随着我国社会主义现代化建设的高速发展，能源短缺问题的日益加剧，以及可持续发展观的深入人心，节约能源的问题已受到我国和全世界许多国家的普遍关注的热点，为了实现我国可持续发展战略，建筑节能势在必行。探讨住宅建筑节能技术在规划设计、围护结构设计及工程设计中的应用意义重大。
建筑是用能大户，建筑节能是发展建筑业的需要。据调查显示建筑能耗占社会能耗的比重很大，我国住宅能耗是同类气候地区发达国家的3倍左右，而且现有建筑中95%达不到节能标准，新建建筑达到节能标准的仅不足20%。随着我国新的节能标准为确保实现节能50%的目标的实施，节能成为我国住宅建设的当务之急。建筑节能就是采取保温、隔热、密封等措施，让建筑在使用过程中减少对煤、电等能源的消耗，节能设计要有利于施工和围护，尽量应用节能技术措施，最大限度减少建筑物能耗量，以获得理想建筑节能效果。住宅建筑节能设计应注重以下几个方面。
1.住宅建筑规划中的节能设计
1.1合理确定建筑朝向和平面形状
选择合理的建筑物朝向是一项重要的节能措施。实测表明：在其他条件相同情况下，东西向板式多层住宅建筑的耗能量要比南北向的高5%左右。现代住宅设计中，建筑的朝向应根据住宅内部房间的使用要求、当地的主导风向、太阳的辐射、建筑周围的环境以及各地区的气候等因素，通过调查、研究、分析、评价来确定。一般来说，我国住宅最适宜的建筑朝向为南略偏东或西。对于气候炎热的南方地区，应考虑住宅建筑的长轴方向垂直夏季主导风向，而北方冬季寒冷，住宅建筑的长轴方向应平行冬季主导风向，以防止冷空气渗透量的增大。住宅建筑的平面形状，应在体积一定的情况下，采用外围护结构表面积小的建筑。因为外表面积越小，冷负荷越小，能耗越小。
1.2合理规划平面布局及控制体形系数
居住区住宅的平面布局有周边式、自由式和行列式3种。周边式太封闭，不利于风的导入；自由式多在受地形限制时采用；行列式是最常见的形式，有并列式和错列式布局的变化，在某些地形中，还会出现斜列式布局。为了促进通风，居住区布局应尽量采取行列式和自由式，从建筑防热的角度来看，行列式和自由式都能争取较好的朝向，使大多数房间能够获得良好的自然通风和日照，其中又以错列式和斜列式的布局较为好。
在立体布置方面，应采取“前低后高”和有规律的“高低错落”等建筑手法，从而有效地挖掘环境的节能功能，同时又可打破居住区单调、呆板的效果。
体形系数是建筑物围护结构的外表面积与其所包围的建筑体积之比。比值越大，能耗就越多。研究资料表明：体形系数每增加0.01，耗热量指标增加2.5%。因此，正确处理建筑形式多样化与节能的关系，是建筑设计中应当引起重视的问题。一般讲，6层左右的建筑物对建筑节能较为有利。另外，建筑物的外形越简单，其外表面积越小，热交换量亦越少。因此，建筑物的造型宜简洁、完整，尽量避免复杂的轮廓线。
1.3合理的套型平面
在住宅单体套型方案设计时，要从节能的角度、提高舒适性及家居生活的规律出发，合理进行各房间功能分区。一般应将家庭人员主要活动的且停留时间长的客厅、主卧室等布置在南向，厨房、卫生间等布置在朝北和东西向。这样使主要居室在冬季能获得充裕的阳光；套内每个房间均要有直接对室外的窗，前后房间的门窗尽量相对设置，为自然采光和夏季组织穿堂风创造条件；炎热地区可采用内天井或外天井住宅套型平面，利用高差和热压差形成自然通风，以此改善室内的微小气候。
1.4绿化布置
良好的居住区绿化，不仅能美化环境，而且能起到调节居住区小气候、改善建筑室内环境、节约建筑能耗的作用。居住区绿化应注意几点：一是要以地面绿化并以种植灌木为主，有条件的地方可引入水景；二是要在临近住宅的东、西、南面的适当位置种植一些高大的落叶乔木，这样夏季遮阳，冬季不遮挡阳光，有利于朝阳居室的节能；三是要根据实际情况对墙面、阳台进行垂直绿化。这样，一方面能丰富居住区的景观环境；另一方面能减少建筑与空气直接接触的外表面积，形成一种冬季保温、夏季隔热，又可增加绿化面积的复合型围护结构，从而有效地改善住宅室内热环境的条件。
2.建筑外墙的节能设计
