談居住建筑建筑節能設計要點

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【內容摘要】由于我國社會經濟的不斷發展造成了各種能源的緊缺，建筑行業作為能源消耗的重點行業，人民群眾對住宅條件的要求不斷提高，因此更加應該重視建筑的節能設計。本文以黑龍江省哈爾濱市某居住建筑節能設計為例，簡述居住建筑建筑節能設計中的要點。

【關鍵詞】能源消耗;住宅條件;居住建筑;建筑節能設計

本項目位于黑龍江省哈爾濱市，小區內共有4棟高層住宅。我國經濟快速發展，居住建筑的能耗數量占到了全國總能耗數量的15%。走可持續發展的道路，在建筑節能方面就要盡量降低居住建筑的能耗總量，要借助多種節能材料與技術，提高建筑設計的整體水平。

一、規范標準

我國幅員遼闊，南北跨度大，由于緯度的影響，南北氣候呈現大的差異。所以不是單一一本《居住建筑節能設計標準》就可以涵蓋，因此各氣候區甚至各地方也有相應各地的規范標準。建筑節能設計應因地制宜，在滿足國標和地方標的同時，要從嚴執行。

二、居住建筑節能設計首先需要確定項目所在城市的氣候分區，與地區氣候相適應

嚴寒地區，分為ⅠA、ⅠB、ⅠC三個區;寒冷地區，分為ⅡA、ⅡB兩個區;夏熱冬冷地區;夏熱冬暖地區，分為南、北兩個區;溫和地區，分為A、B兩個區。黑龍江省哈爾濱市屬于嚴寒B區，因此建筑熱工設計必須充分滿足冬季保溫要求，一般可不考慮夏季防熱。文中表格皆節選項目所在區域嚴寒B區所需要滿足的數值。

三、居住建筑建筑節能設計要點

(一)建筑的總體布局設計。1．在對建筑進行規劃時，建筑選址是首先要考慮的因素。從節能角度來說，建筑選址要合理科學。一是要盡量選擇向陽避風的地段，這樣可以很大程度上減少建筑的人造光的使用和熱量的散失，以達到節能的目的。二是建筑選址要充分考慮當地的氣候條件，對具體環境要加以充分的利用和改善，比如在氣候寒冷的地區，建筑之間要保持合理的密度并控制通風條件，保證建筑對太陽能的利用最大化以及建筑之間熱量的循環利用;而在氣候偏炎熱的地區，建筑和道路之間的規劃設計要以促進地區熱量的流通交換為基礎。利用植被，樹木優化建筑的外部環境設計，也可以對建筑節能設計起到有利的作用。對建筑群體組合要進行合理的設計，以適應不同的氣候環境，滿足對日照、采光、通風、消防、視覺等的要求。2．建筑單體體形系數的節能設計要求。在建筑形狀的節能設計上，首先要學會控制建筑的體形系數，即建筑物與室外大氣接觸的外表面積與其所包圍的體積的比值。研究表明，建筑的體形系數和建筑的暖通能耗成正比關系，建筑得體形系數是影響建筑能耗最重要的因素。在進行建筑形狀的節能設計時，要盡量減小建筑的表面積，減少使用大體積的組合體，并且減小建筑的復雜程度。總之，要想在建筑形體上做到節能設計，最好的方法就是優化體形系數。嚴寒氣候區的居住建筑要盡量減小建筑的表面積，減少使用大體積的組合體，并且減小建筑的負責程度，從而減少熱損失。項目中單體建筑為24層住宅建筑，標準中規定體形系數應不大于0.25。但此單體體形系數實際為0.31，因此不滿足規范要求。當體形系數不滿足要求時，就要進行圍護結構的綜合判斷。項目所屬的嚴寒地區可以通過調整外維護結構的傳熱系數，使建筑物的耗熱量指標達到規定的要求。

(二)建筑圍護結構的建筑節能設計要求。居住建筑圍護結構的熱工性能是建筑節能的關鍵，合理設計建筑圍護結構和整個建筑熱工性能，才能最終實現建筑的低能耗，達到節能的目的。

