城市住宅建筑节能设计分析吕立胜

城市住宅建筑节能设计分析吕立胜

吕立胜

华商国际工程有限公司北京市100069

摘要：随着我国经济的飞速发展和城镇化进程的不断加快，住宅建筑节能越来越受到国家和居民的重视，建筑节能设计标准得到了进一步的完善，但是，由于建筑节能设计在我国各地实施的情况各有不同，实践经验还不丰富，加上相关专业的设计管理人员相对不足，综合素质不高，因此住宅建筑节能措施还不够先进和科学。

关键词：城市住宅；建筑；节能设计

前言

节能住宅，是高效低耗、健康舒适的高质量居住建筑，属于可持续发展建筑的一种，被认为是今后住宅建筑的重点发展方向。建筑领域的节能，对全社会实现可持续发展具有极其重要的作用。城市住宅节能技术的应用包括采暖、电、水、气等能耗的节约以及各类建材、制品的节约，进一步分析还有新技术、新工艺、新材料、新能源的应用。结合我国实际情况，笔者认为，现今对我国城市住宅的节能主要从住宅建筑规划的节能、住宅建筑围护结构的节能、住宅照明系统的节能等着手。

一、住宅建筑节能设计的相关问题

住宅建筑节能设计存在的问题当前，虽然我国在住宅建筑节能设计方面取得了骄人的成绩，但是，我国住宅建筑节能设计还存在许多问题，例如：建筑节能设计手段单一，没有相对丰富的设计手段和途径，很多情况下只是单纯对房屋外围护机构进行强化保温；住宅房屋的热工参数选取单凭供货厂家提供的说明书等理论数字，缺少行之有效的检测方法和可信的数据；住宅建筑节能设计往往采用保温或采光效果好的材料，往往忽略建筑施工成本，致使房屋建设成本升高，不符合节能住宅的要求，因此，很多地方的建筑开发商在建造中对建筑节能设计进行了变更，使建筑节能不能落到实处[1]。我国某些地区在住宅建筑节能发展的前期，政府和相关企业总担心其建筑节能技术和节能产品不能满足节能需求，致使住宅建筑节能工作很难展开和有效推进。而由其它地区的经验可知，住宅建筑节能设计措施和经验推广为建筑节能的跨越式发展提供了技术支持，并给当地建筑节能市场带来了巨大的商机，有效地带动了本地建筑节能产业的迅速发展。在住宅建筑节能的市场化竞争中，必然进一步推动住宅建筑节能技术的优化和提升，并为进一步制定相关节能法规和方法，推广国家节能建筑提供了技术支持。

二、总平面设计阶段的节能设计

总平面的合理设计布置，可以使住宅日照均衡充足，从而降低冬季采暖能耗，同时可以营造出良好的自然通风环境，也降低了空间的能耗[2]。另外，合理选择建筑朝向和平面形状，合理规划空间布局及控制体型系数，是一项重要的节能措施。例如，同样形状的建筑物，南北朝向比东西朝向的冷负荷小，因此建筑物应尽量采用南北向。例如对一个长宽比为4：1的建筑物，经测试表明，东西向比南北向的冷负荷约增加70%。同时在建筑物内布置空调房间时，尽量避免布里在东西朝向的房间及东西墙上有窗户的房间以及平屋顶的顶层房间。如果是依靠自然通风降温的建筑，空间布局应比较开敞，开较大的窗口以利用自然通风，而设有空调系统的建筑，其空间布局应十分紧凑，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。另外对于相同体积的建筑物，其体型系数越大，说明单位建筑空间的热散失面积越高。研究表明，体型系数每增大0.01，能耗指标约增加2.5%。因此，出于节能的考虑，在建筑设计时应尽量控制建筑物的体型系数。如果出于造型和美观的要求需要采用较大的体型系数时，应尽量增加围护结构的热阻。住宅间距在满足日照的前提下，应考虑通风效果，在用地条件允许情况下，适当放大。住宅间距要疏密相间布置，密处风速加大，会改善群体内部通风。点塔单元式、多或低层住宅及公建布置在夏季主导风迎风面，以利进风。板式单元及高层住宅布置在冬季主导风迎风面的一侧以利防风。

