住宅節(jié)能設(shè)計(jì)方法 一、引言 住宅區(qū)的規(guī)劃應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn)，因地制宜，使建筑群的規(guī)劃布置和建筑物的平面布置有利于自然通風(fēng)，保留自然水域面積，增加植被綠化，減少硬化地面，形成小區(qū)微氣候。規(guī)劃中還應(yīng)注意盡可能爭(zhēng)取最有利的建筑朝向，采用南北向或接近南北向，使建筑冬季可以增加太陽(yáng)輻射熱，夏季可以減少太陽(yáng)輻射熱，且與當(dāng)?shù)叵募镜闹鲗?dǎo)風(fēng)向一致。建筑物的單體設(shè)計(jì)應(yīng)控制其體型系數(shù)，將體型系數(shù)控制在一個(gè)較低的水平上，以減少其圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱損失，降低建筑能耗。夏熱冬暖地區(qū)居住建筑的平面布置還應(yīng)有利于組織夏季涼爽時(shí)間的穿堂風(fēng)。 二、影響建筑能耗因素 影響建筑能耗最主要的原因是建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能的優(yōu)劣，我國(guó)現(xiàn)有居住建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能普遍較低，直接影響了室內(nèi)熱舒適度。比如處于夏熱冬暖地區(qū)，夏天普遍需要空調(diào)，建筑整體的耗能量大。因此，我國(guó)制定的三個(gè)地區(qū)的居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，都把提高建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能作為核心內(nèi)容，這也是建筑節(jié)能的最有效手段。 三、建筑節(jié)能的方法 建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要包括屋頂、外墻和外窗三個(gè)部分：屋頂采用高效的保溫隔熱屋面，其傳熱系數(shù)、熱惰性指標(biāo)應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，有條件的可采取屋頂綠化等措施，降低夏季太陽(yáng)輻射得熱，外墻應(yīng)研究并推廣具有低熱轉(zhuǎn)移值的外墻材料，采用新型節(jié)能墻體材料，如加氣混凝土砌塊等，建筑外墻的熱功能性應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。南方地區(qū)建筑外墻保溫隔熱措施還包括外墻表面采用淺色設(shè)計(jì)，以反射太陽(yáng)輻射熱，一般東、西面外墻采用構(gòu)架或爬藤植物遮陽(yáng)，還可采用中空墻體結(jié)構(gòu)，形成隔熱的空氣間層等；外窗，建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱功性能最薄弱的環(huán)節(jié)是窗戶，在建筑能耗方面，鋁、鋼、塑窗散熱量平均約占建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)總散熱量的50。因此，控制窗墻比，提高窗戶的保溫隔熱性能，是提高建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能指標(biāo)的有效途徑。一方面，在保證居室采光通風(fēng)條件的前提下，控制窗墻比，減少外墻傳遞的熱量；另一方面，推廣應(yīng)用新型節(jié)能門窗，滿足節(jié)能和使用要求。根據(jù)研究表明，建筑節(jié)能大致有以下幾個(gè)方法：l屋面節(jié)能；2墻體節(jié)能；3門窗節(jié)能； (一)屋面節(jié)能 我國(guó)的可利用能源是極為有限的，這已經(jīng)引起了我國(guó)的高度重視提高建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能是降低建筑能耗的關(guān)鍵。屋頂作為一種建筑物外圍層室內(nèi)溫度圍護(hù)結(jié)構(gòu)所造成的室內(nèi)外溫差傳熱耗熱量，大于任何一面外墻或地面的耗熱量。