住宅建筑的节能设计

摘要：近年来随着人们生活水平的提高，住宅产业蓬勃发展，人们对居住条件和质量需求逐渐增大，住宅对能源的占有逐渐增大，随着世界能源资源不断紧张，要求合理利用能源，减少能源消耗的呼声日益强大，节约能源迫在眉睫，本文通过对住宅的规划设计和结构设计采取的技术措施的论述，实现住宅在设计方面的能源节约。

关键词：住宅；设计；节能

1 概况

建筑节能技术是一项综合的技术，正日益受到世界各国的重视。建筑节能能耗是能耗的主要方面(通常占国家总能耗的30％一40％)。建筑能耗占社会总能耗的30％～45％。我国建筑能耗已占社会总能耗的20％～25％，正逐步上升到30％。因此建筑节能是目前节能领域的当务之急。

建筑节能分为二部分：一是建筑物自身的节能；二是空调系统的节能。建筑物自身的节能主要是从建筑设计规划、维护结构、遮阳设施等方面考虑。空调系统的节能是从减少冷热源能耗、输送系统的能耗及系统的运行管理等方面进行考虑的。据有关资料介绍，围护结构的传热系数每增大1W／M2・K，在其他工况不变条件下，空调系统设计计算负荷增加近30％。所以改善建筑的保温隔热性能可

以直接有效地减少建筑物的冷热负荷，是建筑设计上的首要节能措施。

理想的节能建筑应在最少的能量消耗下满足以下三点：一是能够在不同季节、不同区域控制接收或阻止太阳辐射；二是能够在不同季节保持室内的舒适性；三是能够使室内实现必要的通风换气。目前，建筑节能的途径主要包括：尽量减少不可再生能源的消耗，提高能源的使用效率；减少建筑围护结构的能量损失；降低建筑设施运行的能耗；在这三个方面，高新技术起着决定性的作用。

2 住宅节能技术设计

2．1节能建筑规划设计

根据建筑功能要求和当地的气候参数，在总体规划和单体设计中，科学合理地确定建筑朝向、平面形状、空间布局、外观体型、间距、层高、选用节能型建筑材料、保证建筑外维护结构的保温隔热等热工特性及对建筑周围环境进行绿化设计，设计要有利于施工和维护，全面应用节能技术措施，最大限度减少建筑物能耗量，获得理想的节能效果。

2．1．1建筑朝向和平面形状

同样形状的建筑物，南北朝向比东西朝向的冷负荷小，因此建筑物应尽量采用南北向。选择合理的建筑物朝向是一项重要的节能措施。空调建筑的平面形状，应在体积一定的情况下，采用外维护结构表面积小的建筑。

2．1．2合理规划空间布局及控制体型系数

如果是依靠自然通风降温的建筑，空间布局应比较开敞，开较大的窗口以利用自然通风。而设有空调系统的建筑，其空间布局应十分紧凑，尽量减少建筑物外表面积和窗洞面积，这样可以减少空调负荷。

2．1．3绿化对节能建筑的影响

绿化对居住区气候条件起着十分重要的作用，它能调节改善气温，调节碳氧平衡，减弱温室效应，减轻城市的大气污染，减低噪声，遮阳隔热，是改善居住区微小气候，改善建筑室内环境，节约建筑能耗的有效措施。

2．2节能结构设计

2．2．1墙体节能技术

2．2．1．1使用环保、节能型建筑材料

保温墙体是建筑物本体节能的重要技术手段，实践证明复合墙体比单一材料的墙体能取得较高热阻，节约采暖能耗。使用环保、节能型建筑材料，可有效减少通过围护结构的传热，从而减少各主要设备的容量，达到显著的节能效果。

主要技术方法有：① 建筑外墙内保温技术：在建筑外墙结构的内部加做保温层、取消传统的实心砖，应用新型的混泥土空心砌块砖、粉煤灰砌块砖等；②外挂技术：采用粘接砂浆或者是专用的固定件，将保温材料贴、挂在建筑外墙上，然后抹抗裂砂浆，压人玻璃纤维网格布，使其形成保护层，最后加做装饰面；③绝热材料与墙体一次性浇灌成型技术：在混凝土框一剪体系中，把绝热板材内放于建

