楊馮素　劉賽群

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，建筑行業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)的支柱行業(yè)發(fā)展迅猛。中國地域遼闊、人口眾多，需要足夠的建筑滿足人民的生活和工作需求。目前，我國每年新增建筑面積已超過20億m2，躍居世界第一，巨大的成就有目共睹。但我國建筑行業(yè)的消耗驚人，每年所使用的鋼材和水泥占到全世界的40%，同時(shí)也產(chǎn)生數(shù)以億計(jì)的建筑垃圾。在大力提倡環(huán)保節(jié)能的今天，住宅節(jié)能是建筑行業(yè)從業(yè)人員需要思考的問題，本文就這個(gè)問題提出了一些可行的辦法。

關(guān)鍵詞：住宅建筑；節(jié)能設(shè)計(jì)；優(yōu)化

1 住宅建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)的作用

由于住宅占所有建筑中的比重最大，因此以住宅為例對建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)以達(dá)節(jié)能目的加以分析。任何建筑的投資控制都源于建設(shè)工程的決策和建筑的設(shè)計(jì)，因此，為了達(dá)到建筑的設(shè)計(jì)目的，保證建筑的使用功能，還要符合節(jié)能減排的需要，對于建筑的設(shè)計(jì)就成為關(guān)鍵所在。作者就通過設(shè)計(jì)達(dá)成住宅節(jié)能的幾種途徑進(jìn)行了詳細(xì)闡述。

2 住宅建筑節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)的途徑

2.1 住宅平面節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)

住宅設(shè)計(jì)的首要就是確定戶型面積，平面設(shè)計(jì)合理得當(dāng)?shù)淖≌?，不但居住舒適還能達(dá)到節(jié)能環(huán)保目的，包括：①土地是稀缺資源，適當(dāng)?shù)慕ㄖ娣e可以減少土地的浪費(fèi)；②房屋所占的土地大小適中，既能滿足家庭需求，還能減少不必要的建筑材料；③避免過大的建筑面積也能節(jié)省工程施工過程中的能耗；④當(dāng)住宅投入使用后，大小合適的居住面積，以及通風(fēng)、采光良好的房屋，能有效減少家庭能耗。

以房屋住宅的朝向設(shè)計(jì)為例，由于我國位于北半球，受太陽高度角和方位角的變換的綜合影響，使得坐北朝南成為我國建筑最節(jié)能的朝向?？茖W(xué)分析，南北朝向的住宅有諸多優(yōu)點(diǎn)，包括：①夏涼。面朝南可以減少太陽輻射，且夏季東南風(fēng)與建筑呈直角，住宅通風(fēng)可以有效降低住宅內(nèi)的濕熱；②冬暖。首先是可以增加太陽輻射時(shí)間，其次住宅北面布置為電梯、樓道、管道井、衛(wèi)生間、廚房等，可以有效阻擋冬天西北風(fēng)，保持室內(nèi)溫度。在減少能耗前提下，保證住宅舒適度。

2.2 住宅外墻節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)

墻體是整個(gè)住宅建筑的主體部分，除了具有承重和圍護(hù)功能外，現(xiàn)在外墻的熱交換界面特性逐漸被重視。有數(shù)據(jù)表明，采用了節(jié)能外墻的房屋的室內(nèi)溫度相比于采用普通外墻的房屋溫差可達(dá)到4～10℃，也就是說采用節(jié)能外墻能有效地提高房屋的保溫性，經(jīng)過專家推算，外墻保溫所降低的能耗占到房屋節(jié)能的一半以上。節(jié)能外墻的原理是在外墻中增加了一層隔熱層，隔熱層能有效降低室內(nèi)環(huán)境與室外環(huán)境的熱交換，從而起到保溫隔熱效果。

目前，節(jié)能外墻技術(shù)已經(jīng)有了一定發(fā)展，也開發(fā)出幾種的外墻隔熱材料，包括：多空粘土磚、加氣混凝土砌塊以及一種復(fù)合隔熱材料。其中復(fù)合隔熱材料的效果最好，這種復(fù)合材料中添加了巖棉、礦棉、膨脹珍珠巖、玻璃棉、加氣混凝土和保溫性、憎水性極佳的薄膜聚苯乙高分子材料。

另外，從墻面的設(shè)計(jì)角度來分析，通過科學(xué)的設(shè)計(jì)也能提高普通住宅墻面的保溫隔熱效果。工程研究發(fā)現(xiàn)，合理的體型系數(shù)有助于降低住宅能耗。所謂體型系數(shù)，也就是建筑的比表面積，建筑學(xué)上的定義為：“建筑與室外大氣接觸之面積與其所圍體積的比值”，通常來說比表面積越小越能減少室內(nèi)與室外環(huán)境的熱交換作用，但是房屋的修建有其規(guī)律，面部空間也受到各種條件限制，因此，針對住宅修建的規(guī)律，一般住宅進(jìn)深10m以上，長度在55m左右，體型系數(shù)保持在0.3以下。通俗說來，就是高大且寬敞的建筑比之矮窄的房屋要更節(jié)能，表面平整的墻壁比凹凸不平的隔熱性更好。

從墻面形狀角度來看，經(jīng)工程經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，建筑物的外墻的交角內(nèi)側(cè)受照射時(shí)間長，且由于散熱差，較墻壁其他區(qū)域而言，其能耗較高，因此設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)住宅時(shí)可以通過減少房屋交角的辦法來降低能耗，但為了有效連接各個(gè)墻面，可以采用弧形墻面，或者在使用允許情況下，將房屋設(shè)計(jì)成圓柱形，這樣就能很好的減少室內(nèi)與外部環(huán)境的熱交換，減少室內(nèi)能耗。

