史明輝

【摘 要】 人類社會(huì)的不斷發(fā)展和由此所帶來的一系列的能源消耗的問題就會(huì)使得綠色設(shè)計(jì)需求不斷增加，節(jié)約能源的問題已受到我國(guó)和全世界許多國(guó)家的普遍關(guān)注，因此，在建筑設(shè)計(jì)中進(jìn)行節(jié)能是勢(shì)在必行之舉。節(jié)能設(shè)計(jì)已經(jīng)成為我國(guó)住宅設(shè)計(jì)和建設(shè)的當(dāng)務(wù)之急。本文對(duì)住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的各個(gè)方面來進(jìn)行闡述和探討，希望能夠與同行進(jìn)行積極的交流和討論，尋求更好、更高效的住宅建筑設(shè)計(jì)節(jié)能的措施和思路。

【關(guān)鍵詞】 住宅建筑；建筑設(shè)計(jì)；節(jié)能設(shè)計(jì)

1 建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的意義和節(jié)能原則

所謂建筑節(jié)能設(shè)計(jì)，其實(shí)質(zhì)就是通過某些手段和措施使得建筑物在使用過程中可以減少對(duì)于傳統(tǒng)資源或是不可持續(xù)性資源的使用或是浪費(fèi)，例如以注入保溫、隔熱、密封等措施來達(dá)到此目的，并以適應(yīng)性強(qiáng)的節(jié)能技術(shù)等綠色環(huán)保措施來最大限度減少建筑物所產(chǎn)生的能耗量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)其獲得理想建筑節(jié)能效果的目標(biāo)。這是與當(dāng)今人類社會(huì)與世界發(fā)展是相統(tǒng)一的，也是符合節(jié)能化發(fā)展和綠色化發(fā)展相一致的。具體來說就是通過對(duì)建筑規(guī)劃分區(qū)、群體和單體，并根據(jù)建筑的朝向、間距以及建筑物所處地區(qū)的太陽輻射、風(fēng)向以及外部空間環(huán)境進(jìn)行綜合性研究后，設(shè)計(jì)出的低能耗的建筑物，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。根據(jù)調(diào)查顯示，建筑能耗占社會(huì)能耗的比重很大，然而，現(xiàn)有建筑中達(dá)不到節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)幾乎可以達(dá)到90%以上，即使是最好的也是不足20%的節(jié)能率。例如，給建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)提高保溫隔熱性能，就可以使得流出或流入室內(nèi)的熱量減少。

在節(jié)能原則中，首先在整體的規(guī)劃與單項(xiàng)設(shè)計(jì)上，對(duì)建筑的平面設(shè)計(jì)要合理的規(guī)劃，這樣才能夠充分的形成在夏季的穿堂風(fēng)，也使每個(gè)房間都可以有良好的采光條件。比如在設(shè)計(jì)建筑平面時(shí)，板式設(shè)計(jì)比塔式設(shè)計(jì)具有更好的采光與通風(fēng)條件。其次是選擇有力與節(jié)能建設(shè)的建筑地址與朝向，這樣就可以充分的利用太陽能進(jìn)行節(jié)能了。一般在我國(guó)，南北朝向的建筑比東西朝向的建筑更加節(jié)能，如果建筑的面積相同，主朝向的面積越大，這種節(jié)能效果差異越明顯。另外，在建筑之間還要保持一定的距離，以便于充分利用太陽能資源。第三是對(duì)窗戶與墻的面積比例進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，在建筑中最薄弱的保溫部位就是窗戶，所以，在設(shè)計(jì)時(shí)把窗戶的面積合理的控制一定范圍內(nèi)，有效的防止門窗縫隙之間的能量損耗，可以達(dá)到很好的節(jié)能效果。最后在建筑設(shè)計(jì)時(shí)改善維護(hù)結(jié)構(gòu)具有的保溫性能，也可以達(dá)到理想的節(jié)能效果。

2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)

