)在建筑設(shè)計(jì)和采暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用有效的技術(shù)措施將節(jié)能率從原來(lái)的50%提高為65%，對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的技術(shù)與產(chǎn)品、部品以及供熱系統(tǒng)的要求提高到一個(gè)新水平。因此，如何做好建筑節(jié)能設(shè)計(jì)方面的工作，實(shí)現(xiàn)建筑可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)意義重大。

3 住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)方法

3.1 整體規(guī)劃節(jié)能設(shè)計(jì)

3.1.1 朝向布置

隨著空調(diào)的普遍使用，在建筑物的朝向問(wèn)題上似乎人們已經(jīng)不再關(guān)注，為了達(dá)到更大的容積率以及更好的景觀效果，很多高層建筑都是東西向的。對(duì)于這種朝向的建筑，建筑能耗就變得更加嚴(yán)重，為了提高建筑的節(jié)能效率，改變建筑的朝向是十分重要的。太陽(yáng)的輻射以及空氣滲透引發(fā)的耗熱量都容易受到建筑朝向的影響，因此在進(jìn)行朝向選擇問(wèn)題上要注意太陽(yáng)輻射以及風(fēng)向等這些因素的影響。建筑物應(yīng)該采用南北向進(jìn)行平面布置，并且建筑物要能夠進(jìn)行自然通風(fēng)。在建筑內(nèi)部的房間分布中，主臥以及客廳等重要房間應(yīng)該盡可能的面朝南，這樣的設(shè)計(jì)能夠降低大約 40%左右的電荷需求，可見(jiàn)建筑朝向?qū)?jié)能有著重大的影響。

3.1.2 體形設(shè)計(jì)

在建筑設(shè)計(jì)的一般要求中，要求墻體的傳熱系數(shù)應(yīng)該比同朝向外窗傳熱系數(shù)要小，因?yàn)檫@是室內(nèi)外溫差的決定因素。即建筑物的能耗量和窗墻面積成正比，所以從節(jié)能的角度看，窗墻面積應(yīng)該越小越好，但是考慮到建筑的美觀以及采光和通風(fēng)的要求，不能一味的設(shè)計(jì)小窗戶，要根據(jù)通風(fēng)和采光以及節(jié)能要求進(jìn)行合理的設(shè)定窗墻面積比。我國(guó)各個(gè)地區(qū)的氣候不同，具體的窗墻面積比也不相同，通常南方的要比東、北以及西部大。

3.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)

（1）外墻設(shè)計(jì)。在外墻設(shè)計(jì)中，應(yīng)該考慮結(jié)構(gòu)層和保溫層、保護(hù)層和保溫層以及飾面層和保護(hù)層之間的構(gòu)造應(yīng)該安全和較高的粘結(jié)性。對(duì)于住宅設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，建筑外墻所受到的風(fēng)荷載是十分大的，所以墻體會(huì)承受很大的吸力。外墻保溫材料自身的承重也比較大，再加上吸力，就十分容易開(kāi)裂和脫落。因此針對(duì)建筑的特點(diǎn)，在進(jìn)行外墻節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該使用無(wú)空腔設(shè)計(jì)，這樣能夠提高材料的粘結(jié)性。在住宅設(shè)計(jì)中，飾面層不能采用面磚，因?yàn)楸貙拥牟牧洗蟛糠质嵌嗫纵p質(zhì)的型材，所以其剪力強(qiáng)度通常都比較低。另外，在外墻材料的選擇上應(yīng)該選擇那些能夠在炎熱氣溫下，有輻射和吸收性能的材料。

