1、1节能在居住建筑设计中的应用摘要：建筑是人与自然环境中的重要因素，是人类实现可持续发展的重要环节，在适应环境的同时随人类社会发展不断进步。因此，建筑节能越来越受到建筑设计师们的重视，本文主要探讨了建筑节能的重要的意义、发展历史及在居住建筑设计中的应用。 关键词：建筑节能；居住建筑设计；应用 Abstract: the construction is the important factor in human and natural environment, is an important part of the human sustainable development, adapt to t
2、he environment at the same time, along with the development of human society progress. Therefore, building energy efficiency by building designers are more and more attention, this article mainly discusses the meaning of building energy efficiency, development history and application in design of re
3、sidential building. Key words: building energy efficiency; Residential building design; application 中图分类号： TU201.5 文献标识码：A 文章编号：2095-2104(2013) 建筑节能是指在保证居室热舒适环境条件下，通过技术进步、合理2利用、科学管理和经济结构合理化等途径，采用新型保温材料，把建筑在长期使用中的采暖能耗降下来。建筑节能一方面是指建筑本身的节能，另一方面与城市的综合环境、气候条件、总体布局，建筑物的朝向，外围护结构保温、隔热的性能，门窗质量等综合因素有关。作为城市的主要
4、建筑的节能应是设计者首要重视的问题。 一、发展建筑节能的重要意义 1、建筑节能是社会经济可持续发展的需要 由于经济的发展，人民生活水平的提高，采暖范围日益扩大，空调建筑迅速增加，建筑能耗的增长速度远高于能源生产的增长速度，尤其是电力、燃气、热力等优质能源需求正在急剧增加，由此可见，如果高耗能建筑不断大量兴建，建筑用能急剧增长，势必会限制国家经济的发展。 2、建筑节能是建设环境友好型社会的需要 我国排放的二氧化碳已占世界第二位，建筑用能的二氧化碳的排放量占到全国用能排放量的 25%。随着建筑物的大量建造，情况可能还会进一步恶化，前景堪忧。所以，实施建筑节能是保护环境，建设环境友好型社会的必然要求
5、。 3、建筑节能是改善建筑热环境的需要随着经济发展和人民生活水平的提高，舒适的建筑热环境日益成为人们的需要。在发达国家，适宜的室温已成为一种基本需要，他们通过一年四季有效利用优质能源，满足了这种需要。 4、建筑节能是发展建筑业的需要 3实践证明，建筑技术、建筑产品的发展都与建筑节能的发展息息相关。比如在建筑节能的大潮中产生的外墙内保温技术、空心砖墙及复合墙技术、加气混泥土墙技术、混凝土轻质砌块墙体技术、供热管网技术、锅炉连续供暖辅以间歇调节技术、太阳能热水器、农村太阳房建筑技术等。材料设备、建筑构造、施工安装等方面都在进行大规模的革新，许多新的保温材料、密封材料、节能设备、保温管道、自动调控元
6、件大量进入建筑市场，大大的促进了建筑业的发展。 二、建筑节能技术的发展历程 建筑节能技术的发展历程经过近 20 年的努力，建筑节能工作取得了长足的发展。节能工作的进展主要体现在以下几个方面： 1、我国的建筑节能设计标准体系已基本建立。新的节能有 50%民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分） 建设部已经批准发布，于1996 年 7 月 1 日起实施。另外我国还相继出台了采暖通风与空气调节设计规范 民用建筑热工设计规范 既有采暖居住建筑节能改造技术夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准等一系列标准、政策和法规。全国各省、市根据自己情况也相继出台了地方标准与规程以及节能政策、法规。为配合国家节能标准的实
