关于房屋建筑设计中节能设计的研究

摘　要：随着近年来全球能源短缺形势的加剧，节能问题已经成为一个普遍关注的社会问题。另外，不仅我国、乃至全世界，建筑行业的能源消耗已经越来越超乎想象。综合上述两个现状，建设节能型建筑已经成为今后城市建设的重点发展方向，而节能设计作为其中的关键环节自然也备受关注。本文即由此入手，从国内节能设计状况、节能设计的措施以及前景几个方面，探讨相关问题。

关键词：房屋建筑； 节能设计
1.国内建筑节能设计现状
　　众所周知，房屋建筑节能是一项非常复杂的系统工程，包括了本体技术、建筑用材和热环境用设备等多个方面。这也成为国内建筑节能不够力度，高耗能性依然居高不下的原因。虽然早在上世纪八十年代我国就开始高度重视建筑节能、改善居住条件等问题，这些规范和标准并未得到很好贯彻：我国住宅建设速度加快，每年新建房屋建筑面积近20亿平方米，超过所有发达国家年建成面积总和，而80%以上的新建住宅几乎都是高耗能建筑。究其原因有两点，其一是房屋建筑节能设计本身的复杂性，其二是近年来城市化进程和住宅制度改革步伐的加快。
　　原则
　　自然通风
　　良好的自然通风不仅是建筑使用者对于居住舒适度的要求，更是减少空调使用时间从而节能减排的不二良策。因此在考虑总平面布置时，要注重自然通风。
　　建筑朝向
　　良好的建筑朝向，不仅能够满足第一条的通风原则，同时还能充分利用太阳能资源。在规划允许的情况下要优先采用南北朝向。
　　体形系数
　　所谓体形系数，即建筑物外表面积和其所包围的体积之比。体形系数过大，则外围护结构的传热损失越大，能耗越高；而体形系数过小，又会制约建筑师的创造性，甚至损害建筑功能。因此一般而言，条式建筑不应超过0.35，而点式建筑不应超过0.40。
　　2.建筑节能设计措施
　　绿化节能设计
　　绿化节能设计的理念并未将重点放在房屋建筑本体上，而是从吸收太阳辐射和反射热的方面考虑。有测试结果表明，对夏季中午到下午三点的升温速率而言，有绿化房间要明显优于无绿化房间。当然不同的建筑绿化布置、不同的树种都能起到不同程度的节能效果。主要有楼间绿化、临街绿化以及屋顶绿化等。合理的绿化不仅可以创造健康舒适的居住气候，还能从总体上降低建筑的运行能耗，减少污染。
　　建筑体型的节能设计
　　建筑外露面积的主要因素之一就是体型变化，体形系数越大耗能越多。然而，随着建筑行业越来越追求新颖、独特，楼房越盖越高、建筑外形越来越奇特，从而忽视建筑节能的要求。建筑体型如果能够尽量减少错落、使建筑之间相互呼应、增加进深而减少面宽，则可以有效地减少建筑墙体表面积从而达到节能的效果。一般而言，条式建筑物的体形系数不应超过0.35，而点式建筑的不应超过0.40。
　　外墙的保温节能设计
　　对我国现有的大部分房屋建筑的外围护结构而言，墙体都占有很大份额，而且其热损耗也很大。因此外围护墙体的保温隔热性能好坏很大程度上决定了建筑节能的强弱，而外围护墙体节能的主要实现又依赖于墙体材料的好坏。
　　从结构上而言，对于外墙的保温隔热设计，应注意外墙的保温层必须满足抗风压、水密性以及温湿度变化的时候性要求，使墙体与周围装饰或相邻部位均得到适当处理，并不产生裂缝。
　　从材料上而言，围护结构的热阻值越大，保温性能就越好通过维护结构向外扩散的热量也就越少。在建筑基本形式不改变的情况下，节能设计可采用外墙外保温技术的建筑节能改造模式，改造时可以多考虑节能保温涂料和轻型保温板材等技术的复合使用。然而对于某些较为重视建筑视觉形象的特殊工程，则可将外墙、内墙保温技术结合使用。而对于非透明幕墙，如金属幕墙、石村果墙，没有透明玻璃幕墙所要求的自然采光、视觉通道等功能要求，从节能的角度考虑，应该作为石墙对待。
