住宅建筑節(jié)能優(yōu)化設(shè)計探討

1、<p>　　住宅建筑節(jié)能優(yōu)化設(shè)計探討</p><p>　　摘要：住宅建筑節(jié)能就是降低能耗、提高能源利用效率、保護(hù)環(huán)境的一項重大戰(zhàn)略舉措,關(guān)系到國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施。本文闡述了住宅工程建筑節(jié)能的主要內(nèi)容、控制要點(diǎn)，分析了當(dāng)前住宅工程建筑的實(shí)際情況，并結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗提出了對墻體、屋面、地面、房屋結(jié)構(gòu)、門窗等方面節(jié)能設(shè)計的技術(shù)措施。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：住宅建筑；節(jié)能設(shè)

2、計；技術(shù)措施 </p><p>　　中圖分類號：TM08 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號： </p><p><b>　　1.引言 </b></p><p>　　在當(dāng)今世界，能源問題已成為全世界、全人類共同關(guān)心的問題，也是我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要問題。能源短缺成為制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。住宅建筑作為人類生活中的重要場所，在其建設(shè)與使用過程中，不可避免地

3、需要消耗大量的能源和資源。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，住宅能耗占我國能源消費(fèi)總量的比例逐年增加。尤其是建設(shè)節(jié)能型建筑已成為今后城市建設(shè)的重點(diǎn)發(fā)展方向,隨著相關(guān)的法律、法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的相繼出臺,建筑節(jié)能設(shè)計也已成為房屋建筑設(shè)計的重要組成部分。本文從建筑規(guī)劃設(shè)計、空間布局、結(jié)構(gòu)圍護(hù)、環(huán)境設(shè)計四個方面論述了對建筑節(jié)能的影響。 </p><p>　　2.住宅建筑節(jié)能設(shè)計的依據(jù) </p>&l

4、t;p>　　據(jù)統(tǒng)計：城市建成區(qū)用地的30％用于住宅建設(shè)；住宅能耗占全國總能耗的20％左右；城市水資源的32％在住宅中消耗；住宅建設(shè)耗用的鋼材占全國用鋼的20％：水泥用量占全國總用量的17.6％。因此，在我國建設(shè)節(jié)能住宅，推廣節(jié)能技術(shù)已經(jīng)是迫在眉睫，勢在必行了，也已經(jīng)引起各級政府部門的重視，并把建筑節(jié)能要求體現(xiàn)在建筑規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)中，先后制定了一批技術(shù)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，如：《民用建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（采暖居住建筑部分）》（JGJ26-95）、

5、《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》（GB50019-2003）、《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范》（GB50176-93）、《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ134-2001）以及《夏熱冬暖居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》JGJ75-2003等等。執(zhí)行以上相關(guān)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)后，我國建筑能耗有了顯著降低，但與發(fā)達(dá)國家相比仍有相當(dāng)差距，為進(jìn)一步降低居住建筑的能源消耗，針對西北、華北等地區(qū)，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部與2010年3月發(fā)布了節(jié)能率約為65%左右的國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

6、《嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》JGJ 26-2010。夏熱冬冷地區(qū)執(zhí)行50%的強(qiáng)制性節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。我國政府把建筑節(jié)能列入“十一五”規(guī)劃</p><p>　　3.住宅建筑的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計的具體措施 </p><p>　　3.1合理確定建筑朝向和平面形狀 </p><p>　　綜合分析各方面,影響居住環(huán)境的最主要的兩個因素是太陽輻射和空氣流通。因此,規(guī)劃節(jié)能的主要方向

7、是一方面降低太陽輻射,另一方面增強(qiáng)房屋建筑的自然通風(fēng)效果。在規(guī)劃設(shè)計中,房子朝向、間距以及房屋之間的相互組合關(guān)系是規(guī)劃節(jié)能設(shè)計的重點(diǎn)。為滿足要求,首先要考慮的是建筑的朝向,建筑的朝向主要應(yīng)與當(dāng)?shù)叵募镜闹鲗?dǎo)風(fēng)向一致,建筑群的入風(fēng)口和出風(fēng)口應(yīng)結(jié)合主導(dǎo)風(fēng)合理設(shè)置,利于自然通風(fēng),提高居住的舒適度。在建筑物的排列中應(yīng)遵循南小北大、南低北高的原則。 </p><p>　　一般來說,我國住宅最適宜的建筑朝向為南北向或接近南北向

