关于住宅建筑节能设计的分析

【摘 要】随着当前社会发展进程越来越快，住宅建筑已经成为当前能耗大户。因此，住宅建筑的节能设计研究必将成为当前建筑领域的研究重点。本文从住宅建筑节能设计的相关背景出发，分析了在技能设计中应注意的问题，并具体介绍了住宅建筑的各环节的节能设计内容。

【关键词】住宅建筑；节能设计；建筑节能

1.前言

我国当前建筑领域中，能耗量占据全国总能耗量1 /4左右，居耗能之首。近几年，建筑业的发展非常迅速，对于建造与运行所耗费的能源需求也相应的增长很快，特别是建筑采暖以及空调方面的能耗。一些气候严寒的地区，住宅建筑耗费的能量达到当地社会总能耗量的50%左右。因此，住宅建筑的节能设计与研究工作一直是节能工作中的核心组成部分，涉及的内容从规划设计再到使用管理等诸多方面{1]。而当前住宅建筑普遍面临节能投入少等问题，因此，节能设计问题将成为建筑节能中的重点关注内容。

2.关于住宅建筑节能设计相关背景概述

2.1 住宅建筑节能内涵及内容分析

住宅建筑的节能设计指的是通过进行科学合理的建筑设计，并选用满足节能设计要求的屋面隔热和新型墙体填充材料，以及门窗设计、空调节能设计等节能措施，来执行住宅建筑相关节能标准活动。在这个环节中，包括了加强对住宅建筑能耗设备的使用及管理工作，以及设计科学合理的建筑结构，从而提高住宅建筑的采暖、照明、给排水以及通风等系统的运行效率，并提高可再生资源运用能力，最终将住宅建筑能源消耗量降到最低水平。

在进行住宅建筑的节能设计过程中，通常包括以下环节：首先，要合理地规划好节能方案。从住宅建筑所处的环境特点出发，依据国家和地方上关于住宅建筑的相关节能标准，来综合分析与研究住宅建筑的开发利用以及维护成本等问题[2]。合理规划节能设计方案，有利于保障住宅建筑的节能实施效果。

其次，合理地选用节能材料。在节能材料的进场前，必须严格依据相关标准规范及节能设计要求进行核对，仔细审核节能材料的相关质量保证信息以及技术推广专业证书。针对保温隔热、外窗、中空玻璃及幕墙玻璃、风机盘管、低压配电缆和电线等，使用前都必须依据相关标准要求，进行取样试验，禁止达不到节能设计要求的材料流入到住宅建筑的施工过程中。

2.2 住宅建筑在节能设计中应注意的问题分析

2.2.1 布置合理的住宅建筑平面结构

在设计住宅建筑的单体平面结构时，应当充分考虑到住宅建筑的节能设计要求。选择平面时，要从住宅建筑的实际功能要求和可以利用的地形特点出发进行设计，围护结构设计时，表面积越小时，散热量应当也越小。在选择建筑长度时，要注意，住宅建筑的楼层数比较少时，当住宅建筑的长度逐渐增加时，相应的能耗量会明显减少。设计住宅建筑的宽度时，需注意的是，随着住宅建筑的宽度增加，住宅建筑的能耗数量将逐渐减少。此外，还应当注意住宅建筑的朝向，尽量将房间设计成南北走向，以最大限度的减少住宅建筑的能源消耗量。

2.2.2 将住宅建筑的体型系数控制在合理的范围内

体型系数指的是住宅建筑的表面积和此建筑物所能包围的体积比值。建筑物体型的变化，通常会导致住宅建筑采暖以及空调系统能耗量发生变化。当住宅建筑的体积相同时，建筑护的结构面积越小时，热量向建筑外传输的量就会越少，因此，体型系数对于住宅建筑的节能设计工作起着重要的作用。

