时间：2013-11-29 分类：建筑设计
摘 要：在我国能源消耗的构成中，住宅建筑的能耗是最主要的消耗形式，其占有的比率是最高的。在当今房地产行业步入成熟期的中国，环保节能型的住宅也越来越受到市场的青睐。因此要如何做好住宅节能，降低其能耗比例，已经成为了建筑行业的头等大事。在当前，虽然房地产已步入成熟期，但住宅建筑节能设计才处于初期阶段，无论是理论方面还是技术方面，都还存在一些问题，如何解决这些问题，就要从住宅的整体规划、建筑形体、外围护结构保温、新能源开发上采取措施，才能有效降低住宅建筑的能耗。
关键词：建筑节能 外部环境节能 常规能源 可再生能源
一、设计节能建筑的必要性和现状
1、我国住宅建筑节能设计的必要性
城市化进程的不断进步，建筑在人类的生活中扮演着重要的角色，其建筑建设和使用过程中所产生的能耗也是相当巨大的。建筑能耗包括很多方面，比如建造能耗、使用能耗、电能能耗、调节能耗等。因为建筑的使用周期长的特点，其使用能耗要远远高于建造能耗。目前我国建筑能耗已经达到了终端总能耗的30%，在总能耗的占有比例中高居首位。我国正处在城市化的上升阶段，全国民用建筑的总面积达到了400亿㎡，既有和新建的建筑中高能耗建筑的比例很高。按照目前的发展趋势，我国每年都会有20亿㎡的新增建筑，而且与发达国家相比，我国的建筑能耗比发达国家的能耗高出2-3倍，加之再生能源利用上的落后，如果不控制新建建筑的能耗，那么将进一步扩大我国能耗的基数，造成潜在的能源危机。因此，为了缓解能源危机，建筑节能已经成为了降低能耗的最大阵地，也成为了最具潜力、最具实效的节能方式，对我国的能源紧张和供应不足有着重要的现实意义。所以建筑节能是目前建筑行业需要认真面对的问题。在我国所有的建筑类型中，住宅面积所占的比例是最大的，约占总建筑面积的70%，其能耗的比例也是所有建筑能耗中比例最大的部分。如果可以从住宅建筑入手实现节能和减排，那么对于我国的节能工作将作出重大的贡献。
2、我国住宅建筑节能设计现状
从实际中看，我国的住宅建筑节能设计起步落后于西方国家，且能源浪费情况严重。如：我国的建筑采暖、外墙的耗热量为气候条件相接近的发达国家的4-5倍，外窗能耗为1.5-2.5倍，门窗透气能耗为3-6倍，屋顶能耗为2.5-5.5倍，综合能耗为3-4倍。形成这种现状的原因为：
1)方案设计的过程中没有节能的意识，导致房屋外形的不合理，提高了能耗;
2)投资过程中过于注重利润，而忽视了后期使用的能源消耗和费用支出;
3)某些设备在运行中效率偏低，运行管理不到位;
4)外围护结构的保温用材与施工与设计存在偏差。
所以，在我国的住宅建筑的能耗一直居高不下，严重阻碍了节能减排的进程，而高能耗的住宅也越来越不适应城市的发展和居民生活水平的提升。
二、住宅建筑总体设计的节能措施
花家桥商住综合楼项目位于南京市下关区中山北路与大桥南路交界处，主体设计为主楼地上17层，塔楼1层，地下2层。地上1～2层为商业用房，3层为办公用房，4层部分为综合楼的物业配套用房，4～17层为商住用房，塔楼为设备用房，地下负1～2层及夹层为小型机动车停车、自行车停车，设备用房。商住楼总体朝向南偏东19度，建筑表面积为13714.8平方米，建筑体积为87267.7立方米，体形系数为0.157，结构形式为框架—剪力墙结构。本项目为商住综合楼，并申报了南京市可再生能源建筑应用示范项目，其建筑节能设计标准设定为节能65%，各项规定性指标按《江苏省居住建筑热环境与节能设计标准》DBJ32/J 71-2008进行设计。
1、总平面的节能设计