1．建筑外門窗的節能設計要求。建筑整體能耗中，外門窗占有很大的比重，一般可以達到40%到50%。因此，在建筑節能設計中，門窗的節能設計也是非常重要的一環。一是建筑外窗的面積不要過大，在規定中，所處不同地區、不同朝向的窗墻比都需滿足不同的數值。如窗墻面積比不滿足要求時，則應進行建筑維護結構的綜合判斷。二是此外不同氣候區、建筑外窗不同的窗墻面積比，對建筑外窗(包括陽臺門上部透明部分)的傳熱系數與遮陽系數有著不同的要求。項目采用塑鋼單框三玻窗。建筑外窗應具有良好的密閉性能。建筑外門窗的氣密性等級需要遵循相應的規范。其中嚴寒地區外窗氣密性不應低于6級。采用減小門窗面積來實現門窗的能耗減小，很多時候對室內的采光和通風都會產生一定的影響。所以，單一的靠減小門窗面積來降低能耗是不太合理的，需綜合考慮設計。

2．建筑墻體的節能設計要求。墻體作為建筑圍護結構的重要組成，節能設計的主要手段是保溫材料的選材和構造。其中有兩個約束的指標:傳熱系數和熱惰性指標。應根據項目所在城市的氣候分區，滿足規范規定。如果不滿足規范規定，需要按居住建筑節能設計標準的規定對建筑進行圍護結構熱工性能的綜合判斷。本項目采用100厚巖棉作為保溫材料，外墻平均熱工傳熱系數(考慮線性熱橋后的K)為0.53，滿足指標中對K≤0.55的要求。當外墻有出挑構件及附墻構件時(如陽臺、雨篷等)，外保溫系統應該包覆這些位置，以此來減小熱橋影響。項目中挑空樓板采用100后巖棉作為保溫層。計算得出傳熱系數為0.47，不滿足標準中對挑空樓板K≤0.45的要求，需要做外圍護結構熱工性能的綜合判斷。在對外墻外圍護結構的設計上，在滿足建筑相應燃燒性能等級要求的同時盡量采用導熱系數低的建筑材料以及新型建筑材料。

3．建筑樓地面的節能設計要求。居住建筑樓地面的傳熱系數應根據項目所在城市的氣候分區，滿足規范規定要求。樓地面的建筑節能設計，可根據其所處位置采用不同的節能技術。比如底面接觸室外空氣的架空或外挑樓板更適合采用外保溫系統。嚴寒地區的采暖建筑，底層地面在地面面層下鋪設適當厚度的板狀保溫材料，可以進一步提高地面的保溫性能。

四、建筑屋面的節能設計要求

建筑屋面是一個建筑的重要組成部分，而屋面的保溫隔熱又是屋面節能的關鍵。從建筑的能源消耗角度來說，屋面對能源的消耗也占到了一定的比例，所以，在建筑屋面的設計中，要采用合理的節能措施，最大化屋面的節能效果。居住建筑屋面的傳熱系數和熱惰性指標應根據項目所在城市的氣候分區，滿足規范規定要求。屋面的保溫層材料最好選用吸水率低、導熱系數和密度小，并且有一定強度且滿足相應防火要求的保溫材料。項目中屋面選用100厚聚氨酯泡沫塑料作為保溫層，計算得出傳熱系數為0.27，滿足標準中對屋面K≤0.30的要求。

五、結語

居住建筑的節能設計是一個復雜的命題，涉及多方面的知識。從建筑設計初始階段的建筑總體規劃，建筑圍護結構的設計，再到建筑節能材料的選擇以及其他資源能源的合理利用，要因地制宜，充分利用現有資源，合理開發利用，做好建筑節能。

【參考文獻】

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［3］朱挺，朱云麗．建筑節能和建筑設計的探討［J］．城市建設理論研究(電子版)，2011，12

作者:韓雅軒 馬增翠 單位:中國核電工程有限公司