2.1建筑物朝向

建筑物南北朝向比東西朝向節(jié)能，在多層住宅中東西向比南北向的耗熱量指標(biāo)約增加5%左右。

2.2體形系數(shù)

在其他條件相同情況下，建筑物的耗熱量指標(biāo)隨體形系數(shù)增大而增大。

從節(jié)能考慮，體形系數(shù)應(yīng)盡可能小。體形系數(shù)越小，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱損失也越小，這是建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的普遍常識(shí)，但它還與建筑造型、平面布局、采光通風(fēng)等因素密切相關(guān)，體形系數(shù)過小將造成建筑造型呆板、平面布局困難甚至影響采光通風(fēng)等建筑功能。

2.3圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)

它是建筑節(jié)能中重要的指標(biāo)之一，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)越小表示其保溫性能越好。在其它條件相同情況下，建筑物的耗熱量指標(biāo)，隨圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)降低而降低。

2.4窗墻面積比

加大窗墻面積比，對(duì)節(jié)能不利。故外窗（包括臺(tái)門的透明部分）面積不應(yīng)過大。在不同地區(qū)，不同朝向的窗面積比應(yīng)控在一定范圍。

2.5外門窗的氣密性

提高門窗的氣密性對(duì)節(jié)能有利。在建筑中，外門窗是能耗散失率很高的地方，在使建筑有較好的采光、觀景和通風(fēng)條件下，盡量提高門窗密閉性采用合適的窗墻比例，采取有效措施提高門窗保溫性能。要實(shí)現(xiàn)有效節(jié)能目的，就要盡可能減少冷空氣滲入和有效提高外門窗密閉性，這時(shí)要多多考慮那些新型和密封性較好的建筑材料。對(duì)于墻體與門窗框的縫隙要不斷增強(qiáng)密封效果，還應(yīng)該考慮到在墻體和門窗框放入彈性較好的保溫材料，例如密封膠或者毛氈等。有些材料具有較好的密封特性例如橡膠，把它們用在門扇與門窗框中能達(dá)到較好的密封效果，該方法能提高建筑物的節(jié)能環(huán)保效果，同時(shí)對(duì)外部門窗保溫效果也要進(jìn)行相應(yīng)的改善。也就是說在降低傳熱散耗量的同時(shí)還要求有較好的空氣滲透性，要達(dá)到這個(gè)目的窗戶面積就要減小很多，這對(duì)建筑物節(jié)能是很有幫助的。在設(shè)計(jì)實(shí)例中所設(shè)計(jì)的如藍(lán)灣華府工程，其外墻開窗面積較大，設(shè)計(jì)過程中在窗戶的選材及密閉性各方面嚴(yán)格把關(guān)，會(huì)使外門窗的能耗散失率降到最低的效果。

2.6樓梯間開敞與否

多層住宅采用開敞式樓梯間比有門窗的樓梯間，在冬季其耗熱量指標(biāo)上升10%。綜上所述，在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計(jì)中，應(yīng)先從總平面設(shè)計(jì)著手，在滿足規(guī)劃設(shè)計(jì)的前提下，宜少建低層、多層少單元及多層點(diǎn)式居住建筑；朝向宜采用南向和接近南向，盡量避免東西向；單體平面外形要減少過多凹凸變化和不必要的建筑連接體，使體形系數(shù)控制在一定范圍；立面開窗形式，一般情況下以點(diǎn)窗為主并根據(jù)不同朝向合理控制窗墻面積比，不要過多采用飄窗；門窗應(yīng)有較好的氣密性；少采用開敞式樓梯間，不采暖樓梯間與住戶間要注意保溫；要選擇合適的節(jié)能門窗；對(duì)屋頂及外墻要選擇合適的保溫材料與合理的建筑構(gòu)造。最終使建筑物采暖耗熱量指標(biāo)不超過規(guī)定。