8、。對于氣候炎熱的南方地區(qū),應(yīng)考慮住宅建筑的長軸方向垂直夏季主導(dǎo)風(fēng)向,而北方冬季寒冷,住宅建筑的長軸方向應(yīng)平行冬季主導(dǎo)風(fēng)向,以防止冷空氣滲透量的增大。住宅建筑的平面形狀,應(yīng)在體積一定的情況下,采用外圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面積小的建筑。因為外表面積越小,冷負(fù)荷越小,能耗越小。 </p><p>　　在建筑設(shè)計中，考慮到建筑節(jié)能的需要，應(yīng)盡量減少建筑形體的凹凸，在采暖居住建筑中體型系數(shù)宜控制在0.3以內(nèi)，住宅進(jìn)深應(yīng)適當(dāng)擴(kuò)大，以10

9、～14m為宜，住宅長度以55m左右較為適宜。 </p><p>　　住宅建筑平面形狀應(yīng)規(guī)整，盡量減少外圍護(hù)結(jié)構(gòu)面積，增加冬季直射室內(nèi)的陽光，減少夏季太陽輻射。比如把房屋外墻面積大、開窗多的一面正對太陽輻射強(qiáng)度大的南向，使建筑在冬季可以有效地收集太陽能，北側(cè)外墻只開設(shè)小窗，主要滿足通風(fēng)的需要，而東西方位不開窗或開小窗。熱環(huán)境分區(qū)中把要求較低的廚房、廁所、過廳布置在北向。而盡量爭取將居室布置在南向，充分利用太陽能，保

10、持冬季室內(nèi)有較高的溫度。住宅建筑中設(shè)置一定的溫度阻尼區(qū)可有效地減少傳熱損失。例如，夏熱冬冷地區(qū)樓梯間由過去的開敞式改為封閉式，樓梯間設(shè)窗；北向單元入口均設(shè)門斗，避免冬季西北風(fēng)灌入：對屋面上入孔密封處理，使整個樓梯間形成一個溫度阻尼區(qū)。在夏熱冬暖地區(qū)合理控制戶內(nèi)空氣流速和空氣齡，創(chuàng)造良好的室內(nèi)環(huán)境。 </p><p>　　3.2合理規(guī)劃平面布局及控制體形系數(shù) </p><p>　　居住區(qū)住宅

11、的平面布局有周邊式、自由式和行列式3種。周邊式太封閉,不利于風(fēng)的導(dǎo)入;自由式多在受地形限制時采用;行列式是最常見的形式,有并列式和錯列式布局的變化,在某些地形中,還會出現(xiàn)斜列式布局。為了促進(jìn)通風(fēng),居住區(qū)布局應(yīng)盡量采取行列式和自由式,從建筑防熱的角度來看,行列式和自由式都能爭取較好的朝向,使大多數(shù)房間能夠獲得良好的自然通風(fēng)和日照,其中又以錯列式和斜列式的布局較為好。 </p><p>　　體形系數(shù)是建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的

12、外表面積與其所包圍的建筑體積之比。比值越大，能耗就越多。研究資料表明：體形系數(shù)每增加0.01,耗熱量指標(biāo)增加2.5%。因此,正確處理建筑形式多樣化與節(jié)能的關(guān)系,是建筑設(shè)計中應(yīng)當(dāng)引起重視的問題。一般講,6層左右的建筑物對建筑節(jié)能較為有利。另外，建筑物的外形越簡單,其外表面積越小,熱交換量亦越少。因此,建筑物的造型宜簡潔、完整,盡量避免復(fù)雜的輪廓線。 </p><p>　　3.3住宅周邊的綠化設(shè)計 </p>

