浅谈居住建筑节能设计策略

浅谈居住建筑节能设计策略

　　建筑节能是一个长期的过程，不可能一次就能达到最佳状态。那么，居住建筑节能设计策略是?

　　【摘要】节能环保问题是当前人们关注的重点问题，对于建筑能耗而言，也在经济发展中长期困扰企业发展的主要问题。对于我国来说，尽管地大物博，但人口众多，人均资源占有率相对较低。随着人们生活水平的不断提高，对建筑低能耗的要求也越来越高。本文主要针对夏热冬冷地区建筑节能设计的要求进行分析，对居住建筑节能设计的方法及节能效率进行分析。

　　【关键词】建筑节能;低能耗;设计策略

　　前言

　　夏热冬冷地区夏季较为闷热，而冬季则较为寒冷，该地区的建筑热湿环境也相对较差，居民在夏季投入的降温费用及冬季的取暖费用都比较高，所以需要针对建筑进行节能设计，是建筑具有低能耗的特性，降低居民的降温及取暖费用。在建筑能源利用方面，我国的能源利用率相对较低，仅采暖、照明、空调及加点等设施消耗的资源占据我国整体能源消耗的30%以上。可见，居住建筑节能设计在社会可持续发展中肩负着重要的功能。

　　1居住建筑节能设计理念

　　建筑节能是一个长期的过程，不可能一次就能达到最佳状态。根据我国建筑节能工作的发展情况来分析，当前建筑节能设计主要针对以下几个方面开展：①对气候环境因素要加以利用。在设计中对有利条件要争取利用，对不利因素要尽可能的避免，使建筑与自然环境融为一体，满足人们对建筑环境的需求。在不同地区建筑节能设计时，要结合当地的气候特点，重视自然采光与通风，对建筑空调、采暖系统的特点和气候条件要兼顾。②改进当前建筑材料、设计及构造中能耗较好的环节，在经济条件许可的条件下，发挥建筑节能的作用。③对建筑进行设计过程中，要将节能降耗的思想贯彻其中，对新的节能技术要不断应用，向超低能耗、无污染的建筑发展方向发展。

　　2建筑平面节能设计策略

　　2.1建筑选址

　　对日照的充分利用是建筑选址中的首要条件。日照关系到人类的生存、热工效率及身心健康，在居住建筑内部空间设计中，对日照条件要争取利用，包含日照质量、日照时间等方面。居住建筑规划中，要选择向阳的地段，以南北向为主，对日照条件加大利用，为了对日照间距的要求进行满足，各地区也都有相应的日照间距标准。对于建筑物冬季防寒保温性能而言，冷空气度建筑外围护体系的渗透影响室内保温想能，特别是寒冷的冬季，建筑选择要尽可能的`选择在避风位置，可用错落交织的布局结构防止风影效应，建筑围护体系节能、保温、门窗洞口设计中，依据建筑围护体系不同部位风压分图作为依据。

　　2.2建筑布局

　　对居住区整体布局要充分考虑，做到不同间距、角度、体量及道路走向的建筑物组合布局，对日照及自然通风条件充分利用，从而形成夏季不同的热量盈余与冬季不同的热量需耗。居民取风向、风速受道路走向的影响较大，在住宅群与道路之间，气流多以垂直方向、速度较小的管状气流为主，不容易穿越建筑物，所以对住宅群体不同体量、形状的布局与组合要充分考虑，使高层住宅与地层住宅错落排列，利用住宅区的植被、道路等形成自然通风和流动气流。保证冬季建筑物室内保持热量，放置冷风进入建筑物内，而在夏季又能形成穿堂风，达到自然降温的目的。合理进行建筑布局，使居民取形成微气候环境，实现人工生态系统的平衡，有利于建筑能耗的降低，节能效果的实现。

　　2.3建筑位置及朝向优化

　　在建筑布局方面，需要对城市环境的影响进行考虑。对容积率要合理选择，如果容积率过高，那么建筑对日照的需求就难以满足。日照辐射能量非常大，但建筑如何有效利用日照能源，是建筑节能设计中需要重视的问题。城市规划中，要对日常加以重视，对建筑的朝向与位置合理确定，确保每一栋建筑都能获得充足的太阳辐射热能，所以建筑节能中与建筑方位有直接关系。2.4窗墙比控制所谓窗墙比，指的是建筑各方向的开窗面积与对应朝向外表面的比值。众所周知，窗户的传热系数高于同面积保温墙体3~6倍，而相同墙体面积的热量损失要比窗户损失的能耗高24倍以上，所以，如果其它条件不变，窗墙比越大，损失的能耗也就越多。所以，基于降低能耗、节约能源的角度考虑，在满足使用需求的条件下，对居住建筑窗墙面积比要合理控制。通常而言，对窗墙比进行确定时，主要按照建筑所在地区的夏季与冬季日照情况及季风情况作为依据，同时考虑开窗需求面积、室外空气温度、室内采光需求及建筑能耗占比等因素综合考虑，通常情况下，窗墙比控制在0.2~0.5之间。