门窗的节能设计
　　一般房屋建筑装修的时候人们都关注门窗的气密性和保温性。目前我国的节能标准对户门的保温作了明确规定，降低门窗的传热系数、改善门窗保温效果（如增加窗玻璃层数、加模等），加强户门和杨柏的保温等。之前使用的单玻实腹钢窗因为保密性和气密性都比较差，而为PVC（内衬钢材）窗框代替，更有住宅还安装断热型铝合金窗，配合中空玻璃或低辐射中空玻璃使用。国内采用的中空玻璃，内部密封空间内装有一定量的干燥剂，使得玻璃表面温度不能低于其中干燥空气的露点温度，从而在寒冷季节也不会结露；由于内部空气的密封性和静止性，整个窗户的保温性能会有很大的提高。
　　窗的保温性能仍然不能和墙体保温性能相比拟，所以保持科学适度的窗墙比例，或者减少可开窗的面积，都可以提高整个建筑的保温性。当然，这都需要在室内能保证有良好的自然通风前提下，外窗的可开启面积不应小于窗面积的30%。
屋面的保温隔热节能设计
　　虽然屋面在整个建筑围护结构面积中所占的比例远远低于外墙，但却是外围护结构所占面积最大的：因为顶层放假的外围护面积占到3-5个面，而一般标准层放假的外围护面积只占2-3个面。不论是夏季强烈的太阳辐射还是冬季严酷的风雪侵蚀，屋面对于顶层放假的室内热环境和建筑的采暖空调能耗影响是非常严重的。因此，为提高屋面的保温隔热性能，设计时应该注意以下几点：
　　(1)选用导热系数小而蓄热系数大的保温隔热材料。同时也要注意选用材料的密度不能过大，防止屋面荷载过大。
　　(2)虽然保温隔热材料的种类五花八门，但设计人员在选用的时候并不能随便挑选。应该综合考虑建筑物的使用要求、屋面的结构形式、防水处理方法和施工条件后，通过技术经济比较之后才确定。
　　(3)保温层的厚度也要根据建筑节能设计标准的合理要求确定。一般情况下要提倡使用倒置式屋面。
　　(4)保温隔热材料不宜选用吸水率高的材料。因为如果吸水率较高，屋面湿作业时会大量吸水，从而降低热工性能。
　　目前国内常用的屋面保温节能设计方法是正铺法，即将容重低、导热系数小、吸水率低、有一定强度的轻质高效保温材料设置在防水层和屋面板之间。另外还有许多高层房屋建筑采用了倒铺法，即将防水层设于保温层下，这种情况下保温隔热层可以保护防水层不受外部空气温度变化等的影响而增加使用年限。
房屋建筑节能设计的前景
　　建筑节能对建筑业的巨大经济效益，让世界各国特别是欧美发达国家对于节能 技术给予了充分的重视，然而我国的房屋建筑节能设计工作从20世纪90年代才刚刚启动。因此不论是在新型保温隔热材料上，还是节能设计环节，或节能施工方面，我国都有很大的发展空间。另外，在房屋建筑节能设计管理方面，也要加大力度，将节能设计是否达标作为重要考核项目。
　　3.结束语：
　　节能是国内住宅建设的重中之重，而建筑节能又关乎整个国家发展的资源、能源、可持续发展问题，因此抓好房屋建筑的节能设计，才能推动国家和地方经济社会可持续发展。作为工程人，我们有责任和义务开发新型保温隔热材料、创新节能设计思路、强化节能设计管理，从而让国内房屋建筑走上节能之路。
参考文献:
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