2018浅谈住宅建筑节能设计

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　　摘 要：本文作者主要介绍了住宅建筑设计中的节能。
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　　关键词：住宅建筑,节能,设计
　　中图分类号：TU201.5文献标识码：A 文章编号：
　　Abstract: The author introduces the design of residential building energy saving.
　　
　　Key Words: residential building, energy efficiency, design
　　引言
　　随着国家的发展，人口不断增长，能源的消耗，经济增长方式带来的自然资源枯竭和环境恶化，已经使人类生存受到威胁。对建筑业来讲建设节能型建筑，降低建筑能耗已经是当务之急。建筑节能设计，其目的就是通过一定的建筑构造做法，选择合适的建筑材料，达到减少能耗，节约热量、冷量、电能、燃料等目的，同时也要保证一定的舒适程度。
　　一、建筑能耗状况与节能的必要性
　　建筑能耗包括建造能耗(建筑材料的生产、运输能耗、建筑施工能耗)，使用能耗(供暖、空调、通风、给排水、照明、烹饪)等，其中，使用能耗远比建造能耗大得多。建筑节能已被认为是各种节能途径中潜力最大、最为有效的方式，对缓解我国的能源紧张和供应不足具有重要意义。
　　在所有的建筑类型中，住宅的比例是最大的，占到70％左右；住宅的能源消耗也是我国城镇民用建筑中比例最大的部分，约占到70～80％。同时，住宅为人类提供居住空间，与人的IEI常生活关系最为密切。因此住宅的节能是我国节能工作的重点，意义重大。
　　与发达国家相比，我国建筑节能设计起步较晚，且能源浪费现象又十分严重。如我国建筑采暖，外墙的耗热量为气候条件接近的发达国家的4～5倍，外窗为1．5-2．2倍，门窗透气性为3-6倍，屋顶为2．5-5．5倍，总耗能是3～4倍。造成这种状况的主要原因是：① 节能意识淡薄，致使房屋建筑结构设计不合理；② 过于着重工程的初始投资，而很少考虑建成后的日常运行中的能耗费用；③ 设备效率不高，运行管理不善；④ 采用传统建筑材料建造房屋，建筑设计保温标准偏低等。如果现阶段还不重视城市住宅的节能设计，而任高耗能建筑大行其道，那么城市住宅建筑能耗增长的速度将远远超过我国能源生产的增长速度，国家的能源生产势必难以支撑这种浪费型需求。充分了解我国建筑节能设计的必要性后，我们应该把建筑节能作为我国可持续发展战略的一部分。在提高和保证住宅舒适性的前提下，有效地利用建筑节能设计原理，尽量降低建筑物使用过程中的能耗。
　　二、影响住宅建筑节能的因素
　　我国住宅能耗与发达国家相比能耗尚处在较低水平，究其原因是受到建筑物的围护结构保温水平，体型系数，建筑物通风换气以及室内温度设定值等因素的影响。
　　由于建筑设计的成果直接与开发商的利益挂钩，突出表现的往往是强调建筑的一次性投资，以及如何降低建筑造价，这样就导致了大量不合格产品进入建筑市场。这使得节能设计在多层次、多方面发生矛盾，使住宅节能的要求达不到设计的满意效果，使成品建筑的采暖能耗自然增加。由于人们对一次性投资的短期效应与建筑能耗的长期效应没有正确的认识和理解，结果虽然一次性投资得到了控制，却造成了日后长期性的能源浪费，加大了长期性的资金投入。
　　另一方面，在住宅建筑节能设计中存在着一些不合理的地方。外门窗是建筑能耗的最弱环节，约占总能耗的65％，因此在建筑设计中应尽量采用Low―E中空玻璃窗。另外为了追求建筑的美观与舒适而过分的加大门、窗的面积，也是导致室内的保温隔热性能降低的一大因素。
　　三、建筑节能的基本要求及技术性措施
　　根据我国《夏热冬冷地区居住建筑节能标准》JGJ 134-2010，《江苏省居住建筑热环境和节能设计标准》DGJ 32/J 71-2008，建筑节能设计的主要目的是在保证建筑物使用功能和满足室内热环境质量条件下，通过提高建筑围护结构隔热保温性能，采暖空调系统运行效率和自然能源利用等技术措施，使建筑物的采暖与空调降温能耗控制在规定水平。为了达到建筑节能设计的基本要求，在设计中应采用如下技术性措施。