一般来说，住宅建筑的体形系数都是位于0.3以下。同时，住宅建筑的平面和立面上要避免大量凹凸面的出现，尽量将平立面设计的比较规整，以减少住宅建筑表面体积，最终减少住宅建筑的能量损失，增强住宅建筑的节能水平。从大量建筑工程设计实践中可以发现，通过住宅建筑体型来有效控制住宅建筑的单体能耗措施主要有：首先，将住宅建筑体型设置为长方形，注意将住宅建筑的长轴部分设置为自东至西走向。其次，加大住宅建筑的进深程度，合理地设计住宅建筑的层数，也就是层高。此外，还需要注意利用当地自然条件，以做到争取增加冬季时直射进住宅建筑内的阳光，并减少夏季时的阳光照射{3]。最后，应当注意采取有效措施，优化住宅建筑的体型设计工作，充分利用住宅建筑额自然穿堂风，来形成小型空气对流，从而为住宅建筑营造一种舒适凉爽的小气候，最终降低暖通空调系统的能源消耗量。

3.住宅建筑各环节节能设计的具体内容分析

3.1 住宅建筑总体规划上节能设计分析

在住宅建筑的总体规划上，应当与单体建筑设计相协调，并且注意充分考虑及分析各种宏观层面因素，例如地区、方位、朝向、建筑布局以及地形地势特征等因素对单体建筑布局影响。充分利用住宅建筑所在地的天然热源以及风源等能源，来实现让每栋住宅建筑在夏季时，都可以拥有充足迎风面，而冬季时，都能拥有充裕的日照，从而适应住宅建筑的采暖、采光以及通风等方面的要求。单体建筑之间进行组合，将直接关系着气流形成以及对流效果。尤其是高层住宅建筑群里边，容易受到涡流回旋的作用，从而导致气流死角出现，不利于住宅建筑的自然通风设计，最终在小区内形成不利的微气候。

所以，为了在小区内营造一个舒适的微环境，需要对单体建筑间的组合进行调整，使每栋住宅建筑都处在周围建筑的气流旋涡之外，以避免出现气流的滞流区。此外，绿化及水体有助于改善小区微气候，在设计时，要结合住宅建筑居住特点规划绿化及水体布置情况，以进一步改善住宅建筑的物理环境。只有这样，才可以促使住宅建筑热岛效应的降低以及局部气候的改善，最终确保住宅建筑的温度、湿度以及气流速度、热岛强度的指标满足住宅建筑的节能设计需求。

3.2 住宅建筑的门窗节能设计分析

门窗是住宅建筑能耗散失中最薄弱部位，其能耗量在住宅建筑总能耗量所占的比例较大。因此，在保证采光、日照、通风以及观景要求前提下，应当尽量减小住宅建筑门窗洞口面积，并提高门窗气密性，以减少冷风的渗透，最终减少门窗自身传热量，提高门窗保温性能。

首先，需要控制好住宅建筑窗墙比，也就是窗户洞口面积和住宅立面单元面积之比。为了将窗墙比控制在合理的范围内，应当严格按照相关标准，针对住宅建筑方位的不同采取对应的窗墙比。

其次，为了减少冷空气渗透以及传热损失，应当选取密封性好的新型门窗填充材料，并设置相应的泡沫塑料作为密封条。同时需要在扇和玻璃之间安装弹性压条、扇与扇之间安装好密封条、框与扇间安装橡胶或泡沫密封条、框与墙体之间缝隙处安装密闭性及弹性松软性材料等。

最后，为提高门窗的隔热保温性能，可以选用塑料窗或钢塑复合窗作为住宅建筑窗户安装材料，以避免金属窗出现冷桥现象。在采用中空和镀膜玻璃时，还可以将窗户设计为双层玻璃或三层玻璃，以减少窗扇缝隙处的能耗损失。

3.3 住宅建筑屋面节能设计分析

屋顶是住宅建筑的护结构，其所产生的室内外温差耗热量，将大于外墙和地面的热量消耗。所以，提高屋面隔热保温性能，对于夏季时的室外热作用抵抗能力非常重要，这是降低空调能耗，改善住宅建筑热环境的重要措施。一般情况下，住宅建筑屋面节能设计可以分为以下几种：第一种，倒置式的屋面，这是将传统屋面结构中保温层和防水层进行颠倒设计。第二种，屋面绿化，对住宅建筑进行屋面绿化，有利于降低住宅建筑的能耗，并可以增加城市的绿地面积，改善城市的气候环境。第三种，蓄水屋面[4]。这是在刚性的防水屋面之上再蓄一层水，利用水分蒸发时，吸收水层中的大部分热量，来消耗太阳晒到屋面的辐射热，以减弱屋面。