住宅的科学整体规划是住宅建筑设计的节能措施之一。规划节能设计的思路是从建筑的选址开始，从住宅的布局、住宅的朝向、建筑的间距、气候风向、阳光辐射等外部环境营造入手，进行必要的分析并总结出气候结构和地理因素对建筑节能的影响，选择有利的条件，避免不利的因素，通过合理的布局和对自然因素的利用，形成一个有利于节能的微型居住气候环境，实现降低建筑使用能耗的目的。本项目南偏东的朝向有效地利用了南京地区的常年东南风向，并避免大部分西晒，形成良好的小环境气候。
2、建筑的外部环境的节能设计
众所周知必要的绿化可以改善空气质量和降低粉尘，减轻噪声污染和降低室内外温度，营造良好的室外热环境。住宅建筑的整体设计中就可以利用绿化来实现对整体环境的改善。住宅区中的绿地、广场、预留设施等不仅仅可以提供必要的休闲场所，还可以提高住宅小区的绿化面积，利用各种植物的穿插使用，营造安静舒适的居住环境，而且可以降低整住宅小区的环境温度，从而达到降低能耗的目的。本项目用地面积仅有6300㎡，在节能设计时充分利用有限的室外地面空间布置多层次绿化并在裙房屋面构建屋顶花园，在做好了屋面的第五立面设计，达到良好的视觉效果的同时，减少了裙房屋面对主楼的热辐射作用，有效改善空气质量与室外热环境。
三、住宅建筑的外围护结构节能设计
住宅建筑之所以会产生能耗主要是因为冷热传导造成的内外能量交换而造成的能量的流失。为了维持建筑物内部舒适，人们往往通过制冷或者供暖的形式来维持建筑物内的温度的稳定，而建筑内外的冷热传导加剧增导致制冷或者取暖的能量消耗，这就产生了能耗。当然能耗是不可完全避免的，而适当的改进建筑的外围护结构和建筑形式，则可以降低能耗。#p#分页标题#e#
1、建筑物门窗的节能
建筑的门窗是导热的薄弱环节，因为门窗都是轻薄材料构成，其导热的性能高是降低能耗的薄弱环节。据试验，单层的玻璃窗的能量损失是整个建筑夏季降温和冬季保暖能耗的50%。因此在节能设计中应当合理的设计窗墙的比例和位置，如：在东、西、北墙面避免开有较大的窗口，同时也需要合理设计高度平衡光线和控制温度的关系。另外，在材质选取和形式设计上也应当充分考虑节能的需求，做到既经济又合理。
本项目商住部分外窗采用节能断桥型铝合金型材，玻璃采用6+12氩气+6中透光Low-E双面钢化中空玻璃。各朝向外窗玻璃自身遮阳系数为0.50，传热系数为2.4W/(㎡·K)。外窗气密性等级6级，水密性等级4级，抗风压性能等级4级。本项目在设计时注意控制窗墙面积比，东侧窗墙比为0.28，南侧窗墙比为0.32，西侧窗墙比为0.18，北侧窗墙比为0.23。各个朝向的每樘外窗均设置了PVC外遮阳卷帘，满足外窗的遮阳系数要求。
2、外围墙体设计
随着传统的粘土砖墙的禁用，新型材料构成的轻质墙体越来越得到了广泛的应用，成为了建筑墙体设计的主流。其主要的形式是：利用轻质新型砌块或者混凝土空心砌块作为外围护墙的主体，而保温隔热材料与之配合，以粘贴辅以锚栓的形式增强墙体的保温隔热的性能，从而形成了复合墙体。目前的复合墙体有：
1)外保温墙，也就是将保温材料粘合并锚固在围护墙的外层，这种方法的热稳定性较高，可以增加居住空间，是广泛采用的保温技术。但是对外保温层的稳定性要求较高，需要其能够对抗恶劣天气和温度的变化，尤其是北方住宅，对外保温材料的耐久性要求更高。
2)中间层保温墙。这种方法就是将保温材料设计在外侧外墙和内侧外墙中间，保暖性较好，但是施工工艺较复杂，对施工要求很高，需要保证填充的保温材料的质量。
3)内保温墙，也就是将绝热材料粘合在外墙的内侧。这种方法施工简单，但不好处理冷桥部位，冷桥内侧会产生结露现象，这种方法多个外保温系统联合使用。
