城市住宅建筑节能设计

2015-10-31徐元浩

建材与装饰 2015年20期

关键词：保温层围护结构建筑节能

徐元浩

（浙江众城建筑设计院有限公司温州分公司　325000）

城市住宅建筑节能设计

徐元浩

（浙江众城建筑设计院有限公司温州分公司325000）

随着我国城市化进程的快速发展以及越来越大的住宅建筑的市场需求，人们现在已经不再满足于住宅的生活品质，所以住宅建筑的节能环保就受到了人们的高度关注。这使得城市住宅建筑在设计的时候就要充分考虑到节能环保等因素，从而使现代化的住宅建筑不仅符合人们对生活品质的要求，更能满足人们对住宅建筑节能的需要。

城市住宅；建筑；节能设计

引言

目前我国的建筑能耗大概占全国总能量的1/4，占据了首要位置。随着我国建筑行业的急速发展，急需大量的建造以及运行使用能源，特别是建筑的采暖和空调耗能。建筑节能一直是我国节能工作的重要组成部分，它涉及许多方面，包括建筑的采暖和空调耗能，所以重视并且研究建筑物的节能设计问题已成为建筑节能的当务之急。

1　城市住宅建筑节能设计的相关问题

1.1城市住宅建筑节能设计存在的问题

虽然我国的住宅建筑节能设计方面已经取得了傲人的成绩，但许多无法忽略的问题仍存在于城市住宅建筑节能设计中。例如，建筑节能设计的方式单一，没有相对与众不同的设计手段和方式，在很多情况下只是单纯的对房屋外围护机构进行强化保温；城市住宅房屋的热工参数仅仅凭借供货厂家提供的说明书等理论数字进行选取，没有有效可行的检测方法和可信的数据；城市住宅建筑节能设计大多都会采用保温或者是采光效果较好的材料，往往忽略了建筑施工的成本，增加了房屋建设成本，偏离了节能住宅的要求，所以，许多地方的建筑开发商都选择了变更建造中的建筑节能设计，导致建筑节能一直无法真正的落实。在我国一些住宅建筑节能发展前期的城市，它们的建筑节能技术和节能产品总让政府和相关企业担心，都觉得不能满足节能需求，从而无法有效地展开并且推进城市住宅建筑节能工作。

1.2城市住宅建筑节能设计的重要性

伴随着我国不断加快发展的城镇化进程，城市化住宅建设规模也越来越大。我国现阶段的建筑能耗在整个商品能耗中占据很大的比重，尤其是在我国改革开放之后，更是变化巨大，它所占的比重跟随着国民经济的快速发展以及人民生活水平日益提高也在不断的加大。但是前期的住宅建筑因为一味的强调低廉的建筑造价，没有关于建筑热工和建筑节能等方面的国家或地方标准规范可以参考，导致现阶段的城市住宅建筑的围护结构不科学，严重阻碍了建筑本身的固有功能和居民的舒适度的发展，导致住宅采暖、空调等方面存在耗能偏高的现象。但是通过更新建筑保温内部结构、建材和工艺，保温效果将会得到明显的提升，所以，现阶段不仅很有必要开展住宅建筑节能设计，而且这方面会存在巨大的发展潜力。

2　城市住宅建筑节能设计应对策略研究

2.1完善建筑规划设计

在建筑的规划阶段，要谨慎考虑建筑物的间距、朝向以及其他影响节能的因素，从而更好的优化室内热环境。在建筑的平面布局上，朝向选择是非常重要的一个步骤，夏季要尽量避免太阳直射室内或者外墙面，要保持良好的通风状态，相对应的冬季则要有适量的阳光进入室内，防止遭受冷风吹袭。所以，无论是从节能还是从热环境方面考虑，建筑一般都是南北向或接近南北向，应尽量避免东西方向。例如，某些方位的住宅不是南北方向的，那么至少要保证主要房间设在冬季朝阳或背风的地方，降低围护结构的散热量。同时，注意建筑间距和节能之间的联系，从而使建筑南墙的太阳辐射面积在整个采暖季节中，不会因为其他建筑物的遮挡而减少。但每一个不同的城市都有其不同的最佳朝向以及适宜朝向，如表1。

