居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)

摘要：近年來(lái)隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的蓬勃發(fā)展，城市人口急劇增長(zhǎng)，居住建筑大量建設(shè)，隨著人們生活水平的提高，對(duì)人居環(huán)境的要求也逐漸提高，在過(guò)去絕大部分的建筑通過(guò)消耗大量的能源來(lái)?yè)Q取舒適的生活環(huán)境。隨著世界能源不斷緊張，環(huán)保意識(shí)深入人心，節(jié)能成為世界人民共同關(guān)注的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計(jì)；人居建筑；節(jié)能設(shè)計(jì)

Abstract: in recent years, with the national economic construction of booming development, urban population has increased dramatically, living building a lot of construction, as people living standard rise, to the requirements of the residential environment also gradually improve, in the past, most of the building through the consume large amounts of energy for the comfortable life environment. With the increasingly tense energy, environmental protection and thorough popular feeling, energy saving as the world people’s concern.

Keywords: architectural design; Residential construction; Energy saving design

1 建筑節(jié)能要求十分迫切

1.1 建筑能耗約占社會(huì)總能耗的1/3

我國(guó)建筑能耗的總量逐年上升，在能源總消費(fèi)量中所占的比例已從20 世紀(jì)70 年代末的10%，上升到近年的27.45%。而國(guó)際上發(fā)達(dá)國(guó)家的建筑能耗一般占全國(guó)總能耗的33%左右。國(guó)家建設(shè)部科技司研究表明，隨著城市化進(jìn)程的加快和人民生活質(zhì)量的改善，我國(guó)建筑耗能比例最終還將上升至35%左右。1.2 高耗能建筑比例大，加劇能源危機(jī)

直到2002 年末，我國(guó)節(jié)能建筑面積只有2.3 億m2。目前，我國(guó)已建房屋有400 億m2以上屬于高耗能建筑，總量龐大，潛伏巨大能源危機(jī)。正如建設(shè)部有關(guān)負(fù)責(zé)人指出，僅到2000 年末，我國(guó)建筑年消耗商品能源共計(jì)3.76 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，占全社會(huì)終端能耗總量的27.6%，而建筑用能的增加對(duì)全國(guó)的溫室氣體排放“貢獻(xiàn)率”已經(jīng)達(dá)到了25%。據(jù)分析，我國(guó)目前處于建設(shè)鼎旺期，每年建成的房屋面積高達(dá)16 億至20 億m2，超過(guò)所有發(fā)達(dá)國(guó)家年建成建筑面積的總和，而97%以上是高能耗建筑。以如此建設(shè)增速，預(yù)計(jì)到2020 年，全國(guó)高耗能建筑面積將達(dá)到700 億m2。因此，如果現(xiàn)在不開始注重建筑節(jié)能設(shè)計(jì)，將直接加劇能源危機(jī)。

2 節(jié)能型居住建筑設(shè)計(jì)方法

2.1 總體規(guī)劃設(shè)計(jì)

2.1.1 建筑選址

建筑基地不適宜選擇在山谷、洼地及凹地等處，因冬季冷氣流在凹地里易形成對(duì)建筑物的“霜洞”效應(yīng)。位于凹地的底層或半地下層建筑為保持所需的室內(nèi)溫度所消耗的能量，就會(huì)相應(yīng)的增加。所以建筑基地應(yīng)盡量選擇在向陽(yáng)、避風(fēng)的地段上，為建筑爭(zhēng)取日照創(chuàng)造必要

的條件。

2.1.2 建筑布局

利用建筑樓群合理布局，充分結(jié)合特定地點(diǎn)的自然環(huán)境因素、氣候特征和建筑物功能，人的行為活動(dòng)特點(diǎn)等，建立自然—人工生態(tài)平衡系統(tǒng)。具體體現(xiàn)在通過(guò)樓體排布的方案組合中，按以下原則挑選規(guī)劃方案：充分利用和爭(zhēng)取日照；避免風(fēng)漏斗的出現(xiàn)，合理組織氣流，減少建筑熱損失；利用建筑外界面的反射輻射，對(duì)夏季炎熱氣候考慮充分。在規(guī)劃布局中，可以通過(guò)建筑的手法來(lái)盡量改善日照條件。

2.1.3 建筑形態(tài)

