时间：2023-08-11 17:17:57
导语：在住宅建筑节能设计的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
建筑节能是关系国计民生的大事，也是功在当前，造福后人的千秋大业。作为建筑设计师，在设计时不但要增加建筑的现代感及艺术感，还要保证减少能耗，符合建筑节能的标准，这样才能符合社会经济发展和优化自然环境的需要，实现建筑的可持续发展。
1 建筑节能设计整体环境设计
当前，环境设计已成为居住区规划设计中的重要的一环。创造对节能有利的微气候条件对建筑节能也非常重要，建筑的总体布局决定了建筑的朝向，并与基地的通风和热环境状况密切相关，因此，适应气候的总体布局是建筑节能的起点。具体措施有：（1）在规划设计中，合理、高效地利用自然通风是节能设计的一个重要手段，为减少夏季空调运行时间和保证不使用空调季节室内的热舒适性，通过疏导基地和建筑群体通风，在群体空间布局上采用前后错列、斜列、前疏后密等方式以疏导气流，并使建筑物处于周围建筑物的气流漩涡区以外。（2）太阳辐射热对建筑能耗影响最大，根据太阳高度角方位角的变化规律，建筑南向夏季可减少辐射得热，冬季可增加太阳辐射得热，是最有利的建筑朝向。（3）在建筑设计中建筑体形尽量简洁，减少体形系数，使体形系数控制在0.3以下。利用建筑体形和建筑能耗之间的关系，设计出合适美观的创新形体来降低建筑能耗水平。（4）绿化对居住区气候条件起着十分重要的作用，它能调节改善气温，调节碳氧平衡，减弱温室效应，减轻城市的大气污染，减低噪声，遮阳隔热，是改善居住区微小气候，改善建筑室内环境，节约建筑能耗的有效措施。
总之，建筑工程设计要按功能要求合理组合空间造型，充分考虑建筑体形、围护结构对建筑节能的影响，合理确定冷源、热源的形式和设备性能，选用成熟、可靠、先进、适用的节能技术、材料和产品。
2 建筑墙体节能设计
在建筑护结构中，墙体所占比重最大，通过围护结构的传热耗热量约占75～80%。因而外墙体的保温设计相当重要，必须改变以往老的护设计，改为采用新的节能墙体材料。实施《民用建筑节能设计标准新标准》，外墙材料有了很大的变化。增加保温效果。将承重粘土砖改为承重空心砖，增加了砖的孔空隙率，对保温起到了一定的作用，但由于施工砖墙体时，空隙易被砂浆堵住，难以保证保温效果。墙体改革，推动了新型墙体材料的发展，多种节能型墙体应运而生，主要有：（1）承重空心砌块。它是由混凝土和多孔材料组成，具有高强、承重、保温、节能、导热系数低等特点。（2）加气混凝土外墙。加气混凝土产品有粉煤灰加气和砂加气2种，有砌块、条板状，该类产品本身导热系数小，是建筑热工性能较好的一种新型墙体材料。（3）内保温复合外墙。构造特点与单一材料墙相比，构造组合合理，有较高的热绝缘系数，能较好地发挥保温材料的作用，在满足承重要求的前提下，砖墙可适当减薄。（4）夹心复合外墙。将墙体分为承重和保护部分，中间留有20-50mm空隙，内填无机松散或块状保温材料如炉渣、膨胀珍珠岩等，也可以不填材料做空气层。
3 建筑门窗节能设计
在建筑护结构中，窗户是薄壁的轻质构体，也是耗热的薄弱环节，通过门窗缝隙空气渗透耗热量占20-25%，普通单层玻璃窗的能量损失约占建筑物冬季保温或夏季降温能耗的50%以上，所以改善门窗的绝热性能是节能工作的重点。
窗户的节能应区别不同朝向控制窗墙比，尽量避免东西向开大窗，以提高窗户的遮阳性能；另一方面，应根据空调设备的价格和制冷、采暖费用的比较去确定合适的玻璃品种，从各种玻璃的太阳能阻隔特性和导热性两个方面去比较其节能效果，选择吸热玻璃、热反射玻璃、低辐射玻璃和中空玻璃等，以提高玻璃的气密水平。此外，窗上加贴透明聚酷膜，也是窗户节能的措施之一。近年来，聚氯乙烯塑料门窗、单框双玻彩板钢窗和铝合金窗，以其良好的保温性和气密性，在民用建筑中得到了较为广泛的应用。
另外窗户是引起辐射热的有利方面，但又是传热损失冷风渗透损失都比较大的不利方面，即窗缝透气，玻璃和窗框的热阻太小，在符合窗墙面积比条件下其节能设计的主要措施有：（1）采用传热系数小的窗体材料，就目前来讲，采用塑刚门窗，尽量减小开窗面积，以及夜间用保温窗帘、窗板等节能措施。（2）减少冷风渗透，加设密封条，提高气密性，如泡沫聚氨脂，泡沫聚乙烯等。（3）加强户门保温，户门采用填有聚苯板或岩棉板的保温防盗门。
门窗的保温隔热性能：在建筑围护结构中，与墙体、屋面相比，门窗（包括玻璃幕墙）的热工性能最差，是影响室内热环境与建筑能耗最主要的因素之一。为改善门窗的保温隔热性能，可以采用提高门窗的气密性，控制窗墙面积比，窗框采用断热金属型材，增加玻璃层数等措施来提高门窗的保温隔热性能，另外有效的遮阳设施对降低太阳辐射对建筑能耗的影响非常有益。
4 建筑屋面节能设计
屋面的节能措施主要有两点，一是屋面保温层不宜选用密度较大、导热系数较高的保温材料，以避免屋面的重量、厚度过大；二是屋面保温层不宜选用吸水率较高的保温材料，以防屋面湿作业时因保温层吸水量大而降低保温效果。若选用吸水率较高的保温材料，屋面上应设置排气孔，以排除保温层内不易排出的水分。在南方住宅中，用架空板隔热也十分普遍，近年来，坡顶屋面发展较快，这种屋面便于设置保温层。设置保温层时，即可以顺坡顶内铺钉玻璃棉毡或岩棉花毡，也可在天棚上铺设绝热材料，还可喷、吹或直接铺设玻璃棉、岩棉、膨胀珍珠岩等松散材料作为屋面保温层。
为了满足节能要求，高效保温材料已广泛应用于屋面，如水泥聚苯板等，采用该材料保温性能大大提高一般采用内保温。目前正在研究外保温，即倒置式屋面，它是将防水层设在保温层之下，防止防水层直接暴露在大气中受日晒交替冻融等作用老化，使防水层得到保护，从而大大提高其耐久性。目前所有保温材料为挤塑聚苯乙烯保温隔热板，它具有闭孔型结构，使得材料吸水率和透湿率均很小，压缩强度大，具有出色的保温隔热性能，优越的抗湿性和很高的抗压强度。这些都符合建筑节能技术的发展方向。
屋面的保温隔热性能：屋顶在整个建筑围护结构件所占的比例虽然远低于外墙，但对顶层房间而言，却是比例最大的围护结构，其保温隔热性能的好坏，直接影响顶层房间的室内热环境与建筑能耗，与外墙一样，也应控制传热系数，采用高效保温材料作为屋面的保温层，根据保温层的位置分内外保温，一般屋面大多采用外保温，传统的作法是保温层设在防水层内，现在是作法是保温层设在防水层外的倒置式保温屋面，即提高防水层的耐久性，又达到保温隔热的效果。
5 节能设施技术
随着季节的更替，冬季要采暖，夏季要有空调，这些已经成为现代住宅的追求，这种舒适完全依赖设备的运转，同时也意味着有大量的能源消费。采暖系统控制技术针对。垂直串联式单管采暖系统”无法控制及无法计算采暖能耗问题，采用“按典型房间温度对整幢建筑的采暖系统进行控制” 和“改造供暖管道系统，单管加跨越管和双管系统” 措施，提高供热系统的热效率，应用户用热表和温度调节阀，应用热管网水力平衡技术和调控设备。
6 结束语
住宅建筑节能设计属于一项系统工程，它在策划、实施和获得实效的长时间过程中涉及设计、规划、施工、调试、运行、维修等很多环节。作一名设计人员，在对建筑进行节能设计的同时我们应根据当地资源条件，因地制宜，重视综合设计过程这个新观念，在方案之初即组织相关专业工种介入，统筹考虑相互影响，寻求合理的解决方案。因此现代住宅建筑设计中节能设计必须从建筑设计的整个过程出发，是对由多个子系统所组成的复杂大系统的全局优化设计。
参考文献：
【关键词】住宅小区；建筑节能；节能设计
一、住宅小区节能设计理念
技术的进步使得空调、暖气等采暖制冷设备广泛应用于住宅建筑中，住宅小区建筑一瞬间成为高能耗建筑。据统计表明，我国能源消费总量所占的比例已从上世纪70年代末的10%，上升到近年的30%左右，加之我国大部分地区气候条件多为冬冷夏热，煤炭采暖，空调制冷等设备产生的巨大建筑耗能量，对城市生态环境和住宅居住环境造成了一定程度的污染，严重影响到居民的身心健康。种种副作用的出现和能源的日益匮乏，使得人们对建筑节能的意识逐步提高，对节能设计的要求也随之不断完善。