（2）屋面設(shè)計(jì)。屋面的保溫隔熱與防水是其主要功能，常規(guī)的屋面保溫材料與防水材料存在性能單一問(wèn)題，防水的不能保溫，保溫的不能防水。噴涂聚氨酯硬泡、聚脂彈性體屋面保溫防水一體化技術(shù)，除采用兼具優(yōu)良保溫防水性能的聚氨酯硬泡作為保溫防水一體化功能性材料外，還復(fù)合防水性能極好的噴涂聚脂彈性體作為防水飾面材料，從而使屋面保溫、隔熱、防水一體化。對(duì)現(xiàn)有建筑的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，21%的屋面沒(méi)有采用任何隔熱措施，即使是采用一些隔熱措施，也遠(yuǎn)不能滿足節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)和熱舒適性的要求。因此，屋面保溫、隔熱設(shè)計(jì)已成建筑節(jié)能的重點(diǎn)之一。

（3）外窗設(shè)計(jì)。在建筑保溫中，外窗設(shè)計(jì)是隔聲、隔熱的薄弱環(huán)節(jié)。對(duì)整個(gè)建筑進(jìn)行耗熱量計(jì)算，空氣滲透以及外窗傳熱耗熱量的總和大概占了總耗熱量的一半。所以，增強(qiáng)外窗的節(jié)能性是十分關(guān)鍵的。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料顯示，我國(guó)建筑物通過(guò)窗戶散失的能量約占建筑總能耗的 50%，具有較大的節(jié)能潛力，提高窗戶的熱工性能是建筑節(jié)能最經(jīng)濟(jì)有效的方法。

3.3 節(jié)能材料的選用

在選擇節(jié)能材料時(shí)，最多的是選擇玻璃。因?yàn)椴ＡЬ哂胁诲e(cuò)的保溫性能。隨著科技的發(fā)展，很多新型玻璃應(yīng)運(yùn)而生，玻璃材料不再是起單一的隔熱作用，同時(shí)還有很多別的功能。如具有反射熱量功能的玻璃、電敏感玻璃以及調(diào)光分光玻璃和具有低輻射效能的玻璃等。針對(duì)不同地區(qū)的地理環(huán)境要選擇不同功能的隔熱玻璃。例如受太陽(yáng)光直射時(shí)間長(zhǎng)的樓層要選擇調(diào)光隔熱玻璃以及反射熱量玻璃等。通過(guò)對(duì)這些不同功能的隔熱玻璃材料的選取能夠使高層建筑達(dá)到更好的節(jié)能效益和經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)還能提高人們的居住舒適度。

4 實(shí)例分析

4.1 項(xiàng)目概況

某住宅項(xiàng)目，總建筑面積18萬(wàn)m2，由12棟小高層住宅、10棟多層住宅和21棟屋住宅組成，共有4個(gè)車庫(kù)，其中地面建筑面積16.8萬(wàn)m2，地下建筑面積1.2萬(wàn)m2。建筑高度限制在40m內(nèi)，容積率1.0。

4.2 建筑節(jié)能設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)方面采取了屋面、外墻和外窗的隔熱保溫措施，滿足現(xiàn)有節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求，同時(shí)在可再生能源應(yīng)用方面，大面積采用太陽(yáng)能光熱和地?zé)豳Y源，節(jié)能設(shè)計(jì)的方向和理念是領(lǐng)先的。但大量?jī)?yōu)異的節(jié)能和可再生能源技術(shù)的應(yīng)用都有其適宜性，在本項(xiàng)目中不一定能達(dá)到最佳的節(jié)能減排效果，因此，針圍護(hù)結(jié)構(gòu)、空調(diào)設(shè)備以及太陽(yáng)能利用方面提出以下幾個(gè)方面的節(jié)能措施。

4.2.1建筑通風(fēng)

本項(xiàng)目由于具有風(fēng)速高的氣候特點(diǎn)，合理利用該特點(diǎn)，多采用自然通風(fēng)措施，尤其是與分體式空調(diào)配合，不必使用新風(fēng)系統(tǒng)，能最大程度的實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果，也符合南方地區(qū)采取自然通風(fēng)的習(xí)慣。