7、施，部分地区建筑标准设计办公室也开始了通用图的编制工作。 2、我国的节能技术日趋成熟。在推行建筑节能政策的同时，我国建筑节能技术也得到迅速发展，日趋成熟。近年来,我国大力加强建筑节能的科学研究，大力发展用于墙体、屋面和地面的墙体保温隔热技术、屋面保温隔热技术、门窗密闭保温隔热技术等新的节能技术，除此之外，4我国还在研究高效节能玻璃、太阳能利用技术等。 3、节能建筑对成本的影响。我们在推行节能建筑的过程中，需要计算一下成本对节能的影响。在计算成本时，我们应计算建筑的“全寿命成本” （包括初期一次性建造成本和消费期的消耗、维护运行成本） ，而不仅仅是建造成本。因为对一个建筑的“全寿命成本”来说，建
8、造成本只占生命周期成本的 5%10%，而运营和维护成本占到 60%80%。做好建筑的整体节能，建造成本可能会增加，一般增加 5%10%。 三、建筑节能在建筑设计中的应用 1、居住建筑的布局和体型 居住建筑设计所涉及的自然地理环境，建筑单体的朝向、体型、间距、高度，道路网的布局以及广场绿地的分布等都会影响居住区的微气候，影响建筑的日照和通风，由此影响到住宅建筑的能耗。住宅建筑布局和体型优化设计要充分结合当地的自然环境因素、气候特征、建筑功能、居民行为模式、风俗文化等因素，从布局、朝向、间距、夏季主导风向、太阳辐射及建筑外部环境构成等多方面进行考虑。比如：住宅朝向的选择，尽量采用南北朝向，避免东西
9、朝向，以期有利于夏季的自然通风，冬季增长日照时间，避免东西晒问题。在建筑设计中，考虑到建筑节能的需要，应尽量减少建筑形体的凹凸，在采暖居住建筑中体型系数宜控制在 0.3 以内，住宅进深应适当扩大，以 1014m 为宜，住宅长度以 55m 左右较为适宜。此外，在总体规划中，夏热冬暖地区应合理选择单体组合方案，形成风道，以充分利用自然风，减少空调等能耗。 2、住宅建筑的平面设计 5目的是为住户的供给在设计上所进行的工作。包括如何满足家庭构成、生活方式和价值观等多样化方面的要求，要注意功能多样性、采光通风性、舒适度、面积利用率和功能布局合理性等五个方面。节能住宅满足上述要求的同时，主要考虑建筑平面形
10、状、热环境分布以及温度阻尼区的设置等方面的因素。住宅建筑平面形状应规整，尽量减少外围护结构面积，增加冬季直射室内的阳光，减少夏季太阳辐射。比如把房屋外墙面积大、开窗多的一面正对太阳辐射强度大的南向，使建筑在冬季可以有效地收集太阳能，北侧外墙只开设小窗，主要满足通风的需要，而东西方位不开窗或开小窗。热环境分区中把要求较低的厨房、厕所、过厅布置在北向。而尽量争取将居室布置在南向，充分利用太阳能，保持冬季室内有较高的温度。住宅建筑中设置一定的温度阻尼区可有效地减少传热损失。 例如，夏热冬冷地区楼梯问由过去的开敞式改为封闭式，楼梯间设窗；北向单元入口均设门斗，避免冬季西北风灌入：对屋面上入孔密封处理，
11、使整个楼梯问形成一个温度阻尼区，在夏热冬暖地区合理控制户内空气流。 3、围护结构及材料设计 住宅建筑的围护结构，由包围空间的将室内与室外隔开的结构材料和表面装饰材料构成，在建筑围护结构中，屋面、墙体、门窗和地面是建筑能耗的四大部位，所占能耗比例依次为屋面 22%，墙体 24%，门窗 33%，地面 15%。围护结构必须平衡通风和采光的需求，并提供适合建筑地点气候条件的热湿保护。围护结构的热工设计对于建筑在运行中的耗能是一6个主要因素。 3.1 屋面节能 屋面的面积在整个围护结构中比例不大，但是对于顶层房间而言却是非常重要。因此，屋面节能措施的要点： 屋面保温层不宜选用密度较大、导热系数较高的保温
12、材料，以免屋面重量、厚度过大； 屋面保温层不宜选用吸水率较大的保温材料，以防屋面湿作业时因保温层大量吸水而降低保温效果。现在，屋面保温节能多采用高效保温材料保温屋面、架空型保温屋面、浮石沙保温屋面和倒置式保温屋面等节能屋面。南方地区更强调隔热效果，可采用种植屋面、高反射率屋面或遮阳屋面。 3.2 墙体节能 墙体节能技术多采用复合墙体节能。复合墙体节能是指在墙体主体结构基础上增加一层或几层复合的绝热保温材料来改善整个墙体的热工性能。复合墙体节能多采用岩棉、玻璃棉、聚苯乙烯塑料、聚氨酯泡沫塑料及聚乙烯塑料等新型高效保温绝热材料以及复合墙体，降低外墙的传热系数。根据复合材料与主体结构位置的不同，土要
