影响居住建筑节能设计因素的分析与研究曹晓琴

影响居住建筑节能设计因素的分析与研究曹晓琴

曹晓琴

上海华东建设发展设计有限公司上海200002

摘要：居住环境是人们的基本需求，在当前能源问题不断发展的紧张形势下，建筑物也应当在满足人们实际需求的基础上，提高居住建筑的节能设计质量。将居住建筑与我国生态社会建设融为一体是未来建筑行业发展的必然趋势。居住建筑作为城市建设最为基础的建设，在节能设计的方面或多或少有着可以借鉴学习亦或是不足的地方，本文就将对居住建筑节能设计方面做一些简单浅要的分析。

关键词：居住建筑；节能设计；影响因素；分析

1、前言

据统计，我国建筑用能约占全国能源消费总量的27.5%，其中居住建筑的用能随着生活水平的提高也在逐步增加，且在生态环境遭到破坏的背景下，能源问题日渐凸显，节能这一重要指标的达成也就显得至关重要，因此在建筑行业中强化节能措施势在必行。我国相关部门通过对居住建筑全过程的研究，制定了相关的居住建筑节能设计标准，对居住建筑过程中形成的能源消耗都做出了明确的规定，严格依据相关标准进行建筑施工，便能实现节能设计的重要目标。

2、影响居住建筑节能设计因素的分析与研究

2.1居住建筑节能设计的必要性

建筑耗能高，且能源利用效率很低，单位建筑能耗比同等国家高出2-3倍，随着经济的发展和人们物质生活水平的提高，特别是对人均居住面积及居住品质要求越来越高，使得城乡建筑的建设量迅速增加，建筑耗能的问题越发凸显，因此居住建筑建筑节能设计越来越被社会各界及政府部门重视。

2.2具体居住建筑项目节能设计分析

项目位于上海市浦东新区，东邻康巴路、西为梓康河，北临高档住宅区，南为秀浦路，建筑性质为一类、二类居住用地。

建筑朝向：南偏东13.3度；建筑层数：地上5F，地下1F；体型系数：0.34；建筑体形：条式坡屋面；建筑结构类型：剪力墙结构；建筑高度：14.95米；建筑表面积：6359.43平方米；建筑面积：4122.36平方米；建筑总体积：15315.01平方米；节能计算总建筑面积：4803.01平方米；建筑类型：居住；地下建筑面积：485.76平方米。项目规划用地呈规则形状。西面为河道。

项目地处建筑气候分区夏热冬冷地区（Ⅲ区）。此项目根据上海市《居住建筑节能设计标准》(DGJ08-107-2015)要求的建筑节能设计标准为节能65%及上海民用建筑节能设计分析软件进行分析后，得出合理的居住建筑围护结构保温措施：a）屋面（坡屋面）保温材料采用30厚阻燃型挤塑聚苯板（B1）级。b）外墙采用外墙内保温，保温材料采用25厚阻燃型挤塑聚苯板（B1）级。C）建筑阳台门及外窗类型为金属隔热型材（隔热条高度26.0mm）5Low-e+20A+5（中透光，在线）；凸窗类型为金属隔热型材（隔热条高度26.0mm）5Low-e+12A+5+12A+5（中透光，在线)。另外，东、西、南向的建筑阳台门及外窗（包括凸窗）为内置中空百页窗。

2.3影响居住建筑节能设计因素的分析

2.3.1建筑布局的设计影响因素

居住建筑在节能设计方面，建筑布局有较大的影响，布局的分析和讨论显得尤为重要。首先，在居住建筑的规划、设计工作中，布局排布时需考虑整体区域对建筑节能的影响，而不能单纯从居住建筑个体出发，需整体协调周边环境，各栋建筑间的间距等。其次，在单体功能房间等布置的过程中，应对室内房间分布进行深入的分析。当前的城市密集度较高，居住建筑的布局，直接关系到室内舒适度，这对居住者的生活会产生一定影响，建议建筑设计在大量的数据调查、信息分析基础上来完成。例如，在夏天，居住建筑的浅颜色的涂料外立面，能够加强对太阳光辐射的反射作用，减少墙体对热量的吸收，从而实现较强的节能效果。第三，居住建筑的设计体形，也是布局的重要组成部分，即体形系数（体形系数为建筑物与室外空气接触的表面积总面积与建筑物体积之比）的大小，体形系数越小，对建筑节能越有利。单位建筑面积能耗与其对应的外表面面积相关，其建筑外表面积不仅与体型系数相关，同时还受建筑层高的影响，设计层数过高的居住建筑（如大于或等于4m）不利于建筑节能。故在今后的设计工作中，选择有利的建筑体形，并采用建筑南北朝向来完成建筑设计，并与自然体系相互协调，考虑利于改善室内环境，以降低建筑物的用能量。