节能设计是指在少使用或不使用采暖、制冷设备的前提条件下，尽可能采用自然通风，合理建筑总体规划、加强墙体节能、外门窗节能等措施，让室内气温一年四季维持或接近在人体舒适范围之内。在进行建筑节能设计时，首先要符合我国现行国家标准《住宅设计规范》要求；其次对住宅小区的节能、绿化生态设计要尊重当地居住生活习惯，适应当地的气候特征，以发展地方建筑文化为基础合理节能设计；最后，要统筹全局着眼于城市总体规划战略，从经济性、全局性、地方性出发，结合建筑市场运作，把节能技术和绿色生态建筑相融合，形成一整套住宅产业化技术。总之，在进行住宅小区节能设计时，要始终将“统筹城市总体规划战略，发展地方建筑文化，采用新技术、新工艺、新材料等生态节能措施，达到人与自然的和谐统一”，作为建筑节能设计的理念，方能长久服务社会，造福黎民。
二、住宅小区建筑总体节能规划
住宅小区建筑总体规划设计应与单体建筑相协调，与节能设计相配合，应统筹考虑建筑宏观因素，如朝向、方位、日照间距、通风、绿化等， 充分利用当地的天然热源、自然风等来实现小区内每栋住宅单体夏季都有充足的迎风面，冬季都有充足的日照，通过利用自然能源来满足建筑通风、采光与采暖的要求，达到建筑节能的目的。其中自然通风就是实现建筑节能的有效手段之一，它可以大大减少空调、暖气等设备带来的高能耗，改善室内热环境，降低建筑物的实际使用能耗。特别是高层住宅建筑群内部易受到回旋涡流的作用，容易出现死角，不利于室内的自然通风，所以调整好建筑单体之间的组合，使每栋建筑物处于周围建筑物的气流旋涡区之外，避免出现滞流区，十分重要。同时在总体节能规划时，建议可以合理利用雨水回收系统，透水地面砖等节能、环保技术以及配套设备（能源供应、小高层给水、公共照明、电梯等）采取节能措施，大力推广部分太阳能热水供应系统等先进技术，可以形成全方位的住宅建筑节能体系，能够实现低能耗、高舒适的住宅居住环境。
三、住宅建筑平面节能设计
实践证明：建筑平面的巧妙设计能够获得良好的节能效果。我国地处北半球，太阳方位角和高度角的变化规律使得南向成为最佳节能的建筑朝向，而且南朝向的建筑与我国夏季盛行的东南风可成垂直关系，容易形成自然通风中的最佳“穿堂风”，避开冬季寒冷的西北风。故建筑平面宜设计成南北向，而且将居民长时间活动的居住空间，如客厅、主卧等设于南向位置，可以很好地利用自然环境，达到室内环境的最大舒适度，为住户节约空调和采暖的能耗。同时将平面功能比较次要的卫生间、电梯、楼梯、机房等布置于日照、通风条件较差的北向或长时间接受太阳辐射的东西向，可避免冬季西北风灌入，起到很好地保暖节能效果。
四、住宅建筑体型节能设计
建筑设计中，减少建筑物外表面积，适当控制建筑体型系数（即建筑物外表面积与其所包围的体积之比），减少建筑面宽，加大进深或增加组合体，也是节能措施之一。从建筑外观形态上来讲，建筑体量大小和平面是否紧凑是影响能耗的两大因素。所以节能设计时建筑体型的平面、立面凹凸通常不宜变化较大，特别是背阴面北侧墙体的凹凸变化和外墙面积的增大均不可过大。总体来说进深大的建筑比进深小的好，长的建筑比短的好，外观整齐的建筑比凹凸变化的好。换言之就是，建筑体型系数越小，护结构的传热损失越小，对建筑节能越有利，对其适当控制可达到有效节能的目的。
五、建筑构造节能设计
对建筑构造节能的设计，个人认为选择成本适宜、保温隔热性能好的维护结构、节能材料及节能技术是实现建筑节能的关键。
①墙体节能设计：墙体是住宅建筑护构造的主体，其所用材料的保温性能直接影响建筑的耗热量。我国住宅小区主要为高层住宅一般由剪力墙结构组成，故大力推广保温隔热性能较好的加气混凝土砌块及复合墙体技术结合高效节能保温砂浆是实现节能设计的重要措施，因为使用此种保温材料设置在墙体的外侧能够有效的保护主体结构，并延长建筑的使用寿命，有效的减少了混凝土梁、柱等产生的的热桥效应，而产生“断桥”作用，达到预期的节能降耗效果。
②门窗节能设计：门窗是住宅能耗散失的最薄弱部位，现在建筑设计为了增大采光通风面积或表现现代建筑的特征元素，住宅建筑的门窗设计越来越大更是有全玻璃的幕墙住宅建筑，以至门窗的热损失占建筑的总热损失的40%以上，所以门窗节能也是住宅建筑节能的关键，门窗既是能耗散失的敏感部位，又关系到建筑采光、隔声、通风、立面造型。这就对门窗的节能提出了更高的要求，其节能处理主要是改善材料的保温隔热性能和提高门窗的密闭性能。所以在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下，应尽量减小住宅门窗洞口的面积，控制住宅窗墙比；提高外门窗的气密性，采用高性能的密封措施，降低空气渗透率，提高气密、水密、隔声、保温、隔热等主要物理性能。使用新型的、隔热性能良好的门窗材料。所有外窗及阳台封闭门窗采用喷涂铝合金型材、塑料窗等，避免金属窗产生的冷桥。也可设置双玻璃或三玻璃，并积极采用中空玻璃、镀膜玻璃等诸多措施，均可起到减少能耗损失达到有效节能的目的。
③屋面保温隔热节能设计：屋面的保温也是住宅建筑护结构节能设计的重点。 屋面保温材料及节能措施选用要点主要为，一是保温材料不宜选用导热系数较高、密度较大的材料，以免增加保温层后导致屋面荷载加大、 厚度过高，使主体结构用料加大造成不必要的浪费； 二是保温材料不宜采用吸水率较大的材料，吸水率较大的材料在前期施或后期使用过程中因保温层大量吸水而降低保温效果及屋面防水层、保护层起鼓， 造成不必要的维修成本。
除了上述保温节能措施外，屋面还可以采用隔热降温的方法来降低建筑能耗，主要做法有： 屋面架空通风、 设计蓄水屋面或采用定时喷水措施、 屋顶种植绿化等。由于南方夏季日照时间较长， 太阳辐射强度大，为防止大量热辐射透入室内，在屋面增设隔热层， 这也是减小住宅空调耗能的一项重要构造措施。
六、住宅建筑绿化节能设计
绿化住宅建筑对节能降耗的功效也是不容忽视的，它可以有效改
善小区的微气候。
①屋顶绿化：即在屋顶种植空中花园，不但美化家园，让人赏心悦目，还能为住户提供户外活动和交往的空间，更重要的是兼具了很好的保温隔热效果。
②西墙绿化：植物具有调节气温的作用。在日照强烈的墙面，种植植物可以吸收太阳热量，减少传入室内的热源。故最简单的做法就是在建筑西墙上种植爬墙虎，来遮挡阳光直射墙面，通过叶面蒸发带走部分能量，减少温室效应。
③阳台绿化：阳台绿化也是绿化系统中的重要环节。具体做法是根据阳台外沿尺寸的大小，在充分考虑到住户操作安全方便和易于组织花槽排水后，设计适当宽度和深度的花槽，由住户自行种植或放置花盆，来美化室内环境，有效调节气温。
结语
总之，建筑节能是建筑规划设计创作、构造等的综合体， 作为节能设计的一员，我们应从自身做起，从不同角度依据建筑规范，基于节能设计理念，从建筑总体规划、平面、体形、构造、绿化等五方面综合考虑，灵活运用各种节能技术措施，趋利避害，进行最优化建筑节能设计，才能为建设节约型社会用尽所能，为实现我国可持续发展竭尽全力。
参考文献：
关键词：住宅；建筑节能；建筑设计；能耗
中图分类号： TU241.99 文献标识码：A
1 住宅建筑节能设计的核心及重要性
1.1促进环保，建设绿色住宅。随着社会文明的不断进步，人们对居住环境的要求越来越高，更关注建筑的人性化设计和居住的生态环境、舒适度、健康指数。在倡导节能环保理念的背景下，对住宅建筑进行节能设计，避免因高能耗带来的资源浪费、健康伤害和生态环境污染问题，提高住民的生活品质和幸福指数。
1.2实现节能，降低生活成本。现代建筑设计引入节能减排机制，应用先进的节能技术和节能材料，如保温技术、控制建筑形体、新型墙体材料、双层钢化玻璃等技术材料的使用，有效提高了住宅建筑的热环境质量，提升住宅见者的热效率，既节约能源，又降低了居民的生活成本。
