住宅建筑节能设计几个关键点探析

摘要：伴随着我国房地产建筑行业的爆发式发展，城市建筑与生态危机的矛盾越来越突出，住宅建筑节能设计对于减少能耗、降低碳排放的目标至关重要。本文在此从几个不同的角度对住宅节能设计做了详细的研究。

关键词：节能；设计；墙体；门窗

前言：在我国，建筑能耗占总能耗的27%以上，每年还在以1个百分点的速度增加，而现代住宅建筑数量非常庞大，从节能设计的角度有效控制其能量的消耗，节约使用能源，成为设计工作的重要环节。现代住宅建筑的节能设计应从建筑平面布置及体型系数、墙体等护结构、外门窗构造、太阳能利用等方面采取合适、合理的设计构造措施，做到既保证室内环境舒适，又最大限度控制能量流失，从而确保实现建筑物的使用要求和节能效果。

一、科学的规划布局与合理的建筑设计

1、基地选址与节能

建设的基地应选择在向阳、避风的平地和山坡上，这是建筑节能、提高采暖效率的先决条件。同时建筑选址应尽量远离交通主干道，避免噪声污染。如果建在噪声声源处，应有绿化隔声带等保护措施。

坡地对建筑节能的影响，主要是日照得热和通风两个方面，效果因坡向和坡度大小而不同。若坡向为南向或接近南向，则利于冬季太阳得热，提高容积率。若坡向与夏季主导风向一致（60°范围内），则利于夏季的自然通风。若坡向为北向或接近北向，为减少建筑物之间对日照的遮挡，建筑宜以点式为主。

2、建筑朝向

建筑应在最佳建筑朝向范围内选择。由于不同朝向上太阳辐射强度变化比较大，因此建筑规划时要考虑合理的朝向，尽可能增加太阳辐射量，建立自然采光系统。

3、日照间距和建筑密度

一定的日照间距是建筑充分得热的前提。日照间距是指一年中冬至日，满足北向底层房间获得日照时南北房之间的外墙间距。在实际设计中不宜只为满足日照间距而选择不利朝向，牺牲日照质量，必须研究在保证节能效益的前提下提高建筑密度。在规划布局中适当调整建筑朝向，调节建筑布局和外形均可达到在满足日照要求的基础上增加建筑密度，如利用斜向日照将北侧错台式、正南向行列式布置改为交叉错排行列式布置。

二、建筑围护结构墙体设计

墙体传热在建筑物总体传热中所占的比例最大。高层建筑实现节能，还必须研制新型墙体材料，提高外墙的保温节能性能。适用于高层建筑的新型墙体材料主要有蒸压加气混凝土砌块、轻集料混凝土小型空心砌块和复合墙体等。以复合墙体为例，复合墙体往往采用承重材料与高效保温材料（如岩棉板或聚苯板等）组成。复合墙体较好地发挥了两种材料的特点，既不会因组成墙体材料的强度过低导致墙体所需尺寸过厚，又具有良好的保温隔热效果。因此，我国新建高层建筑目前已基本上采用了复合墙体的方式。

1、膨胀聚苯板薄抹灰外墙保温系统

膨胀聚苯板薄抹灰外墙保温系统是由自熄型模塑聚苯板、锚栓（必要时使用）、粘结胶浆、抹面胶浆和耐碱网布及涂料等材料复合而成，置于建筑物外墙外侧的保温及饰面系该系统冬季能避免产生热桥，大大减少室内热能通过外墙损失；夏季能大大减少由阳光辐射外墙而传导至室内的热能，进而使暖气、空调的能耗下降。该墙体重量轻、节能效果明显。

2、挤塑聚苯保温体系

挤塑聚苯保温体系的结构与膨胀聚苯薄抹灰保温体系相同，只是将自熄型模塑聚苯板换成了自熄型挤塑聚苯板.它适用于各种形式主体结构的外墙外保温，特别适宜于在严寒地区/寒冷地区和夏热冬冷地区使用。

3、现浇混凝土模板 内置外墙外保温系统

现浇混凝土模板内置（聚苯板）外墙外保温系统简称c L结构体系，该体系适用于现浇混凝土剪力墙结构的高层建筑，CL建筑结构体系可使建筑物全生命周期内不需要对保温层进行维修，解决了外墙粘贴、外挂保温层而产生的裂缝隐患及寿命短等问题。