墙体的耗热量要占建筑采暖热耗的30%以上。因此，改善墙体的传热耗热量将明显提高建筑的节能效果。其措施有：
2.1改善砌体的保温隔热性能
在材料选择时，采用新型节能砖，如多孔黏土空心砖、加气混凝土砌块、混凝土空心砌块等类型的材料，使其集承重和保温隔热于一体；也可利用当地出产的浮石、火山渣及其他轻骨料或工业废料生产多排孔轻质砌块，用保温砂浆砌筑，有节能、节地效果。
2.2对墙体采取保温隔热措施
即采用外墙外保温技术和外墙内保温技术，构成复合墙体。目前，外墙外保温技术应用比较广，它不但解决了外墙热桥的问题，而且具有增加室内使用面积，方便室内二次装修等优点，目前使用较成熟的几种外墙外保温方案有：外贴聚苯板保温、外贴硬质聚氨酯泡沫保温、胶粉聚苯颗粒保温浆料、夹心聚苯板外墙保温、钢丝网架岩棉夹心板外复合保温等。外墙内保温有饰面聚苯板内保温复合外墙和纸面石膏板内保温复合外墙。
2.3寒冷地区住宅室内沿外墙周边地面的保温设计
沿外墙周边的室内地坪和其以下的外墙如不采用保温措施，其外墙的内侧墙面以及墙角在冬季易出现结露，从而使得地面的热传导损失增加，甚至地坪被破坏，影响正常的使用。因此，在实际工程中可采用以下措施：一是沿外墙周边的室内地面垫层以下设置一定厚度的松散状或条板状、且有一定抗压强度、吸湿性小的保温材料，如0.5m厚炉渣等；二是对外墙室内地坪以下的墙体在内侧或外侧加50～70 mm厚的聚苯乙烯泡沫塑料板，从而保证住宅室内的热稳定性和控制寒冷地区采暖能耗。
3.门窗的节能设计
门窗是薄壁轻质构件，通过门窗传热和其缝隙空气渗透的耗热量约占整个住宅建筑耗热量的50%，因此，外门窗是住宅建筑节能的重点。
3.1合理控制窗墙面积比
窗墙面积比是指住宅窗口面积与房间立面单元面积的比值。《民用建筑节能设计标准》对不同朝向的住宅窗墙比作了严格的规定，指出北向、东西向、南向的窗墙面积比分别不应超过0.25、0.3、0.35。因此，从地区、朝向和房间功能出发，应选择适宜的窗面积，同时应强调东西南北开窗有别，是通过减少北侧窗的面积来减少热量的损失。
3.2提高外门窗的气密性
提高外门窗的气密性，是减少室外冷热空气渗入室内的一个重要措施。如采用平开门窗和大块玻璃窗扇，以减少扇与框、扇与扇、扇与玻璃间的缝隙，并在缝隙中嵌入密封胶条；在门窗框与墙间的缝隙，用保温砂浆或泡沫塑料等材料来填充密封，使从门窗渗入的冷空气减少，提高气密性。
3.3使用新型材料，改善门窗的保温性能
采用热阻大、能耗低的节能材料制造的新型保温节能门窗如塑钢门窗可大大提高其热工性能。同时还有特别注意玻璃的选材，单层玻璃本身的热阻很小，在寒冷地区可采用双层或三层玻璃。随着科技的飞速发展，目前已开发出一
些新型的节能玻璃，如中空玻璃、吸热玻璃等，在造价允许的条件下应积极采用。
4.屋顶的节能设计
屋顶耗热量约占整个住宅建筑耗热量的7%～8%，有数据表明：夏季顶层室内的温度要比其他层高约3℃左右，因此，屋面的保温隔热也不容忽视。在有条件的情况下，可以采取以下措施。
4.1高效保温材料保温屋面
这种屋面保温层选用高效轻质的保温材料，保温层为实铺。目前我国主要采用的保温隔热材料有加气混凝土条板、乳化沥青珍珠岩板、憎水型珍珠岩板、聚苯板等，均有利于提高屋面的保温隔热性能，从而取得良好的节能和改善顶层房间的热环境效果。
4.2架空型保温屋面
在屋面内增加空气层有利于屋面的保温效果，同时也有利于屋面夏季的隔热效果。架空层的常见规格做法为：以2～3块实心黏土砖砌的砖墩为肋，上铺钢筋混凝土板，架空层内铺轻质保温材料。
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4.3倒置型（外）保温屋面
外保温屋面是把保温层置于防水层之上，使保温层还起到了防水层的作用，这些材料必须保证防水和耐气温性能好，不易老化，以聚苯乙烯板为好。再在其上用混凝土预制块压住，不需黏结，方便维修，其价格也比较便宜。
4.4隔热屋面
可采用通风屋顶、阁楼屋顶、吊顶屋顶、植被屋顶、蓄水屋顶等进行隔热处理，提高屋顶的隔热能力以起到节能作用。