花家桥商住综合楼项目在外墙节能设计时摈弃了有机类保温板+薄抹灰的保温系统，率先使用了跟砌体外墙与混凝土结合性更好的无机A级外保温材料——发泡陶瓷保温板和YT无机活性保温材料，外墙外侧设计50厚无机发泡陶瓷保温板，内侧设计25厚YT无机活性保温材料，外墙热阻为1.28(㎡·K)/W，达到节能65%的要求。并且有效地解决了外保温材料因施工操作不规范引起的火灾问题。
3、住宅建筑的屋顶保温
建筑的外围结构中对节能影响较大的还有屋顶，屋面所接受的太阳辐射最强，由于太阳直射设计中应当保证：1)屋顶使用的保温材料应当严格的控制吸水率，尽量降低材料吸水性能。这样可防止屋面因降雨而产生材料吸水影响其保温性能。2)设计中屋顶还应该选用太阳吸收系数较低的饰面的材料，以此降低屋顶的辐射换热，提高其保温效果。本项目主楼上人屋面、裙房种植屋面保温层采用50厚挤塑聚苯乙烯泡沫塑料保温板，屋面传热阻为1.71(㎡·K)/W。
四、住宅建筑设计的其他节能措施
1、设计尽量做到对常规能源的节约
目前，建筑住宅的主要能源消耗就是电能和采暖用热能。因此设计中应合理的采用必要的措施来降低这两种常规能源的消耗。
在用电方面，应对建筑的电气设计合理的规划，并采取必要的措施降低供电配电系统中的线损，提高用电效率，降低无谓的能量损耗。另外，在住宅建筑设计中结合整体规划设计，做好户型设计，在控制窗墙面积比的同时控制窗地比，尽可能的利用日光作为日常照明的光源，减少住宅的\"采光死角\"，减少白天照明所带来的电力浪费。在供暖方面，应当配合集中供热系统来实现住宅的集中化供热，以此降低采暖的额外能耗，并且对建筑中的管网合理设计提高热量的利用效率，做到温度适宜，减少浪费。
2、住宅节能设计中的可再生能源利用
太阳能、土壤源是清洁的资源，对太阳能及土壤源的利用，是目前住宅建筑设计上普遍关注的节能设计方向。近些年我国的能源供给越来越紧张，煤炭、电力、燃油供应已经出现了供应上的缺口，因此太阳能和土壤源就成为了必要的补充能源，并逐步向着替代能源发展。太阳能热水系统、光伏发电、土壤源地源热泵等技术都已经走向成熟，所以对可再生能源的利用将成为建筑节能设计中的重要节能措施。
本项目采用土壤源地源热泵中央空调系统，全楼统一集中供热供冷，可供暖气、冷气实现舒适空调，可取代常规的锅炉加空调的两套装置。本项目采用的余热吸收系统还可提供生活热水，达到经济实惠，安全可靠，一机多用。本项目2010年竣工建成后投入使用的机组的运行工况稳定，几乎不受环境温度变化的影响，即使在寒冷的冬季制热量也不会衰减，更无结霜除霜之虑;机组自动化程度高，维护简单，无需专业人员操控，主机运行寿命可达25年以上。运行一年多来，本项目使用土壤源热泵中央空调系统后的经济效益显著，相比传统中央空调系统，一年节电55万度，节水6万立方。
五、结语
\"节约能源，提高能源的利用率\"已经成为建筑节能设计的内在的、本质的考虑。花家桥商住综合楼项目是一个优良的节能示范工程，是一个利用新型能源的工程，我们将会运用在本项目获得的经验与实际数据进行更好地建筑节能设计合理使用和节约能源，提高能源的利用效率，使建筑热环境与建筑节能相结合，将建筑节能设计落到实处，做到人类和生态的可持续发展。#p#分页标题#e#
参考文献：
[1]董莉.建筑节能在高层住宅设计中的应用[J].建筑技术
[2]张雯.浅述住宅建筑中节能设计[J].科技创新导报,
[3]何家礼.建筑节能设计分析探讨[J].今日科苑.
[4]徐新光.绿色建筑的节能设计.建筑节能
[5]王明辉.绿色建筑中的建筑节能.山西建筑