13、;<p>　　良好的居住區(qū)綠化,不僅能美化環(huán)境,而且能起到調(diào)節(jié)居住區(qū)小氣候、改善建筑室內(nèi)環(huán)境、節(jié)約建筑能耗的作用。居住區(qū)綠化應(yīng)注意幾點(diǎn)：一是要以地面綠化并以種植灌木為主,有條件的地方可引入水景;二是要在臨近住宅的東、西、南面的適當(dāng)位置種植一些高大的落葉喬木,這樣夏季遮陽,冬季不遮擋陽光,有利于朝陽居室的節(jié)能;三是要根據(jù)實(shí)際情況對墻面、陽臺進(jìn)行垂直綠化。這樣，一方面能豐富居住區(qū)的景觀環(huán)境;另一方面能減少建筑與空氣直接接觸的外

14、表面積,形成一種冬季保溫、夏季隔熱,又可增加綠化面積的復(fù)合型圍護(hù)結(jié)構(gòu),從而有效地改善住宅室內(nèi)熱環(huán)境的條件。 </p><p>　　4.建筑的外墻及材料的合理選擇 </p><p>　　無論是冬季保溫還是夏季隔熱,都主要是通過墻、屋頂、門和窗等圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱及空氣滲透。在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計中主要要注意以下幾點(diǎn)。 </p><p>　　4.1 外墻節(jié)能:墻體是建筑外圍護(hù)結(jié)

15、構(gòu)的主體,其所用材料的保溫性能直接影響建筑的耗熱量。現(xiàn)階段山東地區(qū)多層建筑砌體結(jié)構(gòu)的承重外墻以240厚燒結(jié)磚為墻體主要材料，非承重建筑外墻一般使用加氣混凝土砌塊，這種材料導(dǎo)熱系數(shù)較低，約0.2，可很大程度上降低墻體傳熱系數(shù)。 </p><p>　　4.2 屋面節(jié)能:現(xiàn)在,許多高效保溫材料已經(jīng)開始應(yīng)用于屋面,如山東地區(qū)最常用的擠塑聚苯板，此種材料具有傳熱系數(shù)低、憎水性好、抗壓強(qiáng)度較高等諸多有利于節(jié)能方面的優(yōu)點(diǎn) ?？?/p>

16、而言之,屋面節(jié)能措施的要點(diǎn)是:①屋面保溫層不宜選用吸水率較大的保溫材料以防屋面濕作業(yè)時因保溫層大量吸水而降低保溫效果,如果選用吸水率較高的保溫材料,屋面上應(yīng)設(shè)置排氣孔以排除保溫層內(nèi)不易排出的水分;②屋面保溫層不宜選用密度較大、導(dǎo)熱系數(shù)較高的保溫材料,以免屋面重量、厚度過大。另一方面，屋面隔熱層設(shè)計應(yīng)根據(jù)地域、氣候、屋面形式、建筑環(huán)境、使用功能等條件，采取種植、架空和蓄水等隔熱措施。 </p><p>　　4.3

17、合理選擇門窗材料 </p><p>　　外門窗是住宅能耗散失的最薄弱部位,其能耗占住宅總能耗的40%。因此,我們在保證日照、采光、通風(fēng)、觀景要求的條件下,盡量減小住宅外門窗洞口的面積,提高外門窗的氣密性,減少冷風(fēng)滲透,提高外門窗本身的保溫性能,減少外門窗本身的傳熱量。根據(jù)《嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》JGJ 26-2010的規(guī)定，窗墻比是指住宅窗戶洞口面積與房間立面單元面積（即建筑層高與開間定位線圍城的面

18、積）的比值,規(guī)范對嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)不同朝向的房屋窗墻比做了嚴(yán)格的規(guī)定,如山東地區(qū)處于寒冷地區(qū)，按照規(guī)定北向的窗墻比不應(yīng)超過0.30、東向和西向的窗墻比不應(yīng)超過0.35、南向的窗墻比不應(yīng)超過0.50。 </p><p><b>　　5.結(jié)語 </b></p><p>　　綜上所述,住宅建筑節(jié)能是一項系統(tǒng)工程,它不但與建筑的規(guī)劃與設(shè)計密不可分,而且還涉及其他許多方面,如新材

19、料、新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用,再生能源的開發(fā)和利用,設(shè)備設(shè)計、管理等,只有對它們進(jìn)行綜合考慮,才能做到節(jié)約能耗,提高熱效率,達(dá)到節(jié)能的目的。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]付祥釗.建筑節(jié)能技術(shù)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2002. </p><p>　　[2]王立雄.建筑節(jié)能[M].北京:中國建