绿色住宅建筑节能设计研究
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摘要:实施节能减排是建设生态文明的重要战略举措，当然建筑节能也在其中。如何在住宅建筑设计中，更好地利用自然能源，提高住宅建筑中能源利用效率，则是建筑师需要探讨的课题。本文介绍了建筑节能的重要性及其节能措施。
关键词:绿色住宅；建筑节能设计；技术；能源
随着我国经济的长期高速增长，能源消耗也快速增加，目前已经成为世界第二大能源消费国。建筑是能耗大户，不仅大量既有建筑中采暖、空调、照明、家用电器、炊事用具等用能设备消耗着大量能源，而且新建建筑的建造过程中消耗了大量的钢铁、有色金属、水泥、玻璃、塑料等建筑材料，在这些建材的生产过程中也消耗着大量的能源。建筑物的建造过程建筑设计方案是否满足节能设计要求在很大程度上决定了其整个寿命周期内是否达到建筑节能的目的，通过设计降低建筑的能耗，可减少全球的能耗，有利于保持整个生态系统的稳定。节能建筑的设计与评价密不可分，节能评价是实现建筑节能设计的必要手段，节能建筑的设计要求建筑设计人员在设计阶段对所设计的建筑进行建筑能耗分析，以评价建筑方案是否节能。
1、节能住宅的概念
节能住宅是基于能源危机引发的人们对于生活方式、生活态度全面思考后提出的解决途径。节能住宅，是指通过科学的设计、采取新型材料来提高建筑围护结构(通常指外墙、屋面、外门窗和楼板)的热工性能，同时提高采暖、空调能源利用效率，最大程度的把室内自然温度控制在人体舒适温度范围内，从而为人类居住者提供健康、舒适、环保的居住空间，同时并利用各种可再生资源，使节能建筑的耗能降低。
2、建筑节能设计方法现状
目前常用的建筑节能设计方法有两种：按规定性指标设计和按性能性指标设计。按规定性指标设计是指建筑物体形特征和围护结构热工性能等均按有关建筑节能标准进行设计。性能性指标由建筑热环境质量指标和能耗指标两部分组成，按性能性指标设计是指在同时满足建筑热环境质量指标和能耗指标的前提下，设计人员可自行确定建筑物体形特征和耐沪结构热工性能等的具体技术参数。
3、建筑设计中的基础节能意识
在建筑节能方面，国外流行的技术在国内不一定适用，适用于城市的节能技术在农村不一定可行，适用于北方地区的节能技术不一定适用于南方地区，适用于住宅建筑的节能技术并不一定适用商业建筑，因此在建筑节能设计时，应针对中国国情，具体建筑特点和使用特点、当地的气候条件、各种用能系统的技术特点，进行模拟分析和综合优化设计，应从节能管理、技术节能、行为能力等多方面展开。在重视行政管理、技术监督、技术创新的同时，也要重视机制创新，充分调动市场机制的巨大作用，推动建筑节能的快速发展。
4、绿色住宅建筑的合理布量与建筑节能设计
根据我国所处的地理位置与气候状况，以及规划要求，建筑之间的距离要满足日照要求，为房屋提供良好的朝向，可以提高日照和通风要求。目前我国各地区都有相应的地方性住宅标准设计，可以为住宅选型的参考，如炎热地区住宅设计首先需满足居室有良好的朝向和自然通风，避免西晒；而在寒冷地区，主要是冬季防寒防风雪。如内蒙古自治区《居住节能规范节能设计标准》中规定，建筑总平面的布置和设计，应充分利用冬季日照的有效时间并防止冬季主导风向的冷风渗透，优先选择当地的最佳朝向或适宜朝向。
住宅建筑的尺度包括进深、面宽、层高，对节能具有直接的影响，由几何学可知，圆的内接矩形中以正方形的面积最大，周长最短。因此一般认为一梯两户的住宅单元进深在11米以下时每增加1米，每公顷用地可增加建筑面积1000平米，同时因外墙缩短节约材料和能量，进深l1米以上效果则不明显。关于住宅的层高，据分析层高每降低10厘米，便能降低造价1％，节约用地2％，但必须满足通风、采光要求，同时要顾及居民生活习惯和心理承受。
住宅在不同的时期有不同的住宅标准，能较好的体现居住性、舒适性和安全胜的大众住宅，具体可体现为：不同的套型配置合理，套型类别和空间布局具有较大的灵活性，以保证多种选择。适应生活方式的变化和时代的发展，延长住宅使用寿命，平面布置合理，体现为动静分离、洁污分离等，并为住宅留有装修改造的余地；住宅设备完善，节约能源。一套住宅中，卧室是私人空间。“厅”在现代住宅中，已成为居住者各种起居活动的主要空间。白天的日照、阳光对于起居活动中心的“厅“来讲，更有直接的节能意义。
