1、1谈现代住宅建筑节能设计摘要：建筑在使用过程中会大量消耗自然资源，直接影响到人类社会的可持续发展。因此，建筑节能得到了社会广大的关注。建筑节能即是通过建筑外围护材质的加强、节电用电设备的选用等设计，最大限度地减少对地球资源和环境的负荷和影响，利用已有资源，达到节约能耗、保护环境的目的。建筑节能设计可以初步缓解建筑和环境的紧张关系，但如何使其改善、互惠仍然任重道远。 关键词：现代；住宅节能；设计 中图分类号：TU2 文献标识码：A 文章编号： 1.现代住宅建筑规划中的节能设计 1.1 合理确定建筑朝向和平面形状 选择合理的建筑物朝向是一项重要的节能措施。实测表明：在其他条件相同情况下,东西向板式
2、多层住宅建筑的耗能量要比南北向的高 5%左右。现代住宅设计中,建筑的朝向应根据住宅内部房间的使用要求、当地的主导风向、太阳的辐射、建筑周围的环境以及各地区的气候等因素,通过调查、研究、分析、评价来确定。一般来说,我国住宅最适宜的建筑朝向为南略偏东或西。对于气候炎热的南方地区,应考虑住宅建筑的长轴方向垂直夏季主导风向,而北方冬季寒冷,住宅建筑的长轴方向应平行冬季主导风向,以防止冷空气渗透量的增大。住宅建筑的平面形状,应在体积2一定的情况下,采用外围护结构表面积小的建筑。因为外表面积越小,冷负荷越小,能耗越小。 1.2 合理规划平面布局及控制体形系数 居住区住宅的平面布局有周边式、自由式和行列式
3、3 种。周边式太封闭,不利于风的导入;自由式多在受地形限制时采用;行列式是最常见的形式,有并列式和错列式布局的变化,在某些地形中,还会出现斜列式布局。为了促进通风,居住区布局应尽量采取行列式和自由式,从建筑防热的角度来看,行列式和自由式都能争取较好的朝向,使大多数房间能够获得良好的自然通风和日照,其中又以错列式和斜列式的布局较为好。 在立体布置方面,应采取“前低后高”和有规律的“高低错落”等建筑手法,从而有效地挖掘环境的节能功能,同时又可打破居住区单调、呆板的效果。 体形系数是建筑物围护结构的外表面积与其所包围的建筑体积之比。比值越大，能耗就越多。研究资料表明：体形系数每增加 0.01,耗热量
4、指标增加 2.5%。因此,正确处理建筑形式多样化与节能的关系,是建筑设计中应当引起重视的问题。一般讲,6 层左右的建筑物对建筑节能较为有利。另外，建筑物的外形越简单,其外表面积越小,热交换量亦越少。因此,建筑物的造型宜简洁、完整,尽量避免复杂的轮廓线。 1.3 合理的套型平面 在住宅单体套型方案设计时,要从节能的角度、提高舒适性及家居生活的规律出发,合理进行各房间功能分区。一般应将家庭人员主要活动的且停留时间长的客厅、主卧室等布置在南向,厨房、卫生间等布置在朝北3和东西向。这样使主要居室在冬季能获得充裕的阳光;套内每个房间均要有直接对室外的窗,前后房间的门窗尽量相对设置,为自然采光和夏季组织穿
5、堂风创造条件;炎热地区可采用内天井或外天井住宅套型平面,利用高差和热压差形成自然通风,以此改善室内的微小气候。 1.4 绿化布置 良好的居住区绿化,不仅能美化环境,而且能起到调节居住区小气候、改善建筑室内环境、节约建筑能耗的作用。居住区绿化应注意几点：一是要以地面绿化并以种植灌木为主,有条件的地方可引入水景;二是要在临近住宅的东、西、南面的适当位置种植一些高大的落叶乔木,这样夏季遮阳,冬季不遮挡阳光,有利于朝阳居室的节能;三是要根据实际情况对墙面、阳台进行垂直绿化。这样，一方面能丰富居住区的景观环境;另一方面能减少建筑与空气直接接触的外表面积,形成一种冬季保温、夏季隔热,又可增加绿化面积的复合
6、型围护结构,从而有效地改善住宅室内热环境的条件。 2.现代住宅建筑外围，内围结构节能设计 2.1 外围结构的设计 外墙 在建筑外围护结构中，墙体所占比重最大，占整个建筑耗能的25%。实践证明，相对普通外墙而言，使用节能外墙可使室内温度相差在10左右。因此，外墙除了应具有基本的承重、安全围护等功能外，外墙体的保温设计相当重要。在设计中应选用保温隔热性能好的墙体材料，4并加设保温隔热层在传热性好的墙体或墙体中传热性好的部位。所以，必须采用新的节能墙体材料代替以往的外墙设计，以保证节能的要求，满足国家抗震、施工等有关规范要求。随着我国建筑节能技术的不断完善和发展，目前我国建筑中采用的新型墙体材料主要