3 墻體方面的節(jié)能措施

對(duì)于墻體使用新型節(jié)能材料。墻體在建筑的外圍結(jié)構(gòu)中占主體地位，墻體材料保溫特性對(duì)建筑物耗熱量有很大影響。我國(guó)很多的住宅建筑都是用多孔磚來建造墻體的，保溫特性還達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。就拿外墻來說根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，當(dāng)建筑物的體形系數(shù)低于0.3時(shí)，其所在地區(qū)的傳熱系數(shù)都低于1.16瓦每平方米，現(xiàn)在建筑中采用的最多的是內(nèi)抹灰砌塊墻，傳熱系數(shù)要比上面的節(jié)能規(guī)范數(shù)值都大。所以要達(dá)到最佳節(jié)能目的，就要大力應(yīng)用加氣磚墻體和復(fù)合墻體等技術(shù)。盡可能減少外結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，尤其是外墻要采取措施增加它的保溫隔熱特性?，F(xiàn)在有不少建筑物的保溫系統(tǒng)用的節(jié)能材料大多是一定厚度的無機(jī)保溫板、多功能保溫涂料等節(jié)能型材料，以使規(guī)定性指標(biāo)中的外墻滿足規(guī)范要求。

在現(xiàn)在住宅建筑中用的比較多的外墻保溫方法包括內(nèi)保溫、外保溫和混合保溫等其它方法。外墻內(nèi)保溫技術(shù)是指外墻內(nèi)側(cè)采用保溫砂漿等其它材料，使建筑實(shí)現(xiàn)保溫和節(jié)能的目的。這種節(jié)能保溫方法有一個(gè)缺陷是：結(jié)構(gòu)冷熱橋使局部溫差不斷增大，超過一定程度就會(huì)使外墻發(fā)生結(jié)露現(xiàn)象。因?yàn)閮?nèi)保溫技術(shù)保護(hù)的地方只是建筑物的內(nèi)墻和梁內(nèi)側(cè)，外墻部分沒有得到保溫材料有效的保護(hù)，所以在這個(gè)部位形成冷橋；在冬天的室內(nèi)墻體溫度和墻角溫度之間約有10度的溫差，和室內(nèi)溫度差要超過巧度，室內(nèi)濕度條件達(dá)到時(shí)在這個(gè)部位就會(huì)發(fā)生結(jié)露現(xiàn)象。結(jié)露水造成的浸漬或者凍融很容易使保溫墻面產(chǎn)生霉裂和開裂。

混合保溫指的是設(shè)計(jì)和施工過程中，外保溫施工方便的地方就用外保溫方法，外保溫施工不方便的地方就采用內(nèi)保溫方法，從而達(dá)到對(duì)住宅建筑進(jìn)行保溫施工方法和設(shè)計(jì)的結(jié)合。混合保溫方法能提升施工速度，那些外墻內(nèi)保溫保護(hù)不到的內(nèi)墻、地板和外墻交接部位等進(jìn)行保護(hù)，使建筑物能夠獲得較好的保溫。

但是混合保溫方法會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重?fù)p害。外保溫方法作用地方使結(jié)構(gòu)墻體受到室內(nèi)溫度影響較嚴(yán)重。溫度變化比較小，所以墻體處于穩(wěn)定的溫度環(huán)境中，由溫差引起的變形應(yīng)力是比較小的；內(nèi)保溫方法作用地方使結(jié)構(gòu)墻體受到室內(nèi)溫度影響很大，當(dāng)室外溫度變化很大時(shí)，墻體處于不穩(wěn)定溫度環(huán)境中，溫差引起的變形應(yīng)力比較大。局部的內(nèi)、外保溫結(jié)合在一起使用的方法，使整個(gè)外墻主體產(chǎn)生不同形變的速度與尺寸，建筑結(jié)構(gòu)所處環(huán)境更加不穩(wěn)定，在長(zhǎng)年溫差作用下墻體結(jié)構(gòu)發(fā)生裂縫，降低住宅建筑的使用壽命。在保溫節(jié)能方法中使用混合保溫方發(fā)是很不合理的，比應(yīng)用內(nèi)保溫方法時(shí)對(duì)墻體和建筑有更大的危害。外墻外保溫方法指的是把保溫隔熱系統(tǒng)建造在外墻外側(cè)，以此來實(shí)現(xiàn)保溫節(jié)能目的。因?yàn)楸馗魺嵯到y(tǒng)在外墻外側(cè)，主體結(jié)構(gòu)受溫差影響有很大的下降，溫差形變大大減小，對(duì)結(jié)構(gòu)墻體有較好的保護(hù)還能阻斷冷橋，有助于延長(zhǎng)墻體結(jié)構(gòu)的使用壽命。