1.3减小能耗，促进经济发展。
我国是能源消耗大国，消耗总量位居世界第二，其中，建筑耗能、工业耗能与交通耗能成为我国能源消耗的三大硬伤，而建筑能耗就占总消耗量的1/3以上，形势十分严峻。因此，从住宅建筑节能设计上实现节能降耗，改变建筑耗能过度的现状，以促进社会经济的持续稳定发展，是功在当代、利在千秋的美事。
2 中国建筑能耗基本情况
我国的建筑能耗量约占全国总用能量的1/4，居耗能首位。近年来我国建筑业得到了快速的发展，需要大量的建造和运行使用能源，尤其是建筑的采暖和空调耗能。据统计，1994年全国仅住宅建筑能耗在基本上不供热水的情况下为1.54×108t标准煤，占当年全社会能源消耗总量12.27×109t标准煤的12.6%。目前每年城镇建筑仅采暖一项需要耗能1.3×108t标准煤，占全国能源消费总量的11.5%左右，占采暖区全社会能源消费的20%以上，在一些严寒地区，城镇建筑能耗高达当地社会能源消费的50%左右。与此同时，由于建筑供暖燃用大量煤炭等矿物能源，使周围的自然与生态环境不断恶化。因此，中国对于全球气候变暖承担着重大的责任，而作为耗能大户的建筑，其节能也就成为关系国计民生的重大问题。
3 住宅建筑设计基本的节能意识
在我国的大部分冬冷夏热地区住宅的总体规划和单体设计中，为住宅的主要空间争取良好朝向，满足冬季的日照要求，充分利用天然能源，无疑是最基本的改善住宅室内热环境的设计，是最基本的节能措施。因此，我国现行国家标准《住宅设计规范（GB 50096-1999）》中规定“每套住宅至少应有一个居住空间能获得日照，当一套住宅中，居住空间总数超过四个时，其中宜有两个获得日照。”在现行国家标准《城市居住区规划设计规范（GB50180）》中，规定了住宅的日照标准的最低时限。
4 建筑节能设计技术措施
4.1墙体节能：
墙体是建筑护结构的主体，其所用材料的保温性能直接影响建筑的耗热量。我国以实心粘土砖为墙体材料，保温性能不能满足设计标准。以外墙为例，JGJ26-1995标准规定，在建筑物形体系数（建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值）小于0.3时，部分地区传热系数不超过1.16W/（m2·K），而目前常用的内抹灰砖墙，传热系数都大于上述节能标准数值。因而在节能的前提下，应进一步推广空心砖墙及其复合墙体技术。
4.2改善门窗性能
外门窗是住宅能耗散失的最薄弱部位，其能耗占住宅总能耗的比例较大，其中传热损失为1/3，冷风渗透为1/3，所以在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下，尽量减小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，提高外门窗本身的保温性能，减少外门窗本身的传热量。
4.3供暖系统节能技术
平衡供暖、热量按户计量及室温控制调节、管道保温都是节能工作发展的方向。平衡供暖是指利用计算机对供暖系统进行全面的水利平衡调试，改善供暖质量，同时节约能源；而且即将出台的《地板取暖细则》也将对地板取暖的应用和普及起到一定的推动作用。
地板取暖是通过埋设于地板下的加热管——铝塑复合管或导电管，把地板加热到表面温度18至32摄食度，均匀地向室内辐射热量而达到取暖效果。地板取暖相对于传统取暖优势明显首先，第一，房间温度分布均匀，第二，地暖有利于营造健康的室内环境，可以杜绝灰尘团和浑浊空气的对流，给人一个清新、温暖、健康的环境。第三，高效节能。第四，节省空间。
4.4屋顶节能技术
平顶屋顶和尖顶屋顶都可以采用设置保温层的办法到达节能的目的，提高顶层住户的居住质量。现在新的趋势是众多楼盘出现了屋顶花园。“屋顶绿化”作为一种不占用地面土地的绿化形式，不仅能为城市增添绿色，而且能减少建筑物屋顶的辐射热，减弱城市的热岛效应。在如今大部分小区内用于绿化的规划用地所剩不多的状况下，发展“屋顶绿化”便成了住宅添绿的重点。
但屋顶绿化在北方市场中，并不一定会成为流行趋势，因为一方面受北方特殊气候的影响，如冻土层比较深，天气干燥等，容易形成“败景”；另一方面在技术上要求较高，必须考虑楼体的承受力，顶层的排水和遇到大风天气等问题，提高工程造价。
充分利用太阳能资源，太阳能作为一种天然的洁净能源，也是居住建筑设计上广泛推广的节能设计之一。然而由于各方面原因，目前太阳能热水器仍以一家一户的零散安装使用方法为主，存在破坏建筑结构、热水温度不稳定等因素。如果太阳能热水器能够充分加以推广应用，就可以大大节省常规能源，也是建筑节能的发展方向。
结语
总之，只要按照节能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。有效地节约土地和能源，是中国可持续发展的战略。将建筑热式技术与恰当应用新材料、新构造相结合，搞好节能建筑设计和施工，促进建筑节能和利用自然能的进一步发展和建筑热功能的进一步改善，是我国建筑工作者进入21世纪的重要任务。
参考文献
[1]陈荣深，陆海锋.浅议节能设计中存在的问题及解决办法[J].科技创新导报，2009（11）.
1对于住宅建筑节能设计的规划
对于住宅建筑在规划方面必须要与建筑的单体进行互相的协调,并且要全面充分的考虑到在其中的各种因素是否对单体的结构布局造成影响,而且也可以利用该地区的自然风源、热源等因素从而达到对每栋建筑的单体都可以享受到冬季的日照,夏季的凉面,一同实现采光、通风以及采暖的舒适要求。由于在建筑单体间的相互组合会对所形成的气流产生一定的影响,尤其在高层建筑体的内部是非常容易产生回旋涡流,存在死角,所以在室内就达不到理想的自然通风的效果。所以,在住宅小区内如果要营造出比较舒适的微环境住宅,就必须要对单体结构的组合进行调整,此外,在小区内的水体以及绿化等都可以改善提高小区微气候的环境。所以在住宅设计时,必须要全面结合小区的布置规划,充分利用水体和绿化等条件,从而改善提高室内外的舒适环境,改善局部的气候环境,降低热岛效应,从而确保住宅环境的空气质量,以达到各项指标的节能舒适要求。
2提高建筑体形上的节能设计
在设计的形态上,必须要减少建筑物的外表面积,也就是减少护的面积等方面,以达到有效节能的控制措施。建筑物的体形系数主要指的就是对其外表的面积以及通过在外表面积上可以包围体积的比例,如果体形系数较小,而对于护的结构在传热上的损失也会很小,从而提高了建筑的节能作用。但是,如果在条件基础相同的对比之下,则进深较大的建筑要好于进深较小的建筑,而高的建筑要好于矮的建筑,长的建筑要好于短的建筑。对此,为了可以合理的应用住宅建筑的体形进行节能,并且在寒冷区域,可以把住宅体形的系数合理的控制在0.3左右,或者在夏热冬冷的区域,其系数最好不要超出0.35左右等这些具体要求,对此,建筑师在进行设计创作时,不仅要考虑到建筑造型、平面布局,还应对建筑物合理的控制其体形系数,从而实现节能的目标。
3建筑平面的主要节能设计
对于在住宅的平面设计里最重要的问题就是要确定合理的套型面积,合理的套型面积在一定程度上可以大大的节约用地,可以减少营造、节约用材,以及维护在应用当中所产生的能耗。此外,对于在建筑平面设计的合理布局还可以得到一定的节能效果。我国是属于地处北半球一带,所以在太阳的方位角以及在高度角的变化规律都是属于较好的节能设计朝向,而这种朝阳在夏季是可以减少一定的太阳辐射所聚焦的热量,而冬季则可以吸收太阳的热量,所以这种朝向的建筑会有穿堂风的舒适感,又会避开冬季的西北风寒冷。所以,如果住户在居住空间进行长时间的活动,可以利用自然环境得到很大的舒适感,并且节约了采暖以及空调的能耗。如果是在通风和日照条件相对较差的方向,如果要很长时间受到太阳的辐射,此时对于住宅的设计可以布置成为相对次要的卫生间、厨房、楼梯、机房以及电梯等格局,可以避免冬季灌入的西北风,并且还可以挡住日照。根据资料提供显示,如果在条件相等的状况下,一般南北向的建筑在传热耗热量方面会低于东西向而减少6%左右。