5.实践与体会
综上所述，住宅建筑节能是一项系统工程，它不但与建筑的规划与设计密不可分，而且还涉及其他许多方面，如新材料、新技术、新工艺的应用，再生能源的开发和利用，设备设计、管理等，只有对它们进行综合考虑，才能做到节约能耗，提高热效率，达到节能的目的。
住宅节能设计探讨（2）
随着城市建设的高速发展，我国的建筑能耗逐年大幅度上升，庞大的建筑能耗，已经成为国民经济的巨大负担。因此建筑行业全面节能势在必行，只有大力发展环保建筑设计才能有效地节约现有地球资源，才能走上节能、减排、低碳的可持续发展的道路。
我国目前建筑能耗状况
（1）现有和新增建筑量巨大，总能耗巨大，环境恶化。中国目前现有建筑的总面积约400亿平方米，预计到2020年还将新增建筑面积约300亿平方米，大约每年新增18亿～20亿平方米。建筑需用大量土地，在建造和使用过程中，直接消耗的能源占到全社会总能耗的30%左右，加上建材的生产能耗16.7%，约占全社会总能耗的46.7%。建筑用水占城市用水量的47%，使用钢材占全国用钢量的30%，水泥占25%。在环境总体污染中，与建筑有关的空气污染、光污染、电磁污染等就占了34%；建筑垃圾则占垃圾总量的40%。中国正处于工业化和城镇化快速发展阶段，要在未来15年保持gdp年均增长7%以上，将面临巨大的资源约束瓶颈和环境恶化压力。
（2）建筑用能效率低，单位建筑面积能耗高
与发达国家相比，中国住宅的单位采暖、制冷建筑面积要多消耗2-3倍以上的能源；中国建筑外墙热损失是发达国家同类建筑的3-5倍，窗的热损失在2倍以上。
1 节能住宅的概念
节能住宅是基于能源危机引发的人们对于生活方式、生活态度全面思考后提出的解决途径。节能住宅，是指通过科学的设计、采取新型材料来提高建筑围护结构（通常指外墙、屋面、外门窗和楼板）的热工性能，同时提高采暖、空调能源利用效率，最大程度的把室内自然温度控制在人体舒适温度范围内，从而为人类居住者提供健康、舒适、环保的居住空间，同时并利用各种可再生资源，使节能建筑的耗能降低。
1.1 目前的节能住宅其核心技术可概括为八大子系统
第一，外挂式外保温，采用外保温时，墙体不会生成露点和冰点，有利于提高外墙的防水性能，保持室温稳定，改善室内热环境质量。①外挂的材料有岩（矿）棉、玻璃棉毡、聚苯乙烯泡沫板（简称聚苯板）、陶粒混凝土复合聚苯仿石装饰保温板、钢丝网架夹芯墙板等。采用粘接料浆或专用的机械固定件将保温材料贴、挂在外墙上形成保温隔热层。②采用钢丝网架聚苯板的外保温，这是是近年发展的用于现浇混凝土多、高层住宅外墙的保温技术。此种技术外墙一次成活，拆模后与墙面和二为一。③采用保温料浆用于外墙保温，由于保温料浆用于外墙保温，对基层墙面平整度要求不高，易于在各种形状的基层墙上施工，施工工艺简单，能利用回收废旧聚苯板作为轻骨料、节能利废。
第二，混凝土采暖制冷系统。该系统将聚丁烯（pb）盘管预埋在钢筋混凝土中，是通过混凝土楼板冷（热）能辐射产生作用，可以说是最耐用的采暖方式。这种采暖方式舒适度高，能耗少费用相对也低。
第三，防噪音系统。通过外墙系统、alulux卷帘、楼板处理、同层后排水系统，防止来自室外、楼上、下水道的噪音。
第四，采光系统。通过天窗与外窗自然采光系统，增补或替代室内电灯光源--像新鲜空气或晒太阳一样，已经成为一种人们希望拥有的生活资源。
第五，健康新风系统。通过物理的负压式原理，强制排风，将新鲜空气自然引入室内，使室外和室内的空气进行充分交换，无须开窗即可保持室内新鲜空气不断更换。
第六，屋面保温系统。屋面采用倒置屋面保温系统，就是将强增水性的保温材料置于屋面的防水层上的屋面保温系统，保证了室内舒适度的均好性。
第七，水处理系统。小区设中水处理系统，将居民社区生活用水处理之后用于浇灌绿化带、冲洗和补充人工湖水，达到节水功效，实现减少水资源浪费。
第八，垃圾处理系统。垃圾处理系统有中央吸尘、食物垃圾处理和可回收分类垃圾周转箱三部分组成，具有资源化、无害化和减量化的优点，能够达到生活垃圾处理的资源化和无害化。