7、有加气混凝土砌块、粉煤灰空心砌块、陶粒砌块和轻集料砌块等，保温节能墙板主要有聚苯乙烯板、挤塑板和泡沫玻璃等。 此外，建筑热工特性的一个重要指标是建筑体形系数，即建筑物和室外大气接触的外表面与建筑物所包围的体积的比值。在满足建筑诸多功能要素的条件下，设计时应尽量减少建筑体形的凹凸或错落，降低建筑物体形系数，建筑体形系数一般应控制在 0.3 以内，住宅长度以扩大到 5.5cm 为宜，而进深则宜在 lcm 以上，以得到合理的有利节能的建筑体形。一般来说，建筑物坐北朝南能够避免太阳的东照西晒，从而达到降低日照影响。因此，建筑物南向墙面的面积应设置得尽量大，其他墙面的外表面积则尽可能小。如果同时配以相应
8、的遮阳隔热措施，效果将更加显著。从热传递角度来说，建筑物实墙通风口处的气流较阳角内侧好，且散热面相对较小，一般来说，建筑物的交角处是耗能量较大的部位。据分析，把建筑物设计成圆柱形，即外墙棱角少、外表面积也小，则会有利于减少能量的消耗。所以为了建造节能建筑，设计时，要选择外表面整齐的建筑，而非外表面凹凸变化的建筑。 外窗 在建筑外围护结构中，窗户是耗热的薄弱环节，也是薄壁的轻质构体。在建筑能耗方面，建筑外围护结构总散热量中，铝、钢、塑窗散5热量平均约占 50%，所以节能工作的重点就是改善门窗的绝热性能。合理控制窗墙面积比：建筑窗户洞口面积与建筑立面单元面积的比值即为建筑窗墙比。据统计，经窗户传递
9、的热量是同面积墙体传递热量的 24倍，因此，必须适当地减小窗面积，以减小空调的能量损耗。但设计时要按照不同地区气候特征来合理控制窗墙比。如在南方地区，为了能在冬季可以获得较多的太阳辐射热，在夏季利用较大的南向窗户进行自然通风，建筑设计中的窗墙比要比北方地区的要大一些。加强外窗的遮阳措施：冬季室内热量散失的最薄弱环节之一就是建筑外窗，其能耗是同面积屋顶的 5 倍、墙体的 4 倍，对建筑能耗影响较大。因此可增设外阳卷帘、遮阳百叶、遮阳板、遮阳棚。此外，为了达到一定的遮阳效果，可以适当增加南向阳台的挑出长度。加强外窗的隔热性能。可采用保温隔热性能好的玻璃，或者采用有很好效果的贴热反射薄膜，特别是选用
10、对太阳光中红外线反射能力强的反射材料，如热反射镀膜玻璃、低辐射 Low-E 玻璃、双银 Low-E 玻璃等。改善外窗的保温性能。利用空气间层热阻大的特点，采用多层玻璃窗或中空玻璃，以减少空气渗透，最终降低耗能。 屋顶 由于受阳光直接照射，建筑物的屋顶表面温度比其他围护结构高得多，屋顶耗热量约占整个住宅建筑耗热量的 7%8%。有数据表明，夏季顶层房的室内温度要比其他层高约 3左右。因此，为了形成二次隔热，减少屋面温度的影响，在设计时，可以考虑在顶屋设置通风隔热层，或者直接将设备间设在顶层等。此外，考虑到某些因素，如倒置式屋顶较6正置式保温屋顶耐久，非金属浅色的屋顶比深色的屋顶反射率更高、更能降低
11、能源消耗，屋顶排水采用有组织排水，收集的雨水可以通过中水系统的处理进行冲刷、浇花，可节省资源，故在炎热地区的屋顶还可以采用倒置式、浅色坡、绿化、蓄水屋顶等方法进行节能。 2.2 内围结构的设计 节能住宅底层地坪或地坪架空层的保温性能应大于外墙传热阻的1/2。为使其在冬季能方便关闭，当地坪为架空通风地板层时，应在通风口设置活动的遮挡板。另外，对于空铺实木地板或胶结强化木地板层面，要关注下面垫层的防潮设计。 3.结语 综上所述,住宅建筑节能是一项系统工程,它不但与建筑的规划与设计密不可分,而且还涉及其他许多方面,如新材料、新技术、新工艺的应用,再生能源的开发和利用,设备设计、管理等,只有对它们进行综合考虑,才能做到节约能耗,提高热效率,达到节能的目的。 参考文献： 1韩建新,颜宏亮.21 世纪建筑新技术论丛M.上海:同济大学出版社,2000. 2孙成建.外墙外保温技术措施的探讨J.住宅科技,2007,27(7):21-23.