4对于外墙建筑的节能设计
由于墙体在住宅建筑当中是作为护结构的主体,也是在建筑室内外作为冷热交换的介质。一般有25%的建筑节能都是利用外墙所具有的保温隔热的特性从而实现的,所以,对于墙体的设计则是非常重要的一个因素。在外墙的设计上它不仅仅具有安全围护以及承重的功能,而且在建筑时还应选择具有的保温隔热特性的墙体材料。当前,在一般常用的外墙材料里,具有良好的保温隔热墙体材料是加气混凝土、多孔粘土砖、复合墙体等。在复合墙体里的绝热材料一般包括了矿棉、膨胀珍珠岩、岩棉、加气混凝土以及玻璃棉等材料。另外,应用适当的植物也可以调节气温,如果在日照较为强烈的墙面,可以通过种植一些植物从而吸收太阳的热量,从而减少对室内传入相当的热源。
5对于门窗的节能设计
建筑的外门窗是主要的传热通道,并且它也是受到太阳辐射吸收热量的重要部件,但也是失热的重要部件,它的传热系数可达到墙体传热的3至4倍,然而它也是重要的节能部位,因此,必须要确定合理的窗墙面积比,因为这是重要的节能措施。在设计时应尽量避免应用飘窗和落地窗等
6屋面建筑的节能设计
在建筑物里由于对其各个表面都会受到太阳的直接辐射,所以在这当中,屋面则是受到太阳辐射最多的部位,也是时间最长的,它受到辐射的时间则是墙体的2至3倍,因此,对于它在保温隔热方面的设计也是非常重要的。在材料的选用上应选导热系数较小、密度大,以及具有吸水率比较小的材料。可以应用倒置式屋面再通过把具有憎水性的材料设在防水层上,从而避免防水层的老化而影响屋面的保温隔热问题。由于这种方法的施工技术相对简易,所以广泛应用。此外,还可以利用屋顶进行种植一些植物,同时可以阻挡热源,也可以美化环境,达到节能环保的主要目的。
7结语
总之,由于建筑物它需要一个完整的条件基础,所以怎样通过高效率的发挥出可应用资源的潜力,并且可以对环境达到最低限制的影响程度,才是作为节能的关键因素。由此而见,只有在建筑设计中按照节能的标准全面严格控制好建筑设计的重点,以及对各方面节能的要求,才可以有效的提高住宅建筑达到节能的主要目标,从而降低能源的消耗,减少成本,真正打造出健康、舒适以及节能环保的住宅环境,以创建节约型的社会而努力。
参考文献
[1] 黄珺.浅谈住宅建筑节能设计[J].城市建设理论研究,2011(23).
关键词：住宅；建筑节能；设计方法；
中图分类号：TU201.5文献标识码： A 文章编号：
近年来，我国政府对建筑节能十分重视，制定和颁布了一系列新标准、新规范，旨在加强建筑节能工作的开展。业内工程技术人员为此做了大量的工作并取得了一定的科技成果，积累了一些经验。建筑节能工作有许多环节，建筑设计则是其中重要环节。
一、我国住宅建筑节能设计的必要性
1、建筑能耗约占社会总能耗的1/3
我国建筑能耗的总量逐年上升，在能源总消费量中所占的比例己从20世纪70年代末的10％，上升到近年的27.45％。而国际上发达国家的建筑能耗一般占全国总能耗的33％左右。以此推断，国家建设部科技司研究表明，随着城市化进程的加速和人民生活质量的改善，我国建筑耗能比例最终还将上升至35％左右。如此庞大的比重，建筑耗能已经成为我国经济发展的软肋。
2、高耗能建筑比例大，加剧能源危机。
据分析，我国目前处于建设鼎旺期，每年建成的房屋面积高达16亿至20亿m2，超过所有发达国家年建成建筑面积的总和，而97％以上是高能耗建筑。以如此建设增速，预计到2020年，全国高耗能建筑面积将达到700亿m2。因此，如果现在不开始注重建筑节能设计，将直接加剧能源危机。
3、我国建筑节能状况落后，亟待改善
在70年代能源危机后，发达国家开始致力于研究与推行建筑节能技术，而我国却忽视了这一方面的问题。时至今日，我国建筑节能水平远远落后于发达国家。举例说明，国内绝大多数采暖地区围护结构的热功能都比气候相近的发达国家差许多。外墙的传热系数是他们的3.5~4.5倍，外窗为2～3倍，屋面为3～6倍，门窗的空气渗透为3～6倍。现在，欧洲国家住宅的实际年采暖能耗己普遍达到m2/6L油，大约相当于m/8.57kg标准煤，而在我国，达到节能50％的建筑，它的采暖耗能每m也要达到12.5kg，约为欧洲国家的1.5倍。
因此，与当前发达国家建筑能耗已经大大降低的情况相比，我国单位建筑面积采暖能耗是发达国家标准的3倍以上，与发达国家存在较大的差距。而对于美国而言，全球石油资源的战略布局以及石油的开采区域和运输线路等关键点的调整工作己基本完成，我国却没有那样强有力的能源后盾支持，在这样的国情下，建筑节能水平的改善实际上应该比发达国家更为紧迫。
二、节能型住宅建筑设计方法及要点
设计者在住宅建筑设计中，要充分考虑住宅建筑布局和体形、建筑平面设计、围护结构及材料等方面的因素，达到住宅建筑热环境节能的目的。
1、住宅建筑布局和体形
住宅建筑节能设计所涉及自然地理环境、小区规划中建筑群体的朝向、体形、间距、高低及道路网的布局，广场绿地的分布等都会影响规划区的微气候，影响建筑的日照和通风，由此影响到建筑的耗能。
住宅建筑布局和体形优化设计要充分结合当地的自然环境因素、气候特征、建筑功能、居民行为活动特点等因素，从布局、朝向、间距、冬季主导风向、太阳辐射及建筑外部环境构成等方面进行考虑。比如：住宅朝向的选择，尽量采用南北朝向，避免东西朝向，以其有利于夏季的自然通风，冬季增长日照时间；在建筑设计中，考虑到建筑节能的需要，应尽量减少建筑形体的凸凹，体形系数宜控制在0.3以内，住宅进深应扩大到lOm以上，以10～14m为宜，住宅长度以55m左右较为适宜；在总体规划设计中，应合理选择热源形式，优化布置室外供热管网，以减少热传输的损失。
2、建筑平面设计
住宅建筑平面设计中，主要考虑建筑平面形状、热环境分区以及温度阻尼区的设置等方面因素。
住宅建筑平面形状应规整，尽量减少护结构面积，增加冬季直射室内的阳光，夏季减少太阳辐射。比如把房屋外墙面积大、开窗多的一面正对太阳辐射强度大的南向，使建筑在冬季可以有效地收集太阳能，北侧外墙只开设小窗，主要满足通风的需要，而东、西方位不开窗或开小窗。热环境分区中把要求较低的厨房、厕所、过厅等布置在北向，而尽量争取将居室布置在南向，充分利用太阳能，保持冬季室内有较高的温度；应适当减少北窗开窗面积。住宅建筑中设置一定的温度阻尼区可有效地减少传热损失。例如楼梯间由过去的开敞式改为封闭式，楼梯间设窗；北向单元人口均设门斗，避免冬季西北风灌入；对屋面上人孔密封处理，使整个楼梯间形成一个温度阻尼区。
3、围护结构及材料
建筑围护结构，由包围空间的将室内与室外隔开的结构材料和表面装饰材料构成，包括墙、窗、门和屋面、地面，在建筑围护结构中。墙体、屋面、地面和门窗是建筑能耗的四大部位，而门窗则排列在首位。围护结构必须平衡通风和El光的需求，并提供适合于建筑地点的气候条件的热湿保护。建筑围护结构的保温性能尤其是一个非常重要的指标，在墙体的外面增加一层保温材料是非常必要和非常有效的，而且在一个合理的厚度范围内，保温层越厚，热工性能越优越。围护结构及材料住宅建筑设计节能优化考虑包括墙体节能、外门窗节能、地面节能、屋面保温节能等方面。
1）墙体节能
墙面的耗热量要占建筑采暖热耗的1/3以上，北方地区的墙体靠单一材料很难达到节能指标的要求，应考虑采用复合墙体。如粘土空心砖、混凝土空心砌块、非粘土砖等与高效保温材料EPS板、XPS板、聚氨酯等复合材料。复合墙体的保温形式一般包括外墙内保温、外墙外保温和夹芯墙体三种。外墙外保温具有如下优点①可保护主体结构，从而增强结构的耐久性；②可减少因温度应力造成的墙体开裂；③ 能避免或减少冷桥及墙面的冬季结露现象；④不占用有效建筑使用面积；⑤施工时不会影响住户正常使用，旧房改造时应优先采用。由于西北地区住宅建筑多以砖混结构为主，结构厚而重、蓄热系数大、热稳定系数相对较高，采用外包式保温可以防止保温层与主体墙层之间的蒸汽渗透，因此建筑节能宜采用外墙外保温。