三、门窗节能

外门窗是住宅能耗散失的最薄弱部位，其能耗占住宅总能耗的比例较大，其中传热损失为1/3，冷风渗透为1/3，所以在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下，通过提高门窗的气密性，采用适当的窗墙面积比，增加窗玻璃层数，采用百叶窗帘、窗板等措施来提高门窗的保温隔热性能。其节能措施有：

1、控制住宅窗墙比

住宅窗墙比是指住宅窗户洞口面积与住宅立面单元面积的比值，《民用建筑节能设计标准》对不同地区、不同朝向的住宅窗墙比做了严格的规定。

2、提高住宅外窗的气密性，减少冷空气渗透

如设置泡沫塑料密封条，使用新型的、密封性能良好的门窗材料。而门窗框与墙间的缝隙可用弹性松软型材料（如毛毡）、弹性密闭型材料（如聚乙烯泡沫材料）、密封膏以及边框设灰口等密封；框与扇的密封可用橡胶、橡塑或泡沫密封条以及高低缝、回风槽等；扇与扇之间的密封可用密封条、高低缝及缝外压条等；扇与玻璃之间的密封可用各种弹性压条等。

3、改善住宅门窗的保温隔热性能

户门与阳台门应结合防火、防盗要求，在门的空腹内填充聚苯乙烯板或岩棉板，以增加其绝热性能；窗户最好采用钢塑复合窗和塑料窗，这样可避免金属窗产生的冷、热桥，可设置双玻璃或三玻璃，并积极采用中空玻璃、镀膜玻璃，低辐射玻璃；合理地设计可开启的窗扇面积，保证南方地区室内自然通风和降低北方地区室外冷风的直接渗透。

4、设置“温度阻尼区”

所谓温度阻尼区就是在室内与室外之间设有一中间层次，这一中间层次象热闸一样可阻止室外冷风的直接渗透，减少外墙、外窗的热耗损。在北方地区住宅中，将北阳台的外门、窗全部用密封阳台封闭起来，外门设防风门斗，防止冷风倒灌，楼梯间设计成封闭式的，对屋顶上人孔进行封闭处理等措施均能收到良好的节能效果。

四、屋顶节能设计

新疆地区冬季寒冷，夏季干旱雨少，日照时间长，春季风沙又大，不宜采用架空通风隔热层或通风坡屋顶的构造形式，由于屋顶围护结构外表面受到的太阳辐射强度和日照时数以水平面为最大，所以屋顶隔热保温尤为突出和要重。经过设计计算选用120mm厚阻燃型膨胀聚苯板（EPS）则K≈0.274W/（m2・K）是合理的经济厚度。冬季可以避免室内的热量散发，夏季又避免了太阳辐射热直接照射屋面传导到室内，同时具有隔热保温效果明显、构造简单、施工方便、造价较低等优点。

五、其它节能降耗措施

1、降低夏季空调能耗

夏季室内外温差较小，根据人们在非寒冷季节通风换气的生活习惯，窗的开启面积要适当，保证卫生需求，应不低于1.0次/h。当室外温度低于室内温度时，应该主要依靠通风换气排除室内产热能和进人的太阳辐射热。试验表明，增大通风换气次数对降低夏季空调能耗效果明显，而且达到1.0次/h通风换气并不困难，只要建筑平面布局合理，窗的开启面积适当，是完全可以满足的。

2、充分利用太阳能资源

太阳能作为一种天然的洁净能源，也是住宅建筑设计上广泛推广的节能设计之一。从近年来的能源使用和发展情况来看，煤、电、油的供应紧张已经不容忽视，太阳能应该由补充能源向“代替能源” 发展。特别是太阳能热水器经过20年的发展，产品的生产研发技术日趋成熟，越来越受到消费者的青睐。另外，从使用效果和居卫的淋浴费用和投资回收周期来看，太阳能热水器也具有较大的成本优势。然而由于各方面原因，目前太阳能热水器仍以一家一户的零散安装使用方法为主，存在破坏建筑结构、热水温度不稳定等因素。要解决这些问题就必须将太阳能利用装置纳人到建筑设计规范当中，在设计时将太阳能热水器设备纳入到建筑设计之中，预留太阳能设置位置，特别是在厨房、卫生间内要综合太阳能热水器管道系统。如果太阳能热水器能够充分加以推广应用，就可以大大节省常规能源，这是建筑节能的一个重要发展方向。

六、总结

总之，在具体的设计过程中，我们应全方位考虑建筑节能设计，提高建筑节能的设计水平，根据实际情况制定节能方案，深入实施节能措施，才能真正做到实现建筑设计的高效节能。