关于住宅建筑节能设计探析

摘要：随着现代化建设的发展，我国农民的生活水平不断的提高，他们对自己的居住条件的要求也越来越高。建筑节能有利于从根本上促进能源资源节约和合理利用, 有利于长远的保障国家能源安全、保护环境、提高人民群众生活质量、贯彻落实科学发展观。建筑设计是其中一个很重要的环节。

关键词：住宅建筑墙体外墙屋面节能设计

1建筑节能的重要性

目前世界范围内石油、煤炭、天然气三种传统能源日趋枯竭,人类将不得不转向成本较高的生物能、水利、地热、风力、太阳能、核能,而我国的能源问题更加严重。

我国能源发展主要存在四大问题:①人均能源拥有量低、储备量低;②能源结构依然以煤为主,约占75%,全国年耗煤量已超过13亿t;③能源资源分布不均,主要表现在经济发达地区能源短缺和农村商业能源供应不足,造成北煤南运、西气东送、西电东送;④能源利用效率低,能源终端利用效率仅为33%,比发达国家低10%。

随着城市建设的高速发展,我国的建筑能耗逐年大幅度上升,已达全社会能源消耗量的32%,加上每年房屋建筑材料生产能耗约13%,建筑总能耗已达全国能源总消耗量的45%。我国现有建筑面积为400多亿m2,绝大部分为高能耗建筑, 且每年新建建筑近20亿m2,其中95%以上仍是高能耗建筑。如果继续执行节能水平较低的设计标准,将留下很重的能耗负担和治理困难。庞大的建筑能耗,已经成为国民经济的巨大负担。因此建筑行业全面节能势在必行。

2节能住宅的概念

随着能源危机的出现，越来越多的开发商开始重视节能住宅。节能住宅需要通过对建筑的合理设计、合理选材，最大限度的把室内自然温度控制在人体舒适温度范围内，从而为居住者提供健康、舒适、环保的居住空间，降低建筑物的运行能耗。

北京锋尚在国内率先整合了欧洲先进的技术系统为一体，建造的高舒适度、低能耗住宅，达到了发达国家的居住标准。其核心技术概括为八大子系统：(1)混凝土采暖制冷系统。该系统是将聚丁烯（PB）盘管预埋在钢筋混凝土中，夏季管中送20℃、冬季送28℃的水，能使室内温度保持在20℃-26℃的合适范围内。

(2)健康新风系统。通过统一空气净化和冷热处理后新风经“下送上回”进入室内，无须开窗即可保持新鲜空气不断更换。(3)外墙系统。外墙采用欧洲标准加厚外保温方式，能有效阻挡冷热辐射和雨雪侵蚀。外饰面采用干挂砖墙面，干挂砖幕

墙与保温板之间有一个流动空气层，可以保持保温板的干燥。(4)外窗系统。窗采用德国SCHUCO断热铝合金窗和LOW-E低辐射中空玻璃。(5)屋面及地下系统。对屋面及地下墙体的特殊处理，保证了顶层和一层与标准层舒适度的均好性。

(6)防噪音系统。通过外墙系统、ALULUX卷帘、楼板处理、同层后排水系统，防止来自室外、楼上、下水道的噪音。(7)垃圾处理系统。垃圾处理系统有中央吸尘、食物垃圾处理和可回收分类垃圾周转箱三部分组成。(8)水处理系统。小区设中水处理系统，将社区生活用水处理用于浇灌绿地、冲洗和补充人工湖水。

3墙体节能设计

墙体是建筑外围护结构的主体，我们可以采用保温性能好、蓄热能力强及强度较低的砌块墙体，如加气混凝土砌块。也可以采用复合墙体的形式，如内保温复合墙体、外保温复合墙体、夹芯复合墙体等。但内保温复合墙体由于热桥对保温的影响较大，国家已经开始限制使用内保温复合墙体使用。而且从长远来看，外墙外保温的效果明显高于内保温。由于复合墙体能满足围护结构各种功能的要求，因此这种采用高效保温材料与砖砌的复合墙体，有着更多的优越性。

4外窗节能设计

4.1合理控制窗墙面积比

窗墙面积比是指外墙窗洞口面积与房间立面单元面积的比值,由于通过窗流失的热量较墙体多,因此,窗墙面积比值越大对建筑节能越不利。《标准》中对各气候区做出“建筑各向窗墙面积比S≤0.7”的强制性限定,显而易见,这样的规定将对建筑外观效果产生较大的影响。