2）外门窗的节能
外门窗是耗热的重要渠道，是节能的重点部位。窗户对住宅热环境的影响相当大，它既是太阳辐射的得热部件，又是主要的失热部件，通过外门窗的热损失占建筑物总热损失的40％～50％ ，在保证室内采光的前提下。合理确定窗墙面积比是节能的重要措施之一。
另外，窗户的传热系数约为墙体的3—4倍，只有门窗达到每小时每米缝长的空气渗透量42.5m3，才能达到节能优化设计，为此，要利用新型门窗材料，改善保温隔热性能。
3）地面节能
为满足地面保温蓄热要求，可在垫层下铺300mm厚戈壁石蓄热层，外墙内侧设2m宽、0.3m厚的炉渣保温带。
4）屋面保温节能
屋面传热量虽仅占整个建筑面积的9％。但对顶层房间的影响较大。根据本地区实际情况设计好屋面构造，选择好保温材料，对屋面防水、保温、隔热进行综合研究，是解决屋面节能的关键。在屋顶的设计中，考虑其受风、降水、日照等气候因素的影响。应通过造型、构造和材料选择达到利用改善微气候条件的效果。
三、结束语
建筑节能是一项系统工程，作为设计行业的人员，在对建筑进行节能设计的同时我们应根据当地资源条件，因地制宜，就地取材，合理利用。同时体会到只有从事建筑设计工作的人员和从事建筑技术工作的人员更密切地合作，才能真正有效地取得实际成果。
参考文献：
[1]李晓霞、张德江、《建筑节能工程存在的问题及其监督管理措施》，中国建设工程造价信息网，2011年7月。
关键词:住宅 建筑节能设计
近年来,随着全球能源问题的日益严峻和“可持续发展”理念在国内的推广,建筑节能设计越来越引起我国广大建筑工作者的重视。许多发达国家先进的建筑节能理念、技术、材料,以及应用成果被介绍到国内,向人们展示了通过优秀设计和高新科技相结合所创造的优雅、舒适且节能环保的新型建筑发展前景。但是,这些大量应用高科技的节能措施往往成本很高,一次性投入比较大,连发达国家目前也难以大规模推广。我们还应当注意到, 目前发达国家的建筑节能技术主要是针对当地的气候特点开发的,而这些技术本身也不是十分完善,在其他地区是否能达到预期的效果还没有十足的把握。
一、节能住宅的概念
随着能源危机的出现,越来越多的开发商开始重视节能住宅。节能住宅需要通过对建筑的合理设计、合理选材,最大限度的把室内自然温度控制在人体舒适温度范围内,从而为居住者提供健康、舒适、环保的居住空间,降低建筑物的运行能耗。
北京锋尚在国内率先整合了欧洲先进的技术系统为一体,建造的高舒适度、低能耗住宅,达到了发达国家的居住标准。其核心技术概括为子系统:第一,混凝土采暖制冷系统。该系统是将聚丁烯(PB)盘管预埋在钢筋混凝土中,夏季管中送20℃、冬季送28℃的水,能使室内温度保持在20℃-26℃的合适范围内。第二,健康新风系统。通过统一空气净化和冷热处理后新风经“下送上回”进入室内,无须开窗即可保持新鲜空气不断更换。第三,外墙系统。外墙采用欧洲标准加厚外保温方式,能有效阻挡冷热辐射和雨雪侵蚀。外饰面采用干挂砖墙面,干挂砖幕墙与保温板之间有一个流动空气层,可以保持保温板的干燥。第四,外窗系统。窗采用德国SCHUCO断热铝合金窗和LOW-E低辐射中空玻璃。第五,屋面及地下系统。对屋面及地下墙体的特殊处理,保证了顶层和一层与标准层舒适度的均好性。第六,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。第七,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。第八,水处理系统。小区设中水处理系统,将社区生活用水处理用于浇灌绿地、冲洗和补充人工湖水。
二、国外节能已成风尚:
在国外,建筑师采用多种形式和方法来节能:
(1)、资源回收利用: 日本1997年建成了一栋实验型“健康住宅”。除了整个住宅尽可能选对人体无害的建筑材料外,墙体还被设计成双重结构,每个房间建有通风口,整个房屋系统的空气采用全热交换器和除湿机进行循环。全热交换器能够有效地回收热量并加以再次利用,其过滤器可有效地收集空气中细小的尘埃,从而能够抑制霉菌等过敏生物繁殖。这种资源的回收利用,不仅变废为宝,而且减少了环境污源,节约了能源。
(2)、新能源开发利用:
德国建筑师塞多·特霍尔斯建造了一座能跟踪阳光的太阳房屋。房屋被安装在一个圆盘底座上,由一个小型太阳能电动机带动一组齿轮。房屋底座在环形轨道上以每分钟转动3cm的速度随太阳旋转。当太阳落山以后,该房屋便反向转动,回到起点位置。它跟踪太阳所消耗的电力仅为房屋太阳能发电功率的1%,而所吸收的太阳能则相当于一般不能转动的太阳能房屋的2倍。
三、中国建筑能耗基本情况
我国的建筑能耗量约占全国总用能量的1/4,居耗能首位。近年来我国建筑业得到了快速的发展,需要大量的建造和运行使用能源,尤其是建筑的采暖和空调耗能。据统计,1994年全国仅住宅建筑能耗在基本上不供热水的情况下为1.54×108t标准煤,占当年全社会能源消耗总量12.27×109t标准煤的12.6%。目前每年城镇建筑仅采暖一项需要耗能1.3×108t标准煤,占全国能源消费总量的11.5%左右,占采暖区全社会能源消费的20%以上,在一些严寒地区,城镇建筑能耗高达当地社会能源消费的50%左右。与此同时,由于建筑供暖燃用大量煤炭等矿物能源,使周围的自然与生态环境不断恶化。在能源的利用过程中,化石类燃料燃烧时排放到大气的污染物中,99%的氮氧化物、99%的CO、91%的SO2、78%的CO2、60%的粉尘和43%的碳化氢是化石类燃料燃烧时产生的,其中煤燃烧产生的占大多数。燃煤产生的大气污染物中SO2占87%、氮氧化物占67%,CO2占71%,烟尘占60%。由于我国是主要以煤而不是以油、气等优质能源作为主要能源消耗的国家,每年由于燃烧矿物燃料向地球大气排放的二氧化碳仅次于美国居世界第二,预计到2020年,中国将取代美国成为世界二氧化碳排放第一大国。因此,中国对于全球气候变暖承担着重大的责任,而作为耗能大户的建筑,其节能也就成为关系国计民生的重大问题。
四、住宅设计最基本的节能意识:
新疆冬季严寒漫长,因此,住宅建筑设计中,主要空间朝向南,或向南偏东,或向南偏西,历来被认为是合理的设计,这是最基本的节能意识在住宅建筑设计中的应用。在我国的大部分冬冷夏热地区住宅的总体规划和单体设计中,为住宅的主要空间争取良好朝向,满足冬季的日照要求,充分利用天然能源,无疑是最基本的改善住宅室内热环境的设计,是最基本的节能措施。因此,我国现行国家标准《住宅设计规范(GB 50096-1999)》中规定“每套住宅至少应有一个居住空间能获得日照,当一套住宅中,居住空间总数超过四个时,其中宜有两个获得日照。”在现行国家标准《城市居住区规划设计规范(GB 50180)》中,规定了住宅的日照标准的最低时限。
五、节能设计思路
(一)建造内保温复合节能墙体
复合节能墙体通常由绝热材料与传统墙体材料或某些新型墙体材料复合而成。如果绝热材料复合在建筑物外墙的内侧,则称为内保温复合墙体。
1.墙体结构层:系指混凝土现浇或预制品的外墙,内浇外砌或砖混结构的外砖墙。以及诸如承重多孔砖外墙等其他承重外墙。
2.空气层:空气在0℃时导热系数为0024VV/(m·k)。在25℃±5℃时为00256W/(m·k),即使在200℃的情况下仍有00:384 W/(m·k)。由此可见,空气也是一种优良的保温材料。因此,在建筑物中常用材料围成的空气隔离层,不但可以保温隔热。而且具有切断液态水份的毛细渗透、防止保温材料受潮的功能,因为一般外侧墙有吸水能力,而其内表面常因温度低而出现的冷凝水。可被结构材料吸入且不断向室外转移和散发。
3.保温隔热层:这是节能墙体的主要功能部分,常用绝热材料可分为有机、无机 金属等三大类。出于导热系数、抗压强度、蒸汽渗透率、燃烧性能等方面的考虑。此处选用挤塑型聚苯板(XPS)为保温材料。