另外，本項(xiàng)目所處地區(qū)的風(fēng)力等級(jí)相對(duì)高，門窗開(kāi)啟幅度較難控制，這給傳統(tǒng)的開(kāi)窗通風(fēng)帶來(lái)了一定困難，故建議選擇合適的門窗通風(fēng)器改善室內(nèi)通風(fēng)環(huán)境。門窗通風(fēng)器在歐美和日本有廣泛應(yīng)用，是一項(xiàng)成熟的技術(shù)。設(shè)計(jì)合適的通風(fēng)量和出風(fēng)位置，不但能提供房間足夠的新風(fēng)量，還能改善室內(nèi)空氣微環(huán)境。

4.2.2 隔熱涂料

隔熱涂料主要機(jī)理是反射太陽(yáng)輻射，阻擋其進(jìn)人室內(nèi)，降低夏季房間的空調(diào)負(fù)荷。與普通涂料相比，隔熱涂料太陽(yáng)光反射比都超過(guò)80%，即能夠把照射在墻體或屋頂上的太陽(yáng)光80%反射出去。夏季水平面太陽(yáng)輻射強(qiáng)度可達(dá)1131W/m2，東、西向垂直面太陽(yáng)總輻射強(qiáng)度最高為613W/m2，如選用隔熱涂料，夏季將在一定程度上降低空調(diào)負(fù)荷。

4.2.3 建筑遮陽(yáng)

活動(dòng)遮陽(yáng)的優(yōu)點(diǎn)是夏季關(guān)閉遮陽(yáng)百葉，阻擋太陽(yáng)光進(jìn)人室內(nèi)，冬季則打開(kāi)遮陽(yáng)裝置，讓太陽(yáng)輻射進(jìn)人室內(nèi)。中置式遮陽(yáng)設(shè)施的優(yōu)點(diǎn)是，遮陽(yáng)體和窗扇一體生產(chǎn)成型，可以節(jié)省大量的現(xiàn)場(chǎng)安裝費(fèi)用。而且隨著產(chǎn)品類型的成熟，在大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的情況下產(chǎn)品質(zhì)量容易得到保證，生產(chǎn)成本也逐漸降低。而且能夠抵抗較強(qiáng)的風(fēng)壓，安全性高，適合在樓層較高中應(yīng)用。

本項(xiàng)目中小高層由于樓層高，風(fēng)力較大，如選用外或內(nèi)遮陽(yáng)卷簾，則窗戶開(kāi)啟后，由于風(fēng)壓的作用，卷簾扇動(dòng)浮動(dòng)較大，存在安全隱患，建議可選用中置百葉式鋁合金窗。其優(yōu)點(diǎn)是抗風(fēng)壓強(qiáng)，調(diào)節(jié)方便，夏季隔熱，冬季可完全打開(kāi)，讓太陽(yáng)輻射進(jìn)入室內(nèi)。

4.2.4 太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)

太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)通過(guò)太陽(yáng)能集熱器，吸收太陽(yáng)輻射，把循環(huán)水加熱?？諝庠礋岜脽崴到y(tǒng)利用熱泵機(jī)組從空氣中取熱，通過(guò)壓縮機(jī)提高取熱熱量，制取生活的一種方式。太陽(yáng)能一空氣源熱泵系統(tǒng)可互為輔助熱源，聯(lián)合制取熱水。在陰雨天氣或夜間用電低谷時(shí)，開(kāi)啟空氣 源熱泵，制取生活熱水。

5 結(jié)束語(yǔ)

總之，住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)不僅要滿足居住環(huán)境的舒適度，而且要在保證環(huán)境質(zhì)量的前提下進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)住宅建筑整體進(jìn)行合理的布局，做好綠化節(jié)能設(shè)計(jì)，并對(duì)住宅建筑外圍結(jié)構(gòu)、門窗及過(guò)渡空間等進(jìn)行有效的節(jié)能保溫設(shè)計(jì)，以達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳燕國(guó)，霍保全.太陽(yáng)能集中供熱水系統(tǒng)在高層住宅的應(yīng)用探討.中國(guó)房地產(chǎn)業(yè)，2011（5）.

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