筑模板里，在即将浇灌的墙体外侧随后浇灌混凝土，一次性浇灌成型为复合墙体。

2．2．1．2隔离太阳辐射热

对垂直墙面可采用外廓、阳台、挑檐阳等遮阳设施和浅色墙面、反射幕墙、植物覆盖绿化等。

2．2．2门窗的节能设计

门窗的朝向、构造、尺寸和形状以及密封程度是影响门窗能耗的主要因素，综合考虑以上因素，在门窗节能上的的主要技术设计：采用加层窗技术提高窗户的保温隔热性能，对户门及阳台门进行保温处理，提高气密、水密、隔声、保温、隔热等主要物理性能。

2．2．2．1尽量减少门窗的面积

门窗是建筑能耗散失的最薄弱部位，面积约占建筑外维护结构面积的30％，其能耗约占建筑总能耗的2／3，其中传热损失为1／3。所以门窗是外维护结构节能的重点。所以在保证日照、采光、通风、观景条件下，尽量减少外门窗洞口的面积。

2．2．2．2设置遮阳设施

设置遮阳设施，考虑空调设备的位置。减少阳光直接辐射屋顶、墙、窗及透过窗户进入室内，可采用外廊、阳台、挑檐、遮阳板、热反射窗帘等遮阳措施。门窗的遮阳设施可选用特种玻璃、双层玻璃、窗帘或遮阳板等。

2．2．2．3提高门窗的气密性

有资料表明，房间换气次数由0．8h一1降到O．5h一1。建筑物的耗冷可降低8％左右，因此设计中应采用密闭性良好的门窗。加设密闭条是提高门窗气密性的重要手段之一。

2．2．2．4合理控制窗墙比

窗墙比是窗洞口与墙的面积比值，增大__这两个比值不利于空调建筑节能，应尽量减少空调房间两侧温差大的外墙面积及窗的面积。

2．3屋顶的节能设计

2．3．1隔离太阳辐射热

隔离太阳辐射热，减少阳光直射，一对屋顶可采用架空屋面，浅色屋面，种植屋面等。对屋面进行绿色覆盖，既可遮阳，又能隔热，而且通过光合作用，可消耗或转化部分能量，也起到美化环境作用。因此植物覆盖法是空调节能的较好的方法。二设计通风屋面、蓄水屋面等节能措施。三是采用减少热量传递，一般的技术方法：①既有建筑的屋顶：铺设高效保温隔热材料，并加设一挂瓦坡屋顶保护，使传热系数大幅度下降；②在新建房屋平屋顶上铺设高效保温隔热材料，并用加气混凝土块支撑的薄钢筋混凝土板覆盖，中间设有5厘米厚空气间层，使传热系数值下降。‘

2．3．2“冷屋顶”节能

国外很多专家对“冷屋顶’’(coo1 roofs)进行了大量的研究，发现其节能效果很显著。所谓“冷屋顶”(cool roofs)是指日射反射率高的屋顶，它通过对普通屋顶涂上高反射率的涂料，提高屋顶的日射反射率，减少太阳热量的吸收，从而达到减少空调冷负荷和空调节能的目的。研究表明：采用“冷屋顶”节能可使空调负荷减少约10％一50％。

2．4节能设施技术

随着季节的更替，冬季要制暖，夏季要有空调，这些已经成为现代住宅的追求，这种舒适完全依赖设备的运转，同时也意味着有大量的能源消费。采暖系统控制技术针对“垂直串联式单管采暖系统”无法控制及无法计算采暖能耗问题，采用“按典型房间温度对整幢建筑的采暖系统进行控制”和“改造供暖管道系统，单管加跨越管和双管系统”措施，提高供热系统的热效率；应用户用热表和温度调节阀；应用热管网水力平衡技术和调控设备。

3 结论

建筑节能技术函盖了建筑施工、采暖、通风、空调、照明、建材、热工、环境、监测和计算机等不同专业的知识内容，是一个学科交叉并充分结合的综合技术，只有通过各个方面的努力，才能实现国家住宅节能50％的目标，减少能源消耗，合理利用资源。