節(jié)能建筑的形態(tài)不僅要求體型系數(shù)( 外表面積／體積) 小，同時(shí)需要夏季日輻射得熱少，冬季還需要對(duì)避寒風(fēng)有利，但滿足此三項(xiàng)需要的建筑形體常不一致，因此應(yīng)考慮多種因素的制約，包括當(dāng)?shù)叵募練鉁睾腿蛰椛湔斩取⒔ㄖ�朝向、各圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫狀況和局部的風(fēng)環(huán)境情況，需要具體權(quán)衡得熱和失熱的具體情況，優(yōu)化組合各項(xiàng)因素后得出結(jié)論。僅從夏季得熱的角度，建筑應(yīng)有合適的長(zhǎng)寬比。加大進(jìn)深由8m 增加到14m，可以使建筑耗熱指標(biāo)降低11% ~33% ，因此對(duì)于1000~8000m2的住宅，進(jìn)深控制在12~14m有利于建筑節(jié)能。

2.1.4 建筑間距

陽(yáng)光對(duì)于個(gè)人不僅有衛(wèi)生學(xué)的意義，同時(shí)對(duì)人的心理及精神也具有一定的影響。它不但是熱源，同時(shí)還可以提高室內(nèi)的日照水平，保證住宅室內(nèi)具有一定的日照量，從而決定建筑間最小間距，并結(jié)合其他條件綜合考慮建筑群體的布置。建筑采用斜屋頂在滿足日照的前提下可以縮小住宅間距。

2.1.5 建筑通風(fēng)

適當(dāng)布置建筑物，冬季降低冷風(fēng)風(fēng)速，可減少建筑物和場(chǎng)地表面熱損失，節(jié)省能耗；夏季可以組織良好的通風(fēng)，在建筑物之間及建筑內(nèi)部形成良好過(guò)堂風(fēng)。

2.1.6 建筑朝向

朝向的選擇考慮因素有：冬季具有適量和一定質(zhì)量的日光照入室內(nèi)；炎熱季節(jié)盡量減少太陽(yáng)直射室內(nèi)及居室外墻面；夏季通風(fēng)良好，冬季避免冷風(fēng)吹襲；充分利用地形和節(jié)約用地；照顧居住建筑群體組合的需要。浙江省居住建筑的適宜朝向?yàn)槟掀珫|30°~ 南偏西15°。

2.2 建筑單體設(shè)計(jì)

2.2.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)

2.2.1.1 外窗

外窗的能耗包括通過(guò)玻璃、窗框的傳熱，窗縫的空氣滲透，夏天太陽(yáng)輻射得熱三個(gè)方面。普通外窗的能耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外墻。傳統(tǒng)方法有控制窗墻比（窗戶面積與窗戶面積加外墻面積之比值）；提高門窗制作質(zhì)量，加密封條，減少冷風(fēng)滲透等；注意隔熱條的選用（隔熱條對(duì)隔熱門窗的整體穩(wěn)定性起到關(guān)鍵作用）。門窗節(jié)能中，改善窗戶保溫效果是比較有效的手段之一。市場(chǎng)上中高檔的住宅產(chǎn)品多采用中空玻璃、隔熱玻璃、反熱玻璃等，隨著節(jié)能技術(shù)的發(fā)展，像低輻射鍍膜玻璃(Low-E 玻璃) 等節(jié)能玻璃，在成熟產(chǎn)品中的應(yīng)用也逐步在得到加強(qiáng)。

2.2.1.2 屋頂和外墻

傳統(tǒng)的外圍護(hù)墻體由單一材料組成，其熱工性能指標(biāo)已經(jīng)不能滿足節(jié)能建筑的要求。復(fù)合墻體充分利用各種材料的不同性能，來(lái)達(dá)到節(jié)能建筑所要求的圍護(hù)墻體的熱工性能指標(biāo)。在不斷改進(jìn)建筑外墻、外窗的保溫性能后，還必須進(jìn)一步加強(qiáng)屋面保溫隔熱的研究。屋面節(jié)能措施的要點(diǎn)，其一是屋面保溫層不宜選用密度較大、導(dǎo)熱系數(shù)較高的保溫材料，以免屋面重量、厚度過(guò)大; 其二是屋面保溫層不宜選用吸水率較大的保溫材料以防屋面濕作業(yè)時(shí)因保溫層大量吸水而降低保溫效果，如選用吸水率較高的保溫材料，屋面上應(yīng)設(shè)置排氣孔以排除保溫層內(nèi)不易排出的水分�，F(xiàn)在，高效保溫材料已經(jīng)開始應(yīng)用于屋面，一些建筑的屋面保溫，采用膨脹珍珠巖保溫芯板保溫層代替常規(guī)的瀝青珍珠巖或水泥珍珠巖做法，就克服了常規(guī)作法的諸多缺點(diǎn)。這種保溫芯板施工方便、價(jià)格低廉、不污染環(huán)境;芯板為柔性制品，不僅適用于具有平面的屋面，也可用于帶有曲面的屋面，其保溫工程更可顯示出它的優(yōu)越性。其主要技術(shù)指標(biāo)，表觀密度為110 ～150kg /m3; 導(dǎo)熱系數(shù)為0.04 ～0.06W/m·K ; 蓄熱系數(shù)為0.90 ～0.11m2·K 。抗壓強(qiáng)度大于0.2MPa ; 吸水率小于0.01% ; 蒸汽滲透系數(shù)為2.18 ×10 ～7g /m.n.Pa 。這些指標(biāo)充分體現(xiàn)了膨脹珍珠巖密度較小，導(dǎo)熱系數(shù)較低，而且吸水率和蒸汽滲透系數(shù)也都很低。