在墻壁上種植爬墻植物，也是很好的辦法。植物的生長既能吸收陽光中的輻射能量，減少陽關(guān)對墻壁的直接照射，還能美化環(huán)境，同時(shí)植物光合作用釋放的氧氣對人體健康有益。有數(shù)據(jù)表明，房屋的植被覆蓋率達(dá)90%，外墻表面溫度可降低8.2℃，并且植物還能吸收溫室氣體和空氣中的有害物質(zhì)，減少溫室效應(yīng)。

2.3 住宅屋面節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)

住宅屋面即屋頂，是一天中受到日光直接照射時(shí)間最長的部分，持續(xù)的日光輻射會使屋面溫度高于住宅的其他部分，有數(shù)據(jù)顯示，屋面所受輻射能量是房屋東西墻壁的2～3倍。夏季，住宅屋面超時(shí)間受熱會導(dǎo)致室內(nèi)溫度迅速升高，極大的影響到室內(nèi)的舒適性，為了降低室內(nèi)溫度，就不得不增加住宅能耗，因此，房屋屋面的隔熱對于整個(gè)住宅極其重要。要提升屋面的隔熱效果有以下幾種方法：①增設(shè)保溫隔熱材料作為隔熱層，隔熱材料需要密度大、導(dǎo)熱系數(shù)小，同時(shí)具有憎水性，目前已有材料中，發(fā)泡聚苯乙烯板非常適合作為屋面隔熱材料；②隔熱層的安裝位置也很重要，住宅屋頂都有防水層，但防水層在長期日光照射下極易老化。假如隔熱層安裝于防水層下方，會很大程度上影響隔熱效果。因此，發(fā)泡聚苯乙烯板應(yīng)安裝與防水層上方，利用發(fā)泡塑料吸水性差的特點(diǎn)有效保護(hù)了屋頂防水層，還起到了隔熱效果；③可以在屋頂種植覆蓋土壤，種植花卉、灌木等植被（如麥冬草、三色堇），既美觀又環(huán)保。首先，屋頂種植的植被，能吸收陽光輻射的能量，將熱量轉(zhuǎn)化，同時(shí)也能吸收一部分溫室氣體，也起到了降低環(huán)境溫度的作用，其次，土壤導(dǎo)熱系數(shù)小，保溫性能好，最后，土壤吸飽水分后會形成憎水層，起到防水作用；④在屋頂設(shè)置蓄水池，通過水吸收陽光熱能后蒸發(fā)帶走熱量，可有效降低屋頂溫度，保持室內(nèi)涼爽，有數(shù)據(jù)表明，屋頂采用蓄水或者是種植植被后，屋頂表面溫度最多可下降27℃。

2.4 住宅門窗節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)

住宅門窗除了采光外，還是建筑自然通風(fēng)的渠道，所以門窗同時(shí)也是住宅接受陽光輻射最直接的部位，一般門窗所用材料的導(dǎo)熱系數(shù)較大，通常是墻體混凝土材料的3～4倍，因此要減少住宅的能耗，門窗是重要位置。合理設(shè)計(jì)門窗位置、選用隔熱材料、選擇更好的窗型和窗面積就成為減少能耗，提升室內(nèi)舒適度的幾種途徑：①開窗位置選擇。由于我國夏季多為東南風(fēng)，冬季多為西北風(fēng)，因此門窗位置能直接決定住宅舒適度，將夏季迎風(fēng)面作為主要開窗位置，增加住宅自然風(fēng)對流，能保證室內(nèi)涼爽，而北面盡量少開窗或者減小開窗面積，以抵擋寒冷的北風(fēng)；②窗型選擇。住宅內(nèi)少做落地窗和飄窗，多用氣密性好的平窗；③密封選擇。提高外窗的密封性能，以往多用毛條密封，現(xiàn)在多使用膠條，大大提高了窗戶的密封性；④門窗配件選擇。窗框提倡選用隔熱性好的塑鋼、鋁合金、鋁木復(fù)合型材、玻璃鋼等材料，玻璃最好使用中空玻璃，即兩層玻璃中間含有空氣，空氣的導(dǎo)熱系數(shù)是已知所以物質(zhì)中最小的，也就是說空氣的隔熱保溫性最好。

3 小 結(jié)

我國人口眾多，經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，已成為僅次于美國的第二能耗大國。世界能源日益緊張的當(dāng)今社會，要想保持經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，必須要從節(jié)能入手，以較少的能耗獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。因此，從建筑行業(yè)自身做起，通過在設(shè)計(jì)階段引入節(jié)能減排思想，對住宅建筑進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)，不但能提升居民的舒適度，還節(jié)省了不必要的能源消耗。

參考文獻(xiàn)

[1]能源服務(wù)或?qū)⒋蚱平ㄖ?jié)能僵局[J].建筑節(jié)能，2013，（11）.

[2]王恒瑩，王小勇.探討我國新形勢下的建筑節(jié)能問題[J].中國城市經(jīng)濟(jì)，2012，（27）.

[3]徐國民，尹彩鳳.淺析建筑節(jié)能及建筑節(jié)能措施[J].中國城市經(jīng)濟(jì)，2012，（26）.