　　3建筑主体节能设计

　　3.1外墙节能设计

　　外墙保温大致可分为外保温、内外温及夹心保温三大类。内保温是在墙体内侧设置保温层，该方法属于传统保温方式，造价较低且施工简单，但在热桥处理中容易出现问题，如冻融或浸渍等容易时保温隔热墙面开裂、发霉等。所以该保温方式主要作为外保温的补充方法，一般不单独使用。夹心保温在墙体内、外两侧墙片之间设置保温材料的方法。墙体可为混凝土空心砖砌块、粘土砖等，此类墙体材料的耐候性及防水性能较好，所以对保温材料要求也不高，一般的岩棉、玻璃棉及聚苯乙烯即可。且在施工条件及施工季节方面也不受影响。在夏热冬冷地区，由于此类保温墙体的厚度较大，并且内外墙需要连接件连接，施工工艺复杂，存在热桥，无法充分发挥保温材料的效率等。外墙保温是在墙体外侧设置保温层的方法，不存在热桥，对墙体受温度的变形应力也能降低，所以该保温方法的应用比较广泛。因为是在墙体外侧设置保温材料，所以建筑各部位冷、热桥的影响基本可消除，保温材料的保温效能能够充分发挥出来。与内保温及夹心保温方法相比，保温材料相同的条件下，外保温所需的保温材料厚度较小，实现节约材料的目的。外保温使墙体保温隔热性能提升，室内热能传导损失减少，室内热稳定性提高。此外，雨雪风霜对外墙体的侵蚀作用也减少，墙体防潮性能提高，避免了室内墙体出现结露、霉斑等现象。由于保温材料在墙体外侧，保温材料内的毒害物质对室内环境不会造成影响。外保温材料中，主要有挤塑聚苯板、膨胀聚苯板、酚醛树脂、硬泡聚氨酯及岩棉板等。随着建筑防火需求的提高，部分耐火性能差的保温材料也逐渐被禁用，诸如HX隔离室防火保温板等新型防火保温材料的应用逐渐增多，建筑外围保护结构应用热工性能较好的材料，可实现降低能耗的要求，实现建筑节能的需求。

　　3.2门窗幕墙

　　玻璃幕墙与玻璃门窗是建筑通风、采光的通道，由于经窗户损失的能耗非常大，为了降低建筑能耗，可从以下措施减少能耗损失：首先，应用中空玻璃。中空部分厚度不低于9mm，在幕墙中使用时，厚度不能低于9mm，适合厚度为12~20mm之间。为了使保温性能进一步提升，可使用Low-E中空玻璃，也较低辐射玻璃，其中充有惰性气体，在玻璃面镀多层化合物或金属构成膜系产品，具有较好的透光性与隔热性。在门窗材料方面主要采用塑料型钢、金属-木复合型材、玻璃钢型材等，幕墙可用断热型材、隐框结构及断热连接固紧件，降低热桥效应。

　　3.3屋顶

　　屋顶节能设计中，主要针对太阳辐射热的隔离为主，降低太阳直射，通过架空屋面、设保温隔热层、安装太阳能热水器、浅色屋面及种植植物等措施处理。还可设计蓄水屋面、通风屋面等方面，降低空调冷负荷，实现夏季降温费用的节约。在夏热冬冷地区，屋顶保温材料主要使用挤塑聚苯板，该材料内部为独立的密闭式气泡结构，是一种吸水率低、抗压高、不透气、防潮、抗老化、耐腐蚀的优质材料，导热系数较低，能够实现节能降耗的目的。如图1所示，改变屋顶传热系数对整栋建筑节能效率的影响中，对顶层影响较大，而对地层以下影响较小，也综合分析，也具有较好的节能效果。

　　4结语

　　冬冷夏热地区居住建筑节能措施和途径还有很多，在诸多节能措施中，要合理选择节能方案，既要能够降低能耗及资金的投入，还要保证节能效果的最大实现。除了对自然条件充分利用外，在建筑材料、空间、结构等设计方面，也要合理布局，同时，对可再生能源的利用也是建筑节能设计中的关键点，是夏热冬冷地区居住见着发展的一个主要方向。

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