三、住宅建筑节能设计

（一）住宅照明系统的节能

照明系统节能在建筑节能中也占有重要的地位，首先照明需要消耗电能，对照明系统进行节能设计可以节约能源。其次照明会散发热量，影响制冷系统的负荷。照明的节能可以分为使用节能的照明灯具和照明系统的优化。好的照明灯具能大幅的降低能耗，减少不必要的电能耗费。除了照明灯具的选择外，照明系统的优化设计也能降低能耗。在照明系统的设计中，根据房间的功能要求和视觉特性选取合理的照度值，在照度要求高的场所少采用一般照明方式，多采用混合照明方式，推广使用高光效，寿命长的光源，如细管径荧光灯和紧凑型荧光灯。同时，间接照明的方式也比直接照明的方式更节能，具体就是通过吊在天花板下的灯具把灯光投射到天花板，再经过天花板的反射来照明，由于它的光线均匀度比直接照明好，能适当降低照明灯具的功率，能降低灯具和制冷设备的能耗。另外现在比较先进的技术就是根据室外的亮度调节室内灯光的照明强度，尽量利用太阳光自然照明，减少能耗，并通过调节灯的照明强度来保证室内的光线强度始终保持、恒定。

（二）住宅建筑的节能设计

我国住宅建筑节能主要通过降低建筑物冬夏两季的热量损耗来实现，主要实现途径是：降低建筑物外表面积和强化建筑围护的结构形成保温措施，增强房屋门窗的气密性。住宅建筑节能设计应尽量利用太阳辐射获得热能，减少采暖设备的过量耗能；房屋设计充分利用自然通风，以减少空调使用的频率和耗电量，并充分利用自然采光，采用高效率的灯具设备等节能措施。房屋节能设计措施主要有：1）设计中必须考察住宅建筑的位置和朝向，尽可能使建筑面朝南，房屋设计应充分利用太阳光，科学计算墙体的开窗位置和大小，便于自然通风降温[3]。2）住宅房屋的屋面保温材料可以选用加气混凝土块和聚苯乙烯板材，还可选用硬质聚氨酯防水保温等高质量的材料，还可以采用新型的保温材料，不仅能保证建筑固有的功能，而且集防水、保温于一体，进一步强化房屋的保温措施，提高住宅建筑的节能效率，但要结合当地的实际情况选用，不可本末倒置。

（三）门窗的节能技术

门窗是建筑能耗散失的最薄弱部位，面积约占建筑外围护结构面积的30%，其能耗约占建筑总能耗的2/3，其中传热损失为1/3。所以门窗是外围护结构节能的重点，在保证日照、采光、通风、观景条件下，应尽量减少外门窗洞口的面积。同时应提高门窗的气密性，研究表明，建筑物的耗冷可降低8%左右。因此，设计中应采用密闭性良好的门窗。具体可以通过改进产品结构（如加装密封条），提高门窗气密性。另外应尽量使用新型保温节能门窗，采用热阻大、能耗低的节能材料制造的新型保温节能门窗，可大大提高热工性能。当中还要特别注意玻璃的选材。玻璃窗的主要用途是采光，但由于玻璃窗的耗冷量占制冷机最大负荷的20%~30%，冬季单层玻璃窗的耗热量占锅炉负荷的10%~20%，因而，控制窗墙比在30%~50%范围内时，窗玻璃尽量选特性玻璃，如吸热玻璃，反射玻璃，隔热遮光薄膜等。

总结

随着国家对住宅建筑节能的重视程度越来越大，以及国家相关建筑节能的法律法规的制定、颁布和完善，建筑节能知识的普及和相关节能设计方法的论证和节能产品的生产、检测、推广，我国住宅建筑节能的力度和深度将进一步提升，使我国的能源危机得到进一步缓解，居民的生活质量和城市的环境得到了进一步的提升，有效缓解城市热岛效应，提升我国住宅建筑的人居环境。

参考文献：

[1]白珊.城市住宅建筑节能设计[J/OL].品牌（下半月），2015，（06）：183.

[2]朱晖.住宅建筑照明设计中节能理论的应用[J].黑龙江科技信息，2015，（20）：178.

[3]朱薇，周伟，曲文.昆明高层住宅建筑节能现状探析[J].华中建筑，201630（04）：52-55.