5、建筑构造节能设计
1)墙体节能。目前我国在严寒和寒冷地区的外墙保温首选外保温构造，墙体的保温性能及其所用材料的保温性能直接影响建筑的耗热量。如以鄂尔多斯地区住宅类型的中高层为例，体型系数≤0.26时，外墙传热系数不大于0.45W/(m2•K)，查看《全国民用建筑工程设计技术措施》节能专篇，可知190mmm混凝土空心砌块和90厚的聚本板的传热系数是0.43W/(m2•K)，满足节能要求；但有时体型系数不符合要求就需要能量消耗的计算，因此需要更好的外保温材料，如挤塑聚本板、外墙夹芯保温、其他复合体墙体保温等。
2)楼地面节能。楼地面的节能，可根据底面是不是接触室外空气的层间楼板、底面接触室外空气的架空或外挑楼板以及底层地面，地面还周边地面和非周边地面，根据不同情况采用不同的技术。①在楼板上面的保温层，宜采用硬质挤塑聚本板、泡沫玻璃保温板等板材或强度符合地面要求的保温砂浆材料，其厚度应满足建筑节能设计标准的要求。②在楼板下面的保温层，宜采用强度较高的保温砂浆抹灰，其厚度应满足建筑节能设计标准的要求。③底面接触室外空气的架空或外挑板宜采用外保温系统。④严寒及寒冷地区采暖建筑的底层地面应以保温为主，在持力层以上的土壤层的热阻已符合地面热阻规定值的条件下，宜在地面面层下铺设适当厚度的板状保温材料，进一步提高地面的保温眭能。
3)屋面节能。屋面保温可采用板材、块材或整体现喷聚氨酯保温层，屋面隔热可采用架空、蓄水屋面。保温层宜选用吸水率低、密度、导热系数小并有一定强度的材料，如：EPs板、xPS板、泡沫玻璃等。
4)门窗、幕墙节能。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，在满足住宅建筑的使用要求的条件下，尽量满足居住建筑节能的窗墙面积比，也就是说减少窗户的面积。我国对门窗的节能要求：气密性、抗风压性、水密性、保温性。外窗的气密性等级不应低于现行国家标准《建筑外窗气密性能分级及其检测方法》GB/T7107―2002规定的4级。在位于大风区且多雨的地区时，外窗水密性不应低于3级，抗风压性、保温性根据不同地方分级也不同。具体措施：门窗的面板缝隙应采取良好的密封材料，玻璃四周采用弹性好耐久的密封条(硅橡胶条、三元乙烯胶条)，玻璃采用离线Low―E中空玻璃、普通中空玻璃、遮阳玻璃、窗框采用断热型材，外窗应进行结露验算，在设计计算的室内温度和湿度文件下，其内表面温度不应低于室内的露点温度。幕墙窗户是建筑外围结构的开口部位之一，幕墙窗户占整个建筑能耗的一半左右，幕墙门窗能耗80％由幕墙门窗玻璃承担，而我国幕墙窗户的单位面积能达到发达国家的2～3倍，建筑节能抓好幕墙门窗玻璃节能。因此选用高效节能玻璃及提高现有玻璃的效率设计或旧建筑改造的重要工作之一。太阳控制膜的使用则成为现有建筑幕墙节点改造的良好方法，特别是高透光率的玻璃，采用太阳控制窗膜几乎是绝热改造的唯一措施。
门窗的遮阳也对节能起到一定的作用，目前普遍适用的遮阳方式有水平遮阳和垂直遮阳还有综合遮阳，还有室内遮阳及对玻璃自身的遮阳系数也有一定的要求。尤其是西晒和夏季的南面，适当的遮阳可以有效减少太阳辐射对室内的影响关键是门窗、幕墙与建筑节能的关系极为密切。应引起我们全行业的高度重视。我国大部分城市夏天热、冬天冷的现象十分突出，建筑门窗、幕墙的节能就变的十分重要。
5)太阳能的利用。目前应用的比较广泛新能源一太阳能，一、有太阳能热水器和太阳能光伏发电系统。太阳能热水系统可提供生活热水、供暖和制冷。太阳能光伏发电系统可发电，用于照明、家用电器等。二、被动式太阳房，被动式太阳房技术主要是通过建筑朝向和周围环境的布置，内部空间和外部形体处理，以及建筑材料和结构、构造选择。使在冬季能采暖，夏季能使建筑物降温。
6、结束语
生态建筑，可持续发展的超低能耗建筑是国家“十五”科技攻关项目“绿色建筑关键技术研究”的技术集成平台。用于展示和实验各种低能耗、生态化、人性化的建筑形式及先进的技术产品。建筑节能和建筑业的可持续发展，不仅涉及人民的生活质量，而且也是关系国计民生的大事业。因此我们要大力推广绿色建筑，节能建筑。
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