上海天功建筑设计有限公司 上海 201821
摘要：我国建筑能耗在各行业中居首位。建筑节能设计对我国节能减排工作具有重要意义。优秀的节能建筑设计，可以有效地提高住宅建筑的节能效率，节约居家生活成本，有利于国民经济的可持续发展。节能住宅需要通过合理的建筑设计，为居民提供健康、环保的生活空间。
关键词：住宅建筑设计；节能措施；应用
前言
《国民经济和社会发展第十三个规划（草案）》提出：加快新型城镇化步伐，推动更多的人口融入城镇，到2020年常住人口城镇化率达到60%。另外公有房及廉租房的实施，城市住宅建筑业迅速发展，使建筑耗能越来越高，在社会总能源中居首位。有报道，我国住宅建筑中能耗约占社会总能耗的30%，比发达国家高出2~3倍。因此住宅建筑节能设计的研究显得更为重要。
1我国住宅建筑节能的必要性
由于城镇化的高速发展，我国目前住宅建筑以每年新增近20亿m2的速度快速增长，建筑能耗也逐年大幅度上升。但是许多建筑项目设计时缺乏科学的环境保护理念，开发商为了追求土地利用率最大化，往往按最大容积率设计，导致小区住宅朝向不合理，户型不合理，通风采光效果差；在建筑材料上没有选用节能材料，住户未来使用成本提高；建筑内部水电的设计缺少节能设备，从而使能源消耗增大。我国是住宅建筑大国，国民经济的快速发展及人民生活水平的提高，能源问题日益突出，建筑能耗又占据全社会能耗的首位，更显住宅节能的重要性。如果在住宅建筑设计中坚持节能理念，通过合理科学的设计，可改变过去通过消化能源调节室内温度的方式，降低能耗，利于环境的可持续发展。目前政府已提出“节能省地型住宅”，“十三五规划”中已将“绿色”作为建筑设计的一项重要原则，许多强制性标准和规范已逐步实施，建筑节能的理念蕴含在实现城市建筑可持续发展中。
2节能住宅设计工作的重点
2.1 资源的回收利用
住宅建筑节能设计首先应该关注资源的回收与利用。在进行住宅建筑节能设计时除了尽可能选对人体无害的建筑材料外，还应当关注建筑节能材料和节能技术的采用，比如建筑的墙体设计成XPS泡沫板与保温砂浆双重保温结构，环境温度调节采用全热交换器和除湿机等能量循环技术等等。由梁和柱以刚接或者铰接相连接而成，构成承重体系的结构，即由梁和柱组成框架共同抵抗使用过程中出现的水平荷载和竖向荷载的双层墙体结构可以大幅度的减少建筑能量的耗散；全热交换器能够对住宅建筑中的热量进行回收，并重新应用于住宅的环境温度调节。循环的热能循环系统还需要添加过滤器和抑菌器，收集空气中细小的尘埃、抑制霉菌等过敏生物繁殖，从而减少环境污染。
2.2 新能源的开发利用
新能源的开发利用也是节能住宅的设计的重点途径，目前多晶硅电池技术比较成熟，新能源的技术主要来自多晶硅电池板的采用。目前，我国除了对多晶硅电池行业进行不同程度的补贴，鼓励高效率多晶硅技术的开发外，还对多晶硅电池板产生的电上网提供便利。除此之外，国际上还在推广一种智能跟踪阳光的太阳房屋，所吸收的太阳能则相当于一般房屋的 2 倍，跟踪太阳所消耗的电力仅为太阳能发电用能的 1%，新能源的利用效果比较显著。
3工程概况
某住宅项目某标段的总建筑面积为8.4万m2，主要包括3层的联排别墅和18层的高层公寓，高层公寓房型主要为两房和三房。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为了可以达到住宅建筑的节能要求，需要对建筑进行节能设计，文章以本工程为例，对建筑节能设计进行分析和探讨。
3.1围护结构设计
住宅的建筑围护结构部件主要包括了内外墙、屋顶、门窗、地基、隔热材料、密封材料、遮阳设施等；其设计对建筑能耗、环境性能、室内空气质量与用户所处的视觉和热舒适环境有根本影响。因此，加强围护结构的保温隔热能力，会提高建筑节能效率。根据上海住宅节能建筑节能设计标准，建筑围护结构的传热系数（K）应满足下述要求：外墙≤1.0K；屋面≤0.80K；外窗≤4.7K；户门≤2.0K。
