谈居住建筑建筑节能设计要点

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【内容摘要】由于我国社会经济的不断发展造成了各种能源的紧缺，建筑行业作为能源消耗的重点行业，人民群众对住宅条件的要求不断提高，因此更加应该重视建筑的节能设计。本文以黑龙江省哈尔滨市某居住建筑节能设计为例，简述居住建筑建筑节能设计中的要点。

【关键词】能源消耗;住宅条件;居住建筑;建筑节能设计

本项目位于黑龙江省哈尔滨市，小区内共有4栋高层住宅。我国经济快速发展，居住建筑的能耗数量占到了全国总能耗数量的15%。走可持续发展的道路，在建筑节能方面就要尽量降低居住建筑的能耗总量，要借助多种节能材料与技术，提高建筑设计的整体水平。

一、规范标准

我国幅员辽阔，南北跨度大，由于纬度的影响，南北气候呈现大的差异。所以不是单一一本《居住建筑节能设计标准》就可以涵盖，因此各气候区甚至各地方也有相应各地的规范标准。建筑节能设计应因地制宜，在满足国标和地方标的同时，要从严执行。

二、居住建筑节能设计首先需要确定项目所在城市的气候分区，与地区气候相适应

严寒地区，分为ⅠA、ⅠB、ⅠC三个区;寒冷地区，分为ⅡA、ⅡB两个区;夏热冬冷地区;夏热冬暖地区，分为南、北两个区;温和地区，分为A、B两个区。黑龙江省哈尔滨市属于严寒B区，因此建筑热工设计必须充分满足冬季保温要求，一般可不考虑夏季防热。文中表格皆节选项目所在区域严寒B区所需要满足的数值。

三、居住建筑建筑节能设计要点

(一)建筑的总体布局设计。1．在对建筑进行规划时，建筑选址是首先要考虑的因素。从节能角度来说，建筑选址要合理科学。一是要尽量选择向阳避风的地段，这样可以很大程度上减少建筑的人造光的使用和热量的散失，以达到节能的目的。二是建筑选址要充分考虑当地的气候条件，对具体环境要加以充分的利用和改善，比如在气候寒冷的地区，建筑之间要保持合理的密度并控制通风条件，保证建筑对太阳能的利用最大化以及建筑之间热量的循环利用;而在气候偏炎热的地区，建筑和道路之间的规划设计要以促进地区热量的流通交换为基础。利用植被，树木优化建筑的外部环境设计，也可以对建筑节能设计起到有利的作用。对建筑群体组合要进行合理的设计，以适应不同的气候环境，满足对日照、采光、通风、消防、视觉等的要求。2．建筑单体体形系数的节能设计要求。在建筑形状的节能设计上，首先要学会控制建筑的体形系数，即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。研究表明，建筑的体形系数和建筑的暖通能耗成正比关系，建筑得体形系数是影响建筑能耗最重要的因素。在进行建筑形状的节能设计时，要尽量减小建筑的表面积，减少使用大体积的组合体，并且减小建筑的复杂程度。总之，要想在建筑形体上做到节能设计，最好的方法就是优化体形系数。严寒气候区的居住建筑要尽量减小建筑的表面积，减少使用大体积的组合体，并且减小建筑的负责程度，从而减少热损失。项目中单体建筑为24层住宅建筑，标准中规定体形系数应不大于0.25。但此单体体形系数实际为0.31，因此不满足规范要求。当体形系数不满足要求时，就要进行围护结构的综合判断。项目所属的严寒地区可以通过调整外维护结构的传热系数，使建筑物的耗热量指标达到规定的要求。

(二)建筑围护结构的建筑节能设计要求。居住建筑围护结构的热工性能是建筑节能的关键，合理设计建筑围护结构和整个建筑热工性能，才能最终实现建筑的低能耗，达到节能的目的。