2 住宅建筑节能存在的问题
相关研究证明，中国住宅建筑能耗总量呈上升趋势，在能源消耗总量中所占的比例自20世纪70年代10%提高到近年的27.6%，近占我国总能量的25%～40%。如：我国大多数采暖地区的围护结构的热功能要比气候相近的发达国家要差很多，外墙传热系数是他们的3.5倍到4.5倍，外窗是2倍到3倍，屋面是3倍到6倍，而单位建筑面积能耗很高，能源利用率还相当低，仅为28%。因此，世界范围内的能源问题日益紧张，住宅建筑能耗日益增长，节能的意义十分重大。
住宅建筑能耗是指住宅建筑在使用过程中的能量消耗，主要包含建筑采暖、炊事、热水供应、空调、家用电器、通风等等。这其中主要以空调和采暖能耗最多。
3 住宅建筑节能设计分析
住宅节能设计是一个整体的设计，从住宅小区规划设计、住宅建筑单体设计、住宅建筑细部设计到环境控制系统，每个环节都会互相影响、互相制约。因而在做节能设计时，必需从全局出发，按因地制宜、整体设计和全过程控制的原则，结合气候、经济等方面的因素进行全面展开。 建筑体型会直接影响到房屋表面积大小，房屋的表面积愈大愈不利节能，在相同的建筑面积和容积的条件下，建筑体型愈接近正方形面积愈小。但在尽可能减少建筑的凹凸从而增加面积时，也不能将农村住宅全部建成“方盒子”，在条件成熟，可将独院独户建成多户联排住宅，户户之间的外墙就变成一面没有温差的内墙节能效果较显著。
4 住宅建筑节能的对策
住宅建筑节能主要是利用减少建筑物冬季失热量和夏季得热量来衡量，主要方法是：减少建筑物表面积以衣加强围护结构，来减少传热耗热量；加强门窗的气密性，来减少空气渗透耗热量。在冬季，在减少住宅建筑物总失热量的前提下，尽可能利用太阳辐射得热以及建筑物内部得热，来达到节约采暖设备供热量目的；在夏季，在减少建筑物得热的前提下，充分运用自然通风，降低空调耗电量，充分运用天然采光，使用高效率的灯具，降低照明耗电量等等。
住宅建筑设计中要注重建筑物的位置和朝向，尽可能使建筑物朝南，尽可能设计明室、明厅并且在南向房间使用大窗，来充分运用太阳光，在东西北三个方向开小窗，并且注意开窗位置，要利于自然通风。在对阳台外门窗屋顶要精心设计。住宅建筑节能设计与结构、供给排水、供暖、电气、通风等相关专业要密切配合，一起努力，实现节能目标。
优化住宅建筑构造设计，可以加大可再生能源利用，住宅建筑节能构造包括的种类很多，其中有包括外墙、屋顶、外窗、户门、分户墙、楼板、外窗遮阳等保温隔热的相关构造，而且还包含了住宅建筑节能、可再生能源利用设施以及住宅建筑匹配、协调等以及住宅建筑固定、安装细部构造等等，并且任何一种构造又包含了多种类型以及不同的材料，怎样根据当地气候条件、节能标准和经济发展情况，将各种各样的节能构造优化组合，进行动态综合评定，最终产生最佳节能效益，这是非常重要的工作，现在这项工作是采用实验室模拟和利用计算机软件模拟技术。运用可再生能源的设备种类有很多，比如太阳能热水器等，如果将这些设备与住宅建筑完美的结合在一起，既可以保证住宅建筑的美观和使用，又可以充分的发挥设备的最大使用效率。住宅建筑节能构造属于建筑构造的一部分，可以依据住宅建筑节能使用功的能要求，综合考虑住宅建筑节能的物质条件，根据建筑节能材料、建筑结构、建筑施工和建筑艺术等诸多方面因素的综合影响，来选择合理的构造方案，确定出安全实用的构造做法。
5 经验体会
总之，只要按照节能、环保新标准严格把好节能设计关，监督好施工节能用材关，就能有效提高居住建筑节能效率，降低建筑能源耗费，节约居家生活成本，为住户打造真正的环保节能、舒适、健康、方便的高品质住宅，为国民经济可持续发展做出贡献。
论文作者:周先
论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期
论文发表时间:2018/8/13
标签：住宅论文; 建筑论文; 节能论文; 外墙论文; 屋面论文; 建筑节能论文; 耗热量论文; 《基层建设》2018年第21期论文;