4.保护层:主要功能是防止保温层受破坏,并阻止室内水蒸汽侵入保温层。出于防火、抗冲击和环保等方面的考虑,宜选用A级无机防火板为保护层材料。
5.? 饰面层:由于A级无机防火板具有优良的表面亲和特性,所以各种饰面材料均可使用,选用的内墙涂料和粘贴瓷砖都有良好的效果。
结合各地的气候和地理环境,借鉴各方面成功和失败的经验,在优化组合的基础上开发的墙体内保温板,具有保温、隔热、隔音、防潮 抗冲击、抗震、呼吸等功能,已在工程中应用。
(二)改善门窗性能
外门窗是住宅能耗散失的最薄弱部位,其能耗占住宅总能耗的比例较大,其中传热损失为1/3,冷风渗透为1/3,所以在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下,尽量减小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,提高外门窗本身的保温性能,减少外门窗本身的传热量。其节能措施有:
1、控制住宅窗墙比。住宅窗墙比是指住宅窗户洞口面积与住宅立面单元面积的比值,JGJ26-1995《民用建筑节能设计标准(采暖居住部分)》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、提高住宅外窗的气密性,减少冷空气渗透。如设置泡沫塑料密封条,使用新型的、密封性能良好的门窗材料。而门窗框与墙间的缝隙可用弹性松软型材料(如毛毡)、弹性密闭型材料(如聚乙烯泡沫材料)、密封膏以及边框设灰口等密封;框与扇的密封可用橡胶、橡塑或泡沫密封条以及高低缝、回风槽等;扇与扇之间的密封可用密封条、高低缝及缝外压条等;扇与玻璃之间的密封可用各种弹性压条等。
3、改善住宅门窗的保温性能。户门与阳台门应结合防火、防盗要求,在门的空腹内填充聚苯乙烯板或岩棉板,以增加其绝热性能;窗户最好采用钢塑复合窗和塑料窗,这样可避免金属窗产生的冷桥,可设置双玻璃或三玻璃,并积极采用中空玻璃、镀膜玻璃,有条件的住宅可采用低辐射玻璃;缩短窗扇的缝隙长度,采用大窗扇,减少小窗扇,扩大单块玻璃的面积,减少窗芯,合理地减少可开启的窗扇面积,适当增加固定玻璃及固定窗扇的面积。
4、设置“温度阻尼区”。所谓温度阻尼区就是在室内与室外之间设有一中间层次,这一中间层次象热闸一样可阻止室外冷风的直接渗透,减少外墙、外窗的热耗损。在住宅中,将北阳台的外门、窗全部用密封阳台封闭起来,外门设防风门斗,防止冷风倒灌,楼梯间设计成封闭式的,对屋顶上人孔进行封闭处理等措施均能收到良好的节能效果。
(三)使用节能的绿色建筑材料
建筑外维护结构的保温隔热性能直接关系到室内环境的热稳定性和舒适性,对降低建筑能耗起着至关重要的作用。国内目前通行的做法是在外维护结构完成后再在上面附加保温层,以改善热工性能。这种方法虽然可以达到一定的效果,但各种高效保温材料价格不菲,而且其生产加工过程也会大量消耗各种能源。因此,建筑节能不应当只着眼于建筑建成后在使用过程中的能耗,还应当从整体系统的观念出发,关注建筑全寿命周期的能源消耗。从这个角度出发,建筑材料就不但要有出色的保温隔热性能,其加工生产过程也应当简单易行,节省能源。位于美国加州霍普兰德山谷中的太阳生活中心(Real Goods Solar Living Center,Hopland,California)创造性地利用稻草垛作为墙体材料。其具体做法是先将稻草加压打捆,再把它们砌成墙体,然后在墙体上喷涂一种8~10 cm的土质护面灰来代替水泥砂浆。完成后的墙体不但具有良好的保温隔热性能,而且兼有较强的防火性,并且无毒无害。无独有偶,美国建筑师塞缪尔·默克比(Samuel Mockbee)设计的布赖恩特(Bryant)住宅也采用了类似的墙体做法,只是具体构造略有不同。需要指出的是,这栋面积为79m2的住宅是建筑师无偿为美国阿拉巴马州黑尔县的一对贫困黑人夫妇而设计的,项目经费全部靠募捐筹集,十分有限。建成后的布赖恩特住宅在各方面都达到了设计要求,并深受使用者的喜爱,他们给这座房子起了一个有趣的绰号——“干草捆住宅”。
实践表明,这种使用农业副产品作为建材的方法可以使多方受益:农民因出卖稻草获利,建造方可以减少材料造价,节省建材能源开支,燃烧秸秆所产生的温室气体也大大减少。由此可见,创造性地采用新型建材往往可以变废为宝,减少污染和能源浪费,从而达到一举多得的效果。新型建材的思路可以是废物的升级利用,当然也可以是科学上的合成,但如果加工处理过程中的能源消耗过大,或工艺过于复杂,也会得不偿失,这一点应当引起注意。
(四)充分利用太阳能资源
太阳能作为一种天然的洁净能源,也是居住建筑设计上广泛推广的节能设计之一。从近年来的能源使用和发展情况来看,煤、电、油的供应紧张已经不容忽视,太阳能应该由“补充能源”向“替代能源”发展。特别是太阳能热水器经过20年的发展,产品的生产研发技术日臻成熟,越来越受到消费者的青睐。另外,从使用效果和居卫的淋浴费用和投资回收周期来看, 太阳能热水器也具有较大的成本优势。然而由于各方面原因,目前太阳能热水器仍以一家一户的零散安装使用方法为主,存在破坏建筑结构、热水温度不稳定等因素。要解决这些问题就必须将太阳能利用装置纳入到建筑设计规范当中,在设计时将太阳能热水器设备纳入到建筑设计之中预留太阳能设置位置,特别是在厨房卫生间内。如果太阳能热水器能够充分加以推广应用,就可以大大节省常规能源,也是建筑节能的发展方向。
六、总结
关键词：现代；住宅节能；设计
中图分类号：TU2文献标识码：A文章编号：
1.现代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.现代住宅建筑，内围结构节能设计
2.1结构的设计
⑴外墙
在建筑护结构中，墙体所占比重最大，占整个建筑耗能的25%。实践证明，相对普通外墙而言，使用节能外墙可使室内温度相差在10℃左右。因此，外墙除了应具有基本的承重、安全围护等功能外，外墙体的保温设计相当重要。在设计中应选用保温隔热性能好的墙体材料，并加设保温隔热层在传热性好的墙体或墙体中传热性好的部位。所以，必须采用新的节能墙体材料代替以往的外墙设计，以保证节能的要求，满足国家抗震、施工等有关规范要求。随着我国建筑节能技术的不断完善和发展，目前我国建筑中采用的新型墙体材料主要有加气混凝土砌块、粉煤灰空心砌块、陶粒砌块和轻集料砌块等，保温节能墙板主要有聚苯乙烯板、挤塑板和泡沫玻璃等。
此外，建筑热工特性的一个重要指标是建筑体形系数，即建筑物和室外大气接触的外表面与建筑物所包围的体积的比值。在满足建筑诸多功能要素的条件下，设计时应尽量减少建筑体形的凹凸或错落，降低建筑物体形系数，建筑体形系数一般应控制在0.3以内，住宅长度以扩大到5.5cm为宜，而进深则宜在lcm以上，以得到合理的有利节能的建筑体形。一般来说，建筑物坐北朝南能够避免太阳的东照西晒，从而达到降低日照影响。因此，建筑物南向墙面的面积应设置得尽量大，其他墙面的外表面积则尽可能小。如果同时配以相应的遮阳隔热措施，效果将更加显著。从热传递角度来说，建筑物实墙通风口处的气流较阳角内侧好，且散热面相对较小，一般来说，建筑物的交角处是耗能量较大的部位。据分析，把建筑物设计成圆柱形，即外墙棱角少、外表面积也小，则会有利于减少能量的消耗。所以为了建造节能建筑，设计时，要选择外表面整齐的建筑，而非外表面凹凸变化的建筑。
⑵外窗