3 工程實(shí)踐

居住建筑工程概況:工程規(guī)劃建設(shè)用地面積為5900.00m2，總建面積為22205.70m2。

氣候概況：該地屬亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，氣候溫暖濕潤(rùn)、雨量充沛、四季分明，年平均日照率為41 % ，市區(qū)無(wú)霜期269.2 天。年平均降雨量為1694.6mm。主導(dǎo)風(fēng)向夏季為東南偏東風(fēng)，冬季為西北風(fēng)。

3.1 節(jié)能目標(biāo)

通過(guò)采用增強(qiáng)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能和提高采暖、空調(diào)設(shè)備能效比的節(jié)能措施，在滿足以下要求的室內(nèi)環(huán)境指標(biāo)的前提下，與未采取節(jié)能措施前相比，采暖、空調(diào)能耗應(yīng)節(jié)約50％。

3.1.1 冬季暖室內(nèi)熱環(huán)境設(shè)計(jì)指標(biāo)，應(yīng)符合下列要求：

3.1.1.1 臥室、起居室室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度取16-18 度；

3.1.1.2 換氣次數(shù)取1.0 次/h；

3.1.2 夏季空調(diào)室內(nèi)熱環(huán)境設(shè)計(jì)指標(biāo)，應(yīng)符合下列要求：

1） 臥室、起居室室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度取26-28 度；

2）換氣次數(shù)取1.0 次/h。

3.2 節(jié)能設(shè)計(jì)

3.2.1 主要圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能體系及其特性本設(shè)計(jì)從工程的實(shí)際情況出發(fā)，在滿足建筑的使用功能的前提下，使用性價(jià)比優(yōu)秀的材料組合。

3.2.1.1 外墻、樓板節(jié)能體系

根據(jù)本工程項(xiàng)目的實(shí)際情況，在設(shè)計(jì)中采用了聚苯顆粒保溫漿料，分別用于外墻外保溫及樓板的保溫。

聚苯顆粒保溫漿料是由聚苯乙烯顆粒、高分子聚合物、水泥和助劑組成，具有適中的保溫性能和較高強(qiáng)度的漿料型外墻保溫材料，施工方便，適用于夏熱冬冷地區(qū)使用，而且還可抹涂于砌體或砼表面，替代粉刷層，實(shí)現(xiàn)粉刷和保溫合二為一。

3.2.1.2 屋面節(jié)能體系

從本工程所在地的實(shí)際情況，在保溫層采用了適用于倒置式屋面的擠塑聚苯乙烯泡沫塑料（XPS），其基本組成及主要特性如下：擠塑聚苯乙烯泡沫塑料（XPS）是由可發(fā)性聚苯乙烯粒料在專用擠出機(jī)中加熱熔化后經(jīng)擠出頭擠出成型的。與EPS 板相比，該產(chǎn)品具有以下兩個(gè)突出特點(diǎn)：①密度和機(jī)械強(qiáng)度高；②長(zhǎng)期吸水率低。

3.2.1.3 入戶門和外窗、陽(yáng)臺(tái)門窗節(jié)能體系

入戶門選用多功能用戶門，其同時(shí)具有防盜、防火、保溫、隔聲等功能。窗的主要功能是采光和通風(fēng)，在各類建筑窗中，塑料窗在保溫節(jié)能方面有優(yōu)良的性能價(jià)格比。從現(xiàn)有情況出發(fā)，在設(shè)計(jì)中采用ＰＶＣ塑料門窗。

4 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)人居環(huán)境的探討，一直以來(lái)都是建筑界所關(guān)注的問(wèn)題。無(wú)論在建筑節(jié)能，降低建筑能耗，還是在提高人居舒適度，創(chuàng)造新型的住宅建筑，都取得了很大的成效。但是面對(duì)這個(gè)龐大的建筑領(lǐng)域，建筑能耗是顯而易見的，微小的能耗變化，都將決定對(duì)能源的如何分配。在不同區(qū)位下，采取的節(jié)能措施也不盡相同，對(duì)地域技術(shù)的研究同樣是首要面臨的關(guān)健性問(wèn)題。