1．建筑外门窗的节能设计要求。建筑整体能耗中，外门窗占有很大的比重，一般可以达到40%到50%。因此，在建筑节能设计中，门窗的节能设计也是非常重要的一环。一是建筑外窗的面积不要过大，在规定中，所处不同地区、不同朝向的窗墙比都需满足不同的数值。如窗墙面积比不满足要求时，则应进行建筑维护结构的综合判断。二是此外不同气候区、建筑外窗不同的窗墙面积比，对建筑外窗(包括阳台门上部透明部分)的传热系数与遮阳系数有着不同的要求。项目采用塑钢单框三玻窗。建筑外窗应具有良好的密闭性能。建筑外门窗的气密性等级需要遵循相应的规范。其中严寒地区外窗气密性不应低于6级。采用减小门窗面积来实现门窗的能耗减小，很多时候对室内的采光和通风都会产生一定的影响。所以，单一的靠减小门窗面积来降低能耗是不太合理的，需综合考虑设计。

2．建筑墙体的节能设计要求。墙体作为建筑围护结构的重要组成，节能设计的主要手段是保温材料的选材和构造。其中有两个约束的指标:传热系数和热惰性指标。应根据项目所在城市的气候分区，满足规范规定。如果不满足规范规定，需要按居住建筑节能设计标准的规定对建筑进行围护结构热工性能的综合判断。本项目采用100厚岩棉作为保温材料，外墙平均热工传热系数(考虑线性热桥后的K)为0.53，满足指标中对K≤0.55的要求。当外墙有出挑构件及附墙构件时(如阳台、雨篷等)，外保温系统应该包覆这些位置，以此来减小热桥影响。项目中挑空楼板采用100后岩棉作为保温层。计算得出传热系数为0.47，不满足标准中对挑空楼板K≤0.45的要求，需要做外围护结构热工性能的综合判断。在对外墙外围护结构的设计上，在满足建筑相应燃烧性能等级要求的同时尽量采用导热系数低的建筑材料以及新型建筑材料。

3．建筑楼地面的节能设计要求。居住建筑楼地面的传热系数应根据项目所在城市的气候分区，满足规范规定要求。楼地面的建筑节能设计，可根据其所处位置采用不同的节能技术。比如底面接触室外空气的架空或外挑楼板更适合采用外保温系统。严寒地区的采暖建筑，底层地面在地面面层下铺设适当厚度的板状保温材料，可以进一步提高地面的保温性能。

四、建筑屋面的节能设计要求

建筑屋面是一个建筑的重要组成部分，而屋面的保温隔热又是屋面节能的关键。从建筑的能源消耗角度来说，屋面对能源的消耗也占到了一定的比例，所以，在建筑屋面的设计中，要采用合理的节能措施，最大化屋面的节能效果。居住建筑屋面的传热系数和热惰性指标应根据项目所在城市的气候分区，满足规范规定要求。屋面的保温层材料最好选用吸水率低、导热系数和密度小，并且有一定强度且满足相应防火要求的保温材料。项目中屋面选用100厚聚氨酯泡沫塑料作为保温层，计算得出传热系数为0.27，满足标准中对屋面K≤0.30的要求。

五、结语

居住建筑的节能设计是一个复杂的命题，涉及多方面的知识。从建筑设计初始阶段的建筑总体规划，建筑围护结构的设计，再到建筑节能材料的选择以及其他资源能源的合理利用，要因地制宜，充分利用现有资源，合理开发利用，做好建筑节能。

【参考文献】

［1］潘东．初探房屋建筑设计中节能技术的有效应用［J］．房地产导刊，2014，2:102～103

［2］江泽银．浅谈严寒和寒冷地区建筑节能设计［J］．能源与节能，2015，5:81～82

［3］朱挺，朱云丽．建筑节能和建筑设计的探讨［J］．城市建设理论研究(电子版)，2011，12

作者:韩雅轩 马增翠 单位:中国核电工程有限公司