　　1.优化建筑规划设计
　　在住宅建筑规划阶段，要慎重考虑建筑物的间距、朝向、体量、体型、绿化配置等因素对节能的影响，改善室内热环境。在建筑的平面布局方面，朝向选择十分重要，夏季应尽量减少太阳直射室内及外墙面，应有良好的通风；而冬季则应有适量的阳光射入室内，避免冷风吹袭。可见，从节能和热环境考虑，建筑物以南北向或接近南北向为好，同时，注意建筑间距与节能的关系，使建筑南墙的太阳辐射面积在整个采暖季节中不因其他建筑的遮挡而减少。
　　2. 提高围护结构节能的科技含量
　　建筑物的能耗是由其冷风渗透和围护结构的热传导两方面造成的。大量试验结果表明，住宅维护结构的耗能量占建筑采暖热耗的1／3以上， 显然，如果围护结构具有良好的保温隔热性能， 则可以减少夏季室外传入室内的热量和冬季室内传出室外的热量，从而减少建筑物的能耗。
　　（1）窗户节能
　　窗户为薄壁的轻质构体，是耗热的薄弱环节。普通单层玻璃窗的能量损失约占建筑物夏季降温或冬季保温能耗的50％以上。在节能设计中不同朝向的墙窗比不同，在高能耗墙面(东西面)应避免开大窗，且应提高窗的遮阳性能。从导热性和隔热性两个方面去综合比选。
　　（2）墙体节能
　　我国目前墙体保温有外保温和内保温两种。近几年的实践表明，由于存在“热桥”“结露”和二次装修破坏等致命问题，内保温体系已不太适合。而外保温系统是保温材料放在墙体外侧，热阻很大的保温材料可有效阻止夏季室外热流，降低了墙体内表面温度并达到节能的目的，因此，夏热冬冷地区应积极采用并推广墙体外保温技术。
　　常用的节能保温材料可分为无机和有机两种，因上海11.15发生火宅的居民楼正是采用聚氨酯这种易燃的有机保温材料，公安部于2011年3月14日发文《关于进一步明确民用建筑外保温材料的有关通知》里明确规定，民用建筑外保温材料应采用燃烧性能为A级的材料。因此，作为一个好的外保温系统，应具备良好的保温隔热效率，与建筑同寿命，以及良好的承重性和防火性。目前用于外保温系统不燃保温材料主要有发泡陶瓷保温板，复合发泡水泥保温板，加气混凝土板，岩棉板等4类。
　　各种不燃保温材料系统应用特点对比
　　对比项目 发泡陶瓷保温板 发泡混凝土类产品 岩棉板
　　制造工艺 1100℃高温焙烧发泡成型 硅酸盐类材料发泡成型 岩棉纤维和粘合胶合成
　　保温性能 保温性能稍差 保温性能稍好 保温性能好
　　强度 强度较高 强度较低 强度低
　　防火性能 不燃 不燃 不燃
　　吸水性 吸水率极低 吸水率极高 吸水率极高
　　收缩性 热胀冷缩下不变形，不收缩 收缩较大 收缩较大
　　抗开裂性能 不开裂 宜开裂，尤其在板缝处 易开裂，松散
　　与混凝土制品相容性 与水泥砂浆，饰面砖粘结牢固，外贴饰面砖安全可靠 可与水泥砂浆粘结 须采用专用粘结剂
　　寿命
　　建筑物同寿命 易发生开裂，渗漏，脱落等质量通病，难于与建筑同寿命 易发生开裂，渗漏，脱落等质量通病，难于与建筑同寿命
　　构造做法 普通水泥砂浆粘结，无需网格布 水泥胶粘砂浆粘结，需网格布，锚栓 专用粘结剂粘结
　　需网格布，锚栓
　　造价 稍高 稍高 稍高
　　
　　（3）屋面节能
　　各种不燃保温材料屋面应用性对比
　　材料名称 适用性 构造做法
　　发泡陶瓷保温板 适应 可做倒置式保温屋面
　　复合发泡水泥保温板 强度较低，吸水率较高，不宜用于屋面
　　岩棉板 强度较低，吸水率较高，不应用于屋面
　　
　　结束语
　　综上所述，在当前技术和成本因素的影响下，随着我国住宅建筑产业的发展，外墙外保温技术将有一个广阔的发展前景。应提高企业自主创新意识和节能观念，对材料本身进行创新性研究，从根本上改善外保温的安全性，只要我们认真扎实地在以上各个环节中做好工作，就可以有效地降低建筑耗能量，利用“后发”优势，迎头赶上，为中国建筑业、能源业作出贡献。
　　
　　注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。