2.3.2规划设计中建筑朝向对节能计算的影响

天然采光是一种无污染的绿色能源，不仅具有可再生和持久性的优良特点，还具有人工照明无法比拟的优点：它可是使人们感受到大自然的微妙变化，还可以使建筑物富含光影变幻，使空间更有趣味性。除此以外，在建筑中合理的使用天然采光，使其充分的与人工照明相结合，可减少传统照明的能源消耗，从而达到节能环保的目的。因此，在建筑设计中合理使用自然采光，是人们生理和心里的共同需要，也是建筑节能的一个重要组成部分，好的朝向对采光也会有利。

由于太阳的方位角变化，南朝向的建筑夏季可以减少太阳辐射得热，冬季可以增加得热，并且有利于通风，是最有利的朝向，在无特殊情况下，尽量使建筑南北向布置，规划设计时尽量遵循建筑南向或接近南向的设计原则，建筑物的能耗与太阳辐射和本地区的主导风向密切相关，太阳辐射热对居住建筑夏季空调能耗影响巨大，冬季时的太阳热能使室内温度升高，降低供暖用能，通风有利于降低夏季能耗，故建筑朝向对居住建筑节能起到重要的作用。

2.3.3围护结构的建筑设计

随着建筑工程的持续发展，在居住建筑在节能设计中，需着重考虑围护结构的要求。围护结构的保温性能对节能效果带来较大的影响。如屋顶及外墙使用保温材料，外门窗选用节能型门窗，对建筑节能起到很好的效果，夏季阻止外热量的进入，冬季阻止内能量的流失。现阶段，在建筑设计中，围护结构的设计师需对保温程度的多方面因素分析。如果建筑设计人员对保温材料没有合理的了解，不清楚建筑施工材料的特性，滥用保温材料。例如某个项目在屋面进行保温材料的施工中，建设单位想采用新型的发泡水泥材料代替聚苯板，设计师也进行了材料替换的节能计算，得出了发泡水泥材料厚度，但是根据厚度施工后得出的实际值是限值的1.5倍，通过调查分析是施工人员缺乏对发泡水泥的认识，在附着面未干透情况下进行施工，这直接造成发泡水泥的结固时间变长，密度增大，对建筑保温的整体效果造成严重的影响。

外窗的窗墙比、传热系数、遮阳系数、外窗的气密性等对建筑能耗的损失起到比较重要的作用，数据的具体取值和项目的地理位置、季节性等均会有影响，故设计时应综合考虑气候分区、建筑使用要求、外窗大小及建筑立面的关系，合理设置外窗尺寸、选择外窗材料，提高外窗气密性(夏季阻止外热量的进入，冬季阻止内能量的流失)，过大的窗墙比对窗的热工要求随之提高，同时也会造成外窗选材的困难并增加经济造价，合理控制窗墙比不仅节约能源，也节约了建筑材料，节省经济造价。

2.3.4建筑设计架构的建立

建筑设计架构的建立直接决定了建筑造价、构造以及建筑施工的可行性，故需对建筑材料的消耗和使用，运输进行分析并改进，并选择适合当地实际情况的建筑施工材料。如果储煤量丰富的地域，多层设计中可以在结构体系中采用煤矸石多孔砖，加强外墙贴保温材料的保温效果。这种结构体系承载性能较好，具有良好的施工机制，且环保，且这种消耗煤矸石也属是一种能源的节省方式。高层结构建筑往往采用钢筋混凝土框架、剪力墙结构或框剪、框筒等结构，可考虑在加气混凝土砌块墙体填充时外喷涂发泡聚氨酯，由于这两种材料具有较好的保温性能，能更好的实现高层建筑的有效保温，实现建筑节约能源。

3、结语

随着社会的快速发展，今后对节能设计方面的要求还会进一步的提升，需要相关人员在日后不断的探讨和优化，争取在居住建筑节能设计上取得更大的成就，这对于我国建筑工程的发展具有重要意义。

参考文献：

[1]李潇潇，蒋金荷.居住建筑CO2排放量的核算及其影响因素的实证分析[J].工业技术经济，2015，（07）:72-82.

[2]吴友焕，殷帅.农村居住建筑能效提升影响因素分析[J].建设科技，2014，（16）:70-72.