因此，提高屋面的保溫隔熱性能，對(duì)提高抵抗夏季室外熱作用的能力尤其重要，這也是減少空調(diào)能耗，改善室內(nèi)熱環(huán)境的一個(gè)重要措施。在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，屋頂所占面積較小，能耗約占總能耗的810。因此，加強(qiáng)屋頂保溫節(jié)能對(duì)建筑造價(jià)影響不大，節(jié)能效益卻很明顯。主要有下面三種方法： 1、倒置式屋面 傳統(tǒng)屋面工程中通常用的保溫材料如水泥膨脹珍珠巖、水泥蛭石、礦棉巖棉等都是非憎水性的，這類保溫材料如果吸濕后，其導(dǎo)熱系數(shù)將陡增。因此普通保溫屋面中需在保溫層上做防水層，在保溫層下做隔氣層，從而增加造價(jià)，使構(gòu)造復(fù)雜化。其次，防水材料暴露于最上層，加速其老化，縮短了防水層的使用壽命，故應(yīng)在防水層上加做保護(hù)層，這又將增加額外的投資。再次，對(duì)于封閉式保溫層而言，施工中因受天氣、工期等影響，很難做到其含水率相當(dāng)于自然風(fēng)干狀態(tài)下的含水率：如因保溫層和找平層干燥困難而采用排氣屋面的話，則由于屋面上伸出大量排氣孔，不僅影響屋面使用和觀瞻，而且人為地破壞了防水層的整體性，排氣孔上防雨蓋又常常容易碰踢脫落，反而使雨水灌入孔內(nèi)。正因?yàn)榇嬖谶@些問(wèn)題，現(xiàn)在工程中經(jīng)常采用倒置式屋面，所謂倒置式屋面，就是將傳統(tǒng)屋面構(gòu)造中的保溫層與防水層顛倒，把保溫層放在防水層的上面。這種保溫層強(qiáng)調(diào)“憎水性”保溫材料，如擠塑聚苯板等。倒置式屋面能夠最大程度減少上述不利因素的影響，保證屋面的節(jié)能效果。 2、屋面綠化 (1)屋面綠化對(duì)周圍環(huán)境的影響。建筑屋頂綠化可明顯降低建筑物周圍環(huán)境溫度0.54，而建筑物周圍環(huán)境的溫度每降低1，建筑物內(nèi)部空調(diào)的容量可降低6%。對(duì)低層大面積的建筑物，由于屋面面積比墻面面積大，夏季從屋面進(jìn)入室內(nèi)的熱量占總圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱量的70以上；綠化屋面外表面最高溫度比不綠化的屋面外表面最高溫度(60以上)可低20以上。而且城市中心地區(qū)熱氣流上升時(shí)，能得到綠化地帶比較涼爽空氣流的自然補(bǔ)充，達(dá)到調(diào)節(jié)城市氣候的效果。同時(shí)不論北方或南方，種植屋面保溫效果都很明顯，特別是干旱地區(qū)，入冬后草木枯死，土壤干燥，保溫性能更佳，保溫效果隨土層增厚而增加。而增加種植屋頂有很好的熱惰性，不隨大氣氣溫驟然升高或驟然下降而大幅波動(dòng)。綠色植物可吸收周圍的熱量，其中大部分用于蒸發(fā)作用和光合作用，所以綠地溫度增加并不強(qiáng)烈，一般綠地中的地溫要比空曠廣場(chǎng)低1017.8。 (2)綠化屋面的荷載及植被。屋頂綠化與地面綠化的一個(gè)重要區(qū)別就是種植層荷重。應(yīng)根據(jù)屋頂?shù)牟煌奢d以及植物配置要求，制定出種植層高度。種植土宜采用輕質(zhì)材料(如珍珠巖、蛭石、草炭腐殖土等)。種植層容器材料也可采用竹、木、工程塑料、Pvc等以減輕荷重。若屋頂覆土厚度超過(guò)允許值時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致屋頂鋼筋硅板產(chǎn)生塑性變形裂縫，從而造成滲漏。所以必須嚴(yán)格按照規(guī)范確定覆土層厚度。 3、淺色坡屋面 現(xiàn)在大部分的住宅依然采用平屋頂，在太陽(yáng)輻射最強(qiáng)的中午時(shí)間，太陽(yáng)光線對(duì)于坡屋面是斜射的，而對(duì)于平屋面是正射的，深暗色的平屋面僅反射不到30的日照，而非金屬淺色的坡屋面至少反射65的日照，而且平屋面的防水較為困難，且耗能較多。一覽建筑文庫(kù)/jz/若將平屋面改為坡屋面，在坡屋頂內(nèi)鋪釘玻璃棉氈或巖棉氈，不僅可提高屋面的熱工性能，還有可能提供新的使用空間(頂層面積可增加約60)，也有利于防水，并有檢修維護(hù)費(fèi)用低、耐久之優(yōu)點(diǎn)。在中小型建筑如居住、別墅及城市大量平改坡屋面中被廣泛應(yīng)用。 (二)墻體節(jié)能 墻體是建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的主體，墻體的節(jié)能設(shè)計(jì)直接影響到建筑的耗能。根據(jù)保溫隔熱材料在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的使用部位不同，分為內(nèi)墻保溫隔熱材料和外墻保溫隔熱材料；根據(jù)節(jié)能保溫材料的狀態(tài)不同分為板材(固體)保溫隔熱材料和漿體保溫隔熱材料。廣義上講，板材保溫隔熱材料，使用地區(qū)和范圍比較故其可以在外墻外保溫工程中使用，也可以在外墻內(nèi)保溫工程中使用。板材保溫隔熱材料的保溫主體可以是發(fā)泡型聚苯乙烯板、擠出型聚苯乙烯板、巖棉板、玻璃棉板等不同材料。板材保溫隔熱材料又可分為單一保溫隔熱材料和系統(tǒng)保溫隔熱材料。 1、單一保溫隔熱材料，是保溫工程應(yīng)用的主體。如：發(fā)泡型聚苯乙烯板、擠出型聚苯乙烯板、巖棉板、玻璃棉板等。2、系統(tǒng)保溫隔熱材料是指將單一保溫材料與其他輔助材料復(fù)合而成為一個(gè)系統(tǒng)，稱為系統(tǒng)保溫隔熱材料現(xiàn)有的系統(tǒng)保溫材料有如下幾種：(1)外墻外保溫系統(tǒng)：發(fā)泡型聚苯乙烯板(或擠出型聚苯乙烯板)+耐堿玻纖網(wǎng)布+含有膠粘劑的聚合物砂漿(2)內(nèi)保溫系統(tǒng)：發(fā)泡型聚苯乙烯板(或擠出型聚苯乙烯板)+紙面石膏板、GRc保溫板(發(fā)炮型聚苯乙烯板與水泥砂漿復(fù)合)、巖棉夾心保溫板、增強(qiáng)水泥聚苯保溫板等。 (三)門窗節(jié)能 門窗往往是建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中保溫、隔熱和節(jié)能的薄弱環(huán)節(jié)。提高建筑玻璃材料的熱工性能，目的是控制窗或幕墻表面溫度冬季過(guò)低、夏季過(guò)高，節(jié)省采暖或制冷能耗。由于玻璃的傳熱能力比磚墻大許多，所以充分利用保溫隔熱性能好的玻璃窗能有效降低建筑物的能耗。建筑文庫(kù)/jz/的首要措施是增加窗玻璃層數(shù)，在內(nèi)外層玻璃之間形成封閉空氣層。同時(shí)在窗上加貼透明聚酯膜也是個(gè)有效的方法；還可以加設(shè)門窗密封條提高門窗氣密性。 當(dāng)前使用的幾種節(jié)能玻璃材料主要有鍍膜玻璃、中空玻璃和帶薄膜型熱反射材料玻璃。鍍膜玻璃主要有太陽(yáng)能熱反射玻璃、低輻射玻璃和多功能鍍膜玻璃。從國(guó)內(nèi)外玻璃材料圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計(jì)來(lái)看，通常主要采用以下幾種方法： 1、根據(jù)建筑的性質(zhì)、使用功能以及建筑所處的氣候環(huán)境條件來(lái)設(shè)計(jì)窗、幕墻，對(duì)建筑的窗墻比應(yīng)有一定的控制。因?yàn)榇皯裘娣e率直接影響建筑的采光及采暖空調(diào)的能耗，一般窗墻比應(yīng)控制在0.3左右。尤其在嚴(yán)寒地區(qū)和炎熱地區(qū)，在設(shè)計(jì)大面積采用玻璃門窗和幕墻時(shí)，要選擇采光、隔聲熱工性能良好的新型玻璃材料。根據(jù)不同地區(qū)選擇不同的熱反射玻璃、Low-E復(fù)層玻璃(中空玻璃)以及保溫玻璃等材料。 2、根據(jù)建筑日照設(shè)計(jì)原理，合理設(shè)計(jì)窗戶遮陽(yáng)措施，減小玻璃面的日照面積，降低夏季空調(diào)能耗。在進(jìn)行遮陽(yáng)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮各個(gè)地區(qū)氣候特點(diǎn)，對(duì)于冬冷夏熱地區(qū)冬季需要日照、夏季需要遮陽(yáng)，應(yīng)采用活動(dòng)式遮陽(yáng)措施。在設(shè)計(jì)遮陽(yáng)構(gòu)造時(shí)要結(jié)合玻璃門窗、幕墻建筑的整體藝術(shù)效果，材料與顏色進(jìn)行考慮，而且形式要簡(jiǎn)單、美觀，便于清洗、安裝。 四、結(jié)語(yǔ)語(yǔ)： 綜上所述，在我國(guó)，特別是夏熱冬暖地區(qū)，建筑節(jié)能工作剛剛起步。一方面，政府應(yīng)重視、引導(dǎo)，制定法規(guī)并