通过建筑各单体的节能设计软件分析计算，并与造价指标相结合，联排别墅的外墙采用发泡水泥板保温、高层公寓采用聚苯颗粒内外保温的方式。联排别墅墙体的构造从外到内的主要为5mm厚的水泥砂浆+发泡水泥板（厚度按单体计算）+12mm厚的水泥砂浆+200mm厚的轻质蒸压灰砂空心砌体，外墙装饰主要采用文化砖及文化石；高层公寓墙体的构造从外到内的主要为5mm厚的水泥砂浆+45mm厚的聚苯颗粒（墙外保温）+12mm厚的水泥砂+200mm厚的轻质蒸压灰砂空心砌体+10mm厚的聚苯颗粒（外墙内保温），外墙饰面主要为基座干挂石材和真石漆涂料。外墙外表面材料在色彩上选用了浅色系，这样减少了墙面在夏季太阳的辐射吸收。为了防止居住在最顶层的住户受到夏季酷暑冬季寒冷的影响，住宅建筑屋面也运用了隔热的保温方法。本项目联排别墅主要采用了发泡水泥板（厚度按单体计算）、高层公寓为发泡水泥板（厚度按单体计算）的屋面保暖措施。联排别墅屋面为坡屋顶的造型，其构造层由上至下逐次为西班牙筒瓦+细石混凝土保护层+防水层+保温层+找平层+屋面钢筋混凝土顶板。高层公寓为平屋面，除最上层不是筒瓦外，其它构造基本同联排别墅。在外门窗（含阳台）的设计方面，主要运用了双层中空low-e玻璃，南向外门窗更是采用了断桥隔热铝型材门窗框。户门则主要使用了具有保温、防盗窃等多功能的钢质乙级防火防盗门，双层门板中间填充了15~18mm的矿棉板。
3.2建筑能耗设计
3.2.1建筑物耗热量、耗冷量及耗电量的设计
建筑物耗热量指在采暖期室外平均温度条件下，为保持室内平均计算温度，单位建筑面积在单位时间内消耗的需由室内采暖设备提供的热量（单位：W/m2）。建筑物耗冷量指在空调降温期室外平均温度条件下，为保持室内平均计算温度，单位建筑面积在单位时间内消耗的需由空调设备提供的制冷量（单位：W/m2）。建筑物耗电量指由建筑物的耗热量或耗冷量指标根据设备能效比，计算得出的单位建筑面积的电能耗数（单位：W/m2）。建筑物耗热量、耗冷量及耗电量通过建筑节能综合指标计算，本项目设计建筑的采暖和空调年耗电量小于等于参照建筑的采暖和空调年耗电量，达到了《上海市居住建筑节能设计标准》（DGJ08-205-2015）的节能要求。另外，建筑中使用的采暖、空调降温设备，也应采用能效比高的热泵冷暖两用空调，取代能效比低的电暖气级其他设备；建筑中公共部位照明采用节能型管型荧光灯和白炽灯。
3.2.2新型能源利用的设计
新型能源的利用包括了太阳能热水、地源热泵、光伏及空气源热泵等系统。本项目联排别墅采用了太阳能热水系统。
（1）太阳能热水系统的定义
太阳能热水系统的是指利用太阳能集热器采集太阳能量，在阳光的照射下使太阳的光能充分转化为热能，通过控制系统自动控制循环泵或电磁阀等功能部件将系统采集到的热量传输到大型储水保温水箱中，在匹配当量的电力、燃气、燃油等能源，把储水保温箱中的水加热并成为比较稳定的定量能源设备。
（2）实际项目运用情况
太阳能是取之不尽、用之不竭的自然能源，但自身也受制于自然气候的影响，在高端用户对热水使用舒适性、保障性的较高要求情况下，存在着不足。本项目采用“太阳能+燃气炉”别墅热能中心系统，既解决了太阳能优先利用、最大化利用的目标，又将燃气炉与太阳能系统有机结合起来，在任何气象条件下，都能保证热水源源不断的供应。通过建筑前期设计，在结合外立面效果的前提下，在屋顶设置集热板，并在设备平台上放置集热水箱。本系统的储水箱底部盘管与太阳能集热器循环，为储水箱主热源，辅助热源为燃气热水器，水箱水温不够时，水箱出水进炉子继续加热至设定温度，水箱水温满足用水要求时，水箱出水直接至用水点，热水转换通过转换装置自动控制。太阳能水箱进水口处需预留冷水补水接口，在水箱热水出水口处需预留热水管接口，此热水管另一端预留至燃气壁挂炉冷水进口接口下方，室内生活热水从燃气壁挂炉热水出口处接至各用水点。
结束语
在实际的住宅建筑节能设计中，根据建筑本身的特点，设计人员不但要对其进行多方面全方位的综合性考虑，还要根据住宅建筑的使用需求、质量需求以及节能需求进行系统化的建筑设计，才能规划和设计出既科学又合理的住宅建筑。在住宅建筑设计中，只有重视并加强节能措施的应用，才可以实现建筑行业的可持续发展。
参考文献：
[1]段鹏.节能措施在住宅建筑设计中的应用[J].山西建筑，2018，44（12）：179-180
[2]李玉兰，张子平被动式节能技术在不同气候区的适用性分析[J]节能，2017，（7）：53-55.
[3]罗健光．住宅建筑设计中的节能材料分析探讨[J].建筑工程技术与设计，2016，（7）：614.
论文作者:潘凤
论文发表刊物:《防护工程》2019年9期
论文发表时间:2019/8/6
标签：住宅论文; 建筑论文; 节能论文; 建筑节能论文; 太阳能论文; 建筑设计论文; 水箱论文; 《防护工程》2019年9期论文;