在建筑护结构中，窗户是耗热的薄弱环节，也是薄壁的轻质构体。在建筑能耗方面，建筑护结构总散热量中，铝、钢、塑窗散热量平均约占50%，所以节能工作的重点就是改善门窗的绝热性能。①合理控制窗墙面积比：建筑窗户洞口面积与建筑立面单元面积的比值即为建筑窗墙比。据统计，经窗户传递的热量是同面积墙体传递热量的2～4倍，因此，必须适当地减小窗面积，以减小空调的能量损耗。但设计时要按照不同地区气候特征来合理控制窗墙比。如在南方地区，为了能在冬季可以获得较多的太阳辐射热，在夏季利用较大的南向窗户进行自然通风，建筑设计中的窗墙比要比北方地区的要大一些。②加强外窗的遮阳措施：冬季室内热量散失的最薄弱环节之一就是建筑外窗，其能耗是同面积屋顶的5倍、墙体的4倍，对建筑能耗影响较大。因此可增设外阳卷帘、遮阳百叶、遮阳板、遮阳棚。此外，为了达到一定的遮阳效果，可以适当增加南向阳台的挑出长度。③加强外窗的隔热性能。可采用保温隔热性能好的玻璃，或者采用有很好效果的贴热反射薄膜，特别是选用对太阳光中红外线反射能力强的反射材料，如热反射镀膜玻璃、低辐射Low-E玻璃、双银Low-E玻璃等。④改善外窗的保温性能。利用空气间层热阻大的特点，采用多层玻璃窗或中空玻璃，以减少空气渗透，最终降低耗能。
⑶屋顶
由于受阳光直接照射，建筑物的屋顶表面温度比其他围护结构高得多，屋顶耗热量约占整个住宅建筑耗热量的7%～8%。有数据表明，夏季顶层房的室内温度要比其他层高约3℃左右。因此，为了形成二次隔热，减少屋面温度的影响，在设计时，可以考虑在顶屋设置通风隔热层，或者直接将设备间设在顶层等。此外，考虑到某些因素，如倒置式屋顶较正置式保温屋顶耐久，非金属浅色的屋顶比深色的屋顶反射率更高、更能降低能源消耗，屋顶排水采用有组织排水，收集的雨水可以通过中水系统的处理进行冲刷、浇花，可节省资源，故在炎热地区的屋顶还可以采用倒置式、浅色坡、绿化、蓄水屋顶等方法进行节能。 2.2内围结构的设计
节能住宅底层地坪或地坪架空层的保温性能应大于外墙传热阻的1/2。为使其在冬季能方便关闭，当地坪为架空通风地板层时，应在通风口设置活动的遮挡板。另外，对于空铺实木地板或胶结强化木地板层面，要关注下面垫层的防潮设计。
3.结语
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。
参考文献：
关键词：住宅；外墙；外窗；屋面；节能设计；经济分析
可持续发展成为当今社会发展的主旋律。现阶段我国大力推进建筑节能，建筑节能处在关键时期。为贯彻落实国家建筑节能政策，积极推广建筑节能技术，对住宅建筑进行建筑节能设计是非常必要。而不同地区的节能设计方法是不同的，南方沿海城市是冬暖夏热的气候特点，主要应重点解决夏季隔热、通风、护构造的抗风压、防雨水以及外窗采光和遮阳的平衡。本文结合南方住宅建筑实例，探讨建筑节能设计问题。
1 工程概括
某高层住宅建筑工程，位于广东湛江沿海地区,是夏热冬暖的典型地区,四周环海,共五栋高层住宅,楼高近100m,建筑面积近20万m2。外墙大部分为剪力墙。
2 设计思路
本工程围护构造节能设计应适应夏热冬暖地区沿海城市气候和周边环境特点,其中外墙构造应注重适当的热工性能、安全性和防雨水渗透性能；外窗应注重遮阳、通风和隔声性能；屋面构造应注重热工性能和防雨水渗透性能。下面重点讲述围护构造方面的设计思路。
2.1 外墙
该工程外墙大部分为剪力墙(大部分200mm厚),热工性能极差[K值约3.5W/(m2.K)],基本风压大(0.8kPa),而且建设单位要求外贴面砖。为提高外墙的热工性能以及房间的舒适度,需要对外墙构造进行改善,目前剪力墙改善热工性能的方法有两种:内保温和外保温方式,表1为内外保温措施的特点分析。
表1内外保温优缺点
应建设方要求,在初步设计设想中,外墙提供五种设计方案,三种为为外保温系统(方案一～三),二种为内保温系统(方案四～五),详见表2。
表2外墙保温构造设计方案对比表
据考察,目前该地区还没有相关类似工程的外保温施工经验,国内外虽然有众多外保温产品可以提供选用,但厂家难提供超过本工程难度的实例,而内保温在解决该类工程也有一定优势。综合考虑工程实际及现有的保温构造优缺点,干挂外保温和内保温措施(方案三～五)都是较适合的选择。
2.2 外窗
外窗是建筑围护构造的重要组成部分,也是一个薄弱环节。外窗的热工性能主要由四个方面决定:传热系数、遮阳系数(包括建筑外遮阳)、气密性和可开启面积。由于本工程位于夏热冬暖地区的南区,用节能软件计算可以知道,外窗的传热系数对建筑节能效果影响不大,主要应控制外窗系统遮阳系数和气密性。
原建筑设计采用断热铝合金型材,由于断热铝材主要是改善铝合金型材的热桥效应,降低窗户传热系数。而传热系数的大小对本工程(夏热冬暖地区的南区)的节能效果影响不大,而且断热铝材的价位高(每平方米窗增加100元左右),把资金投入这方面,意义不大。粉末喷涂铝材价位较合适,同样断面抗风压强度比PVC塑料型材高,能满足节能设计需要,而且表面颜色可根据建筑外观设计要求进行订货。
遮阳系数在节能设计中有两部份组成:窗本身遮阳系数SC和建筑外遮阳系数SD。因此建筑设计时建筑师应尽可能结合建筑立面特点设计固定外遮阳或活动外遮阳；而窗本身遮阳系数主要通过选择合适的玻璃来实现,考虑到住宅建筑和南方居家的心理特点,玻璃的选择应兼顾可见光透过率(>0.5)和可见光反射率(
外窗气密性能对节能效果影响较大。室外空气通过渗透作用影响室内热环境。外窗的气密性能与开启型式、型材断面、密封材料性能和组装厂的加工工艺有关。因此,具体施工时,材料质量和组装企业资质应加以考核。
外窗可开启面积的控制对于南方地区的节能有重要的影响。由于节能率是通过计算设定的条件下(围护构造密闭、一定的室内外温度)空调采暖设备运行的能耗大小得出的,外窗可开启面积对节能率没有影响,但南方地区建筑实际使用过程中,夏季早晚通过引入室外温度较低的空气来改善室内热环境,减少空调设备使用时间,是一个很好的节能方式,因此节能标准中对外窗可开启面积有一个强制性规定。
2.3屋面
屋面构造的热工性能对于整栋建筑的节能率影响不大,但对于顶层建筑室内的热环境影响巨大。夏热冬暖地区屋面构造现阶段主要通过两种方式来改善顶层室内环境热工性能:提高热阻和降低外表面温度。
提高热阻―――就是在构造中增加保温材料,提高热阻,降低传热系数的目的。现阶段最常用保温材料是挤塑板(即XPS),它导热系数较低、吸水率低、抗压强度高,很适合用于屋面保温隔热,而且目前挤塑板市场竞争激烈,价位很低,但产品质量也参差不齐,差别很大,价位区间较大(400～900多元/m3)。建议应选用品牌厂家,并应抽样检测来保证质量。
降低外表面温度主要通过外遮阳、反射或水分蒸发方式来实现。比如屋顶表面增加一层遮阳设施、隔热涂料、蓄水屋面、种植屋面等等。这种具有南方地区特色的屋面构造是值得我们探索和倡导的。
3设计结果
本工程建筑设计时,迎合目前该地区用户的消费心理,各朝向开大面积外窗,而且大部分外墙为剪力墙构造,致使窗墙面积比和外墙热工指标均超过规定性指标要求,可用对比评定法对它进行节能综合评价。
屋顶、外墙、外窗达到相同节能效果,外墙的投资比例较大。但考虑东西住户、屋顶住户的室内热环境,从节能和用户舒适性角度,应优先改善屋顶、东西外墙和外窗的隔热性能,中间住户应优先改善外窗的热工性能。这样可最大限度的提高性价比。首先对东西外墙、屋面、外窗按上述设计思路进行节能设计,对围护构造各热工性能进行调整,用对比评定法初步核算,直到设计建筑能耗不大于参照建筑能耗,即完成一次节能构造的调整。结果如表3(核算结果一),可以看出,在东西外墙、屋面参数设置相对合理的基础上,需要把玻璃的遮蔽系数Se降低至0.32,设计建筑空调采暖耗电指数才小于参照建筑,而Low-E中空玻璃在该参数条件下,可见光透过率小于0.4,无法满足建设方和用户最大限度的通、透、亮要求。因此,必须对南北外墙也进行保温处理,经对比评定法再次核算。其中玻璃的遮蔽系数Se调至0.5。可见光透过率也可达到0.6左右,可满足建设方和用户的需求。
本工程节能设计的围护构造最后选用的结果:屋顶、各朝向外墙和外窗都选用较好的节能材料,它不一定是最佳结果,但是在综合考虑到现有的技术条件、建设方的定位、资金的投入、管理部门的政策等方方面面的影响得出的较为均衡、稳妥的方案。