由于外窗同时又具有采光、通风等重要功能,也是建筑立面设计中活跃的元素,因此,在建筑设计中应综合各种因素,通盘考虑后合理确定各向墙面开窗面积和窗户形式。根据规范要求,不同朝向、不同窗墙面积比的外窗传热系数是不一样的,窗体材料的选择应符合规范规定。实际上《标准》中规定的窗墙面积比是经过大量的计算实践得出的,一般情况下均能满足各项功能需要。设计中要注意尽量避免出现过大或过小的极端情况,否则可能为降低窗户K值而造成造价增加或降低建筑物的功能。

4.2提高窗户热工性能,减少空气渗透量

近年来我国在节能门窗的研究方面取得了很大的进展,改进外窗热工性能主要集中在提高玻璃、窗框热阻和加强密封性方面。目前国内常见的几种节能窗户的热工性能参数。降低外窗传热系数应选择保温性能较好的中空玻璃、Low-E玻璃和热断桥型窗框材料。

随着窗户与其他围护结构传热系数的降低,这些部位在建筑总失热量中所占比例越来越小,而空气渗透耗热量的比重不断上升。研究证明,气密性等级相差一级将造成外窗实际保温性能下降二级,影响非常明显,因此,应予以充分重视。设计

中应正确选择窗框扇材料、增加外窗中玻璃面积比重来提高气密性,而加装密封条则是减少缝隙渗透最有效的措施,必须重视并合理采用,使外窗气密性等级符合GB/T7107—2005《建筑外窗气密性能等级分级及其检测方法》中4级标准规定。同时从卫生角度考虑,气密性显著提高后应设可调节的通风换气装置。

4.3合理控制外窗遮阳系数

简言之,遮阳系数系指外窗对阳光的遮挡程度,是影响外窗节能的另一个重要指标。降低遮阳系数可以减少夏季通过外窗的太阳辐射得热,降低室内制冷负荷,提高建筑节能效果。窗口遮阳系数取决于窗体材料、外遮阳形式、构造、材料及颜色等因素。如遮阳型Low-E玻璃,其低辐射镀膜层可以有效反射太阳中的远红外辐射,具有较低的遮阳系数(SC<0.5)。而更为有效的方法是设置卷帘窗或外遮阳,可活动的卷帘窗或外遮阳形式多样,夏季放下可有效阻挡太阳辐射热,冬季收起又可充分吸收太阳辐射热能,已成为夏季隔热的重要手段,适合于夏热冬冷地区南区。另外在玻璃表面贴隔热膜或在中空玻璃内设置各种格栅状的可调构件等也是降低窗户遮阳系数的有效措施。

由于降低遮阳系数不同程度降低窗户的透光率和通风效果。据观测设置外遮阳后室内照度一般降低53%～73%,室内风速减弱22%～47%。《标准》中也规定当窗墙面积比<0.4 时,玻璃的可见光透射比≥0.4。因此,要注意综合考虑确定。

鉴于克拉玛依属寒冷地区,常年风沙比较大,设计中根据当地具体的气候特征,考虑不同玻璃品种窗户的热工性能及对建筑能耗的影响,应选用保温性能和隔热性能、密封性均较优良的外窗,并采取合适的外遮阳措施,形成良好的组合方案。

5屋面节能设计

屋面作为外围护结构的一部分，它的保温隔热也是不可或缺的。我们可以采用高效保温材料作为屋面的保温层，也可采用架空型保温屋面或倒置式屋面等方式来达到提高屋面保温隔热性能的目的。屋面节能措施的要点，其一是屋面保温层不宜选用密度较大、导热系数较高的保温材料，以免屋面重量、厚度过大;其二是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，如选用吸水率较高的保温材料，屋面上应设置排气孔以排除保温层内不易排出的水分。现在，高效保温材料已经开始应用于屋面，一些建筑的屋面保温，采用膨胀珍珠岩保温芯板保温层代替常规的沥青珍珠岩或水泥珍珠岩做法，就克服了常规作法的诸多缺点。这种保温芯板施工方便、价格低廉、不污染环境;芯板为柔性制品，不仅适用于具有平面的屋面，也可用于带有曲面的屋面，其保温工程更可显示出它的优越性

6结语

总之，只要按照节能新标准严格把好节能设计关，监督好施工节能用材关，就能有效提高居住建筑节能效率，降低建筑能源耗费，节约居家生活成本，为住户打造真正的环保节能、舒适、健康、方便的高品质住宅，为国民经济可持续发

展做出贡献。让每一位公民真正树立起全面的建筑节能观,将建筑节能真正落到实处。

参考文献：

[1] 宋德萱.节能建筑设计与技术.上海.同济大学出版社.

[2] 崔希骏，廖建峰.节能65％后建筑外窗的配置建议[J].建筑节能.2006，45.167－173.

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。