13、分为内保温技术和外保温技术两大类外墙内保温施工，是在外墙结构的内部加做保温层。外保温是目前大力推广的一种建筑保温节能技术。外保温与内保温相比，技术合理，有其明显的优越性，使用同样规格、同样尺寸和性能的保温材料，外保温比内保温的效果好。外保温技术不仅适用于新建的结构工程，也适用于旧楼改造，适用范围广，技术含量高；外保温层位于主体7结构外侧，能够保护主体结构，延长建筑物的寿命，有效减少了建筑结构的热桥，增加建筑的有效空间，同时消除了冷凝，提高了居住的舒适度。在南方地区，尤其是夏热冬暖地区应注重采用浅色外饰面，减少太阳辐射吸收系数。 3.3 外门冒节能 据统计，通过外窗的热损失占建筑能耗的 3545
14、%，可见外窗是建筑围护结构中比较薄弱的部位。外窗的窗框材料、玻璃品种及有无遮阳措施都会显著影响其热工性能。普通的单玻铝合金外窗的传热系数为6.4w，mzK，是墙体的六倍。因此，应使用新型保温节能外窗。外窗玻璃应尽量选择中空玻璃、吸热玻璃、反射玻璃等。目前热工性能较好的外窗采用双玻中空双腔充惰性气体（厚度为 40rnm）玻璃，窗框为铝合金断热桥型材，这种外窗的传热系数可达到 1.5W/m2K。 此外，窗墙面积比也是影响建筑围护结构节能的主要因素。确定窗墙面积比要综合考虑多方面的因素，其中主要因素是不同地区冬夏季日照情况（日照时间、太阳总辐射强度、阳光入射角） 、季风、室外温度、室内采光设计标准及
15、外窗开窗面积等。一般外窗的保温性能 LLI-墙差很多，窗墙面积比越大，暖通空调系统能耗越大。因此，应在保证自然采光的前提下合理控制窗墙面积比，一般北向不大于 25%，南向不大于35%，东西向不大 30% 。 4、建筑节能与周围环境设计 4.1 建筑绿化设计 建筑绿化在节能上的含义及作用已是众所周知的，它可以调节温度，8尤其是降低夏季温度，树木枝叶形成浓荫可以遮挡太阳辐射和地面、墙面和相邻物的反射热。经过测试，夏季林地及草坪的气温要平均低于普通场地气温 23。同时在中午至下午 3 时的升温速率四周有绿化房间明显优于无绿化房间。不同的建筑绿化布置方法对节能均能起到一定效果。如：临街绿化、楼间绿化、
16、楼旁绿化、屋顶绿化、墙体绿化等，尤其是屋顶绿化和墙体绿化对房屋内温度有直接影响。在树种选择上以种植由高大常绿乔木与灌木组成的足够量的绿化带，从生态角度改善居住环境。 4.2 建筑外遮阳设计 建筑外遮阳能有效地阻隔部分太阳光直接照射到建筑物的外围结构，特别是防止太阳辐射穿过窗户直接进入室内从而有效降低室内温度，达到节能的最终目建筑节能与周围环境设计目标。在实际设计中要合理选择外遮阳方式。建筑外遮阳的设置与建筑物的朝向都有着密切的关系。对窗户遮阳而言，栅格遮阳是较好的选择，挡板式遮阳、帘式遮阳、百叶遮阳等方式对于窗户遮阳都有非常好的效果。对于建筑墙体和屋面的遮阳，栅格遮阳和绿化遮阳是较为有效的方法
17、。同时要合理设置遮阳板，避免影响室内空气的流动速度。 4.3 合理利用再生资源 太阳能、风能都是生态环保的可再生能源，如果能合理利用将是建筑节能的重要环节。建筑内部设置“太阳能烟囱” ，可实现无风状态的自然通风。在建筑内部设置太阳能热水系统、空气能热水系统、太阳能供电系统，不仅能大大节约用电量，而且减少了对周围环境的污染。 9四、结束语 建筑节能是一项系统工程，作为设计行业的人员，在对建筑进行节能设计的同时应根据当地资源条件，因地制宜，就地取材，合理利用。在居住建筑设计中，如果要达到高舒适度、低能耗标准，需要较多的技术支撑和设计经验，设计师要充分考虑住宅建筑布局和体型系数、建筑平面设计、建筑外围护结构的优化设计、内部各技术系统之间的配合、生态能源系统的应用等方面的因素。只有在居住建筑设计中采取有针对性的节能措施，才能进一步节约能源，提高建筑的舒适度。 参考文献 1 房志勇建筑节能技术J中国建材工业出版社，2002 2 宋德萱节能建筑设计与技术J同济大学出版社，2004