4 经济分析
为了全面了解建筑节能设计对建造成本影响,以本工程其中一栋建筑为例,选用构造(核算结果二)与常规建筑进行经济比较。
表3节能建筑增加费用(建筑面积:29569m2)
注：围护构造常规措施: 屋面(水泥板架空),外墙(无内外保温措施),外窗(铝合金单玻窗或PVC塑料单玻窗)。
从表3经济分析可以看出,项目各方面都使用较好的节能措施,每平方米建筑面积基本可以控制在100元左右,并给项目增加不少的卖点,就算把该成本分摊到用户头上,每户仅增加几千元的费用,应该也是乐意接受的。
5 总结
总之，住宅建筑的节能设计将是我国建筑业的发展方向，建筑节能有利于从根本上促进能源资源节约和合理利用，缓解我国能源资源供应与经济社会发展的矛盾。我们建筑设计人员一定要认识到节能设计的重要性，根据建筑所处气候区的特点、建筑的结构型式，运用科学的设计方法，改善建筑的节能效果，创造出更多的节能环保的建筑精品。
参考文献
【关键词】住宅建筑；节能设计；必要性；措施
近年来，随着我国建筑数量的日益增多，建筑的能源消耗量增大，能源问题也变得日益严重，已制约国家经济建设和社会的发展的需要，因此，如何节约建筑能源成为人们首要关注的焦点。对目前来说，我国建筑耗能居于世界之首，而住宅建筑与人们的生活密切相关，如果在住宅建筑节能设计能降低能耗，促进能源节约和合理利用，就可以实现城市建设的可持续发展。因此，如何做好建筑节能设计工作势在必行。
1 建筑节能设计的必要性
随着我国城镇化进程的不断发展，住宅建筑建设规模巨大，建筑能耗在整个商品能耗中占有相当大的比重，特别是我国改革开放的巨大变化，国民经济的快速发展和人民生活水平日益提高，其所占比例也越来越大。而前期的住宅建筑由于单纯强调建筑造价低廉，没有可供参考的建筑热工和建筑节能等方面的国家或地方标准规范，致使住宅建筑的围护结构不科学，严重影响了建筑本身的固有功能和居民的舒适度，导致住宅采暖耗能、空调耗能等较高。但通过更新建筑保温内部结构建材和工艺，保温效果将明显提升，因此，实施住宅建筑节能具有重要的意义。
2 住宅建筑节能设计的措施
2.1 建筑规划节能设计
城市建筑都是自成建筑群或是与相邻建筑构成群体关系。通过合理的设计布局，可以最大限度的取得自然通风采光等自然条件，从而减少建筑内人工能源的消耗，甚至不需要消耗额外能源就可以满足人们使用的各种要求。建筑布局时要考虑到周围建筑环境对建筑用地的各种影响，总平面布置时统筹设计，尽量用自然条件来满足主体建筑使用中的各种采光通风需要。例如，在某住宅小区规划时，将高层板式的楼布置在西北方位，阻挡住深入小区中心的寒冷西北风。而将点式楼布置于东南向，中间交错布置多层与小高层，就可以较好地组织夏季穿堂风。同时住宅小区环境设计时，引入水体和植被，夏季临近水面的空气温度低3～4度， 可以形成局部温差，促成空气积极流动，达到调节住宅楼温度的效果。
2.2 建筑造型的节能设计
城市建筑设计既要注意自身形象外观设计，同时也要注意建筑造型对建筑节能的影响。 建筑节能规范里的建筑体型系数这一指标就是通过表面积与围合体积的比例，控制建筑体量的凹退，从而降低散热面积。譬如设计采用南向弧线的形式，增加南向的表面积，同时减少北向门窗面积，可以较好的利用南向阳光的自然条件，同时减少北向的热量损失。在城市建筑设计时，应该控制不利因素，创造积极因素，使造型与节能二者协调一致，互相促进。再譬如，同一建筑物的顶部分别设计为坡顶和平顶。相比之下，坡顶的造型既可以丰富天际轮廓线，还可以增加一个缓冲层，降低顶层用户屋顶与外界交换热量而导致的温度变化幅度。 坡顶部分如果设计为通风顶，能更好地降低夏季建筑吸热。在通风顶棚空间里铺设一层保温材料，将取得比平顶保温构造更好的保温效果。因为大多松散质地的建筑保温材料性能好， 但是遇到水和水汽就会失去保温作用，而搁置在通风坡顶夹层正是最好的选择。平顶的造型一般要选择憎水型的保温材料，否则屋面直接曝露于大气，长久风吹日晒，容易导致保温效果降低。
2.3 建筑细部节能设计
节能型城市建筑设计也要贯彻到建筑细部的处理，从而真正达到节能效果。建筑的墙体和屋面等对外部位用保温材料包裹，尤其混凝土构件这些薄弱的“冷桥”构件部位加厚保温材料等方法降低能量损失。保温材料的运用可以提高建筑墙体的热阻，降低通过墙体和屋面的热量交换，节约建筑采暖或制冷的能耗。屋面以及墙面等太阳直射的建筑部位还可以增做通风隔板的细部构造措施，利用室外空气换热带走吸收的热量，避免夏季吸热升温，从而节约空调制冷的建筑能耗。
2.4 附加设施节能设计
每一个城市建筑单体就是一个能源细胞，共同构成了城市这一能源消耗主体，如果能充分发掘城市建筑自身的占地优势，附加设施生产能源，就能将城市建筑变成一个个能源生产体，补充自身消耗的能源。国内城市建筑幅员广阔，占据城市的大部分面积，如果利用太阳照射的各处受光面，譬如在建筑的屋面和停车场顶棚等处加设光电转化的光电池板，将太阳能转化成电能，供城市建筑使用，不失为一种增收节能的途径。
2.5 住宅单体节能设计
2.5.1 合理地使用面积
每户面积标准的提高，应与经济发展水平和能源基础条件相适应。超越当前现实，过分追求大面积的住宅，购房热刺激下的互相攀比，均不应提倡。应提倡节约型住宅。合理的使用面积，是当前最有效的节能措施。可以节约建材、节约劳动力和建造、使用、维护过程中的大量能源。
2.5.2 合理布置平面
在住宅设计中，首先要确定卧室、起居室、餐厅、厨卫等功能空间的合理尺度、面积、开间和进深，当前有盲目扩大起居室面积，每套住宅设大小几个卫生间。进户过厅和景观平台等的奢华倾向。要关注功能空间的紧凑性，避免与功能无关的空间尺度，出现过多的交通面积等。应尽可能多地布置主要居住空间于南向，并做好日照、通风和空气对流（表1）。
2.5.3 提高住宅的层数
提高住宅层数与提高居住区的容积率，成正比关系。但是，节地的曲线，并非始终直线上升。当住宅达到一定数量的层数，容积率增加就显得缓慢，因为住宅用地由住宅基底用地和住宅日照间距用地两部分组成，住宅层数增加只能重复利用住宅基底用地，随着层数的增加，日照间距仍要扩大。所以.一般由低层升至多层，节地效果最为明显，至中高层，效果尚可，至高层，节地效果并不明显，节地曲线呈平缓状。不同层数住宅，优缺点的比较。①低层：居住环境较好，建设用地耗量大。②多层：节地效果较好，能营造较好的居住环境。③中高层：节地效果最明显.当18层以下布置―个安全出口、使用一部电梯时，影响造价较小，登高远眺、视线扩大。④高层：能节省建设用地，做好居住区的环境，外部空间通透.视野开阔。但是建设投资大，建设周期长，日常维护费用大。高层住宅中的居民，有远离地面、束之高阁的心里感受。因此，在城市边缘地段、III坡地、风景区宜建低层住宅；中小城市宜建多层住宅，少量中高层住宅；中大城市宜建巾高层住宅，少量多层住宅；特大城市宜建高层和中高层住宅。
2.5.4 合理控制体形系数
规范规定了不同气候地区的体形系数标准值，以控制护结构的面积。为调节体形系数的超限，允许以加强护的保温隔热措施来弥补。夏热冬暖地区为增加自然通风流量适当多些可以理解，但应避免因追求建筑阴影或立面凹凸变化，所造成的过大的体形系数。
2.5.5 合理控制窗墙面积比
应从地区、朝向和房间功能出发，合理选择窗面积的大小。窗面积过大，并不反映建筑现代化。应强调不同朝向、不同功能房间、多层和高层住宅的开窗有别，不能随意开设落地窗、飘窗、多角窗、低窗台。
3 结论
总之，住宅建筑节能设计不仅要满足居住环境的舒适度，而且要在保证环境质量的前提下进行节能设计。通过对住宅建筑整体进行合理的布局，做好绿化节能设计，并对住宅建筑结构、门窗及过渡空间等进行有效的节能保温设计，以达到节能降耗的目的。
参考文献
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