4 屋面方面的節(jié)能措施

居住建筑屋面，必須設(shè)置保溫層才能達(dá)到節(jié)能要求。其保溫形式一般都是外保溫。但按屋面防水層與保溫層二者間位置關(guān)系則又有正置式屋面與倒置式屋面之分。

4.1正置式屋面

是傳統(tǒng)的屋面構(gòu)造形式，屋面防水層置于屋面保溫層之上。由于保溫層有防水層的保護(hù)，故對(duì)保溫材料的吸水率限制不是很嚴(yán)，可選用的保溫材料品種較多如蒸壓粉煤灰加氣混凝土塊、瀝青膨脹珍珠巖板、憎水膨脹珍珠巖板、水泥聚苯板、發(fā)泡聚苯板等都可以用作正置式屋面的保溫層材料

4.2倒置式屋面

倒置式屋面是將保溫層設(shè)置在防水層上面的一種構(gòu)造形式。由于保溫層對(duì)防水層的保護(hù)，使防水層免受溫差氣候變化的影響，延緩了防水層的熱老化速度，從而延長(zhǎng)了防水層的使用壽命；倒置式屋面能適用于高濕度房間的保溫屋面防水；由于防水上沒有保溫層及埋壓層，對(duì)卷材防水層有條件采用空鋪、點(diǎn)粘或條粘等松鋪施工工藝，可減少屋面基層變形對(duì)防水層的影響。

5 加強(qiáng)建筑的室外綠化配置，高校利用能源

在設(shè)計(jì)住宅建筑時(shí)還需要對(duì)建筑的室外綠化配置進(jìn)行考慮，這樣就可以為住宅建筑創(chuàng)造良好的環(huán)境，還可以有效的減輕噪聲污染、降低空氣中的粉塵以及改善空氣的質(zhì)量。在實(shí)際住宅建筑中，就需要根據(jù)地區(qū)地形特點(diǎn)以及制良清況以便在建筑中可以合理布置綠化植被的高度與種類，從而可以達(dá)到在夏季可以遮陽通風(fēng)、在冬季可以減輕遮陽和最大限度的預(yù)防寒風(fēng)。這樣，通過綠化配置也可以達(dá)到住宅建筑的節(jié)能。

6 結(jié)束語

建筑對(duì)于能源來說是一個(gè)很大的損耗方面，現(xiàn)在一直提倡綠色建筑，因此節(jié)約能源已經(jīng)成為人們的共識(shí)，對(duì)住宅降低能耗有個(gè)條件是不能違反居住舒適度要求，從建筑設(shè)計(jì)角度上說盡可能減少能量無端消耗，最大限度節(jié)約能源。對(duì)建筑物進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，要從平面布置、體形系數(shù)、墻體和外門窗墻體、太陽能等其它方面采用合理措施，使建筑物能夠達(dá)到在整體上的節(jié)能目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]張剛.現(xiàn)代住宅建筑設(shè)計(jì)的新趨勢(shì)[J].建筑技術(shù).2011（12）：170

[2]駱鴻雁.現(xiàn)代住宅建筑設(shè)計(jì)問題探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用.2012（11）：228

[3]劉洋.現(xiàn)代住宅建筑設(shè)計(jì)中存在的問題分析[J].建筑科學(xué).2013（10）：174

[4]金暉.住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的探討[J].建筑與規(guī)劃設(shè)計(jì).2012（3）：73-74