表1　我国主要城市住宅建筑最佳朝向和适宜朝向

2.2优化围护结构墙体设计

高层建筑外围护墙体耗能量在整个建筑耗能中占据很大的比例，这个比例大约为1/4，建筑的形体的变化会导致建筑外露面积，这是主要因素耗能会随着体形系数的增加而增加。国外的一些圆塔形的高层建筑，譬如坐落于美国洛杉矶的好运饭店以及法国戴高乐机场候机楼，或者是纽约第三大街53号办公楼，都是参照的这个原理，这样能使建筑外露面积偏小一些。所以，在考虑能量损耗的基础上，高层建筑的建设最好不要有过多并且复杂的形体变化。围护结构的主体部分是外墙，高层建筑的围护结构和砖石结构房屋不同，前者是钢筋混凝土框架或剪力墙结构承重，采用围护结构这类填充材料，能够更好地减轻荷载。围护结构的材料布置有外侧和内侧两种，处于同一气候下的寒冷地区，采用不同层次的材料布置所取得的保温效果也是完全不同的，为了防止墙体产生冷凝水，在外侧设置保温层会好一些，同时也更加的稳妥。

2.3屋面节能设计

在充分考虑住宅建筑外围护的节能设计之后，还应进一步的加强屋面隔热保温效果。①在进行保温层的挑选时，要选择导热系数较低并且密度较小的材料，防止屋面的厚度和重量过大。②要控制好保温层的吸水率，保温层的效果会随着保温层吸水量的增加而逐渐变弱，如果所用材料的吸水率偏高，则应在屋面上设置针对的排气孔，排除保温层里无法排出的水分。目前，膨胀珍珠岩保温层不仅能弥补常规屋面保温材料存在的缺点，而且又不污染环境，并且价格成本低廉、施工简单方便。

2.4门窗节能设计

在城市住宅的建筑中，门窗部位是最容易导致能量消耗的部位之一，其能耗占总能耗的比例较大，一般情况下，在保证观景、通风、采光、日照等要求都能够满足的基础上，应尽量减少住宅外门窗洞口的面积，提高外门窗的气密性，减少冷风渗透，提升外门窗本身的保温性能，减少外门窗本身的传热量。

2.4.1控制窗墙之间的比例

城市住宅窗墙之间的比例就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（采暖居住部分）》（JGJ26-1995）对不同朝向的住宅窗墙比做了严格的规定，指出“北向、东向和西向、南向的窗墙比分别不应超过20%、30%、35%”。

2.4.2提高住宅外窗的气密性，减少冷空气渗透

例如设置泡沫塑料密封条，要使用新型的并且密封性能良好的门窗材料，而门窗框和墙间的缝隙可以使用弹性松软型材料（如毛毡）、弹性密闭型材料（如聚乙烯泡沫材料）、密封膏及边框设灰口等密封；橡胶、橡塑或泡沫密封条则可以用于框与扇的密封；密封条、高低缝及缝外压条等则可以用在扇与扇之间的密封，同时可用各种弹性压条密封扇与玻璃之间缝隙。

2.4.3改善住宅门窗的保温性能

户门与阳台门的保温性能要满足防火、防盗的要求，在门的空腹内填充聚苯乙烯板或岩棉板，从而增加绝热性能。窗户采用钢塑复合窗或者塑料窗是最好的，这样可以避免金属窗产生的冷桥，可设置双玻璃或三玻璃，并积极选用中空玻璃、镀膜玻璃，有条件的住宅也可以使用低辐射玻璃。

2.5住宅建筑内部保温节能墙体设计

①墙体结构，即预制品或者现浇混凝土的外墙部分，也指砖混结构或内浇外砌的砖墙部分。②空气层，空气隔离层在城市住宅建筑中是比较常见的，能够起到很好隔热保温的作用。③保温隔热层，它是城市住宅建筑的节能墙体的主要功能部分，金属、无机和有机是较为常见的三类绝热材料。在选择时应考虑周全它的燃烧性能、蒸汽渗透率、抗压强度、导热系数等因素。④保护层，它不仅能够防止保温层受到破坏，同时还能防止室内产生水蒸汽。综合考虑环保、抗冲击以及防火等条件，A级无机防火材料是最适合用于保护层的主要材料。⑤饰面层，A级无机防火材料同样适合饰面层，当然在饰面层利用粘贴瓷砖、内墙涂料的方法同样能够有很好的效果。通过综合考虑所在城市的地理和气候环境，以及借鉴成功与失败的经验，组合优化，新开发出来的住宅建筑墙体内部的保温板具备呼吸、抗震、防潮、抗冲击、隔音、隔热、保温等优点，并已经在部分城市住宅建筑工程中得到很好的应用。