住宅建筑节能设计初探
关键词：住宅建筑，节能设计，保温技术
当前我们的地球正处于能源高速消耗的时期，世界范围内能源需求与供给之间的巨大矛盾，使节能问题受到各国的重视。其中建筑的能源消耗占全球能源消耗的30%～40%，所以建筑的节能问题又成为重中之重。从国内来看，节约能源已成为我国的基本国策，是建设节约型社会的根本要求。我国建筑用能已超过全国能源消费总量的1/4，并将随着人民生活水平的提高逐步增加到1/3以上，因此，居住建筑的节能设计也是我国基本建设和谐社会的重点。
住宅建筑的规划，对建筑物的节能有重要意义。小区的选址、住宅建筑的朝向、间距、高低、体型以及小区路网结构、环境绿化等都会影响小区的日照、通风和小气候环境，从而影响住宅建筑的能耗。因此，小区应该从最开始的规划注重对节能问题的研究，适应当地自然环境、气候和地理条件，从项目选址、交通组织、环境绿化、空气质量、噪声、采光与日照、小气候等方面提出要求，合理选择住宅建设用地，避免有害环境对居住环境的影响。在小区规划设计中要统筹考虑建筑朝向、日照间距、通风、景观绿化，合理应用雨水回收系统，透水地面砖等节能、环保技术以及配套设备采取的节能措施，大力推广部分太阳能热水供应系统的利用等先进技术，以形成系统的住宅建筑节能体系，营造能耗低、环境舒适的居住环境。在具体施工中，要重点注意对墙体、门窗这两项节能要点的把握。
一、建筑布局规划
住宅建筑平面设计中首要问题是确定适当的套型面积。因为适当的套型面积不但可以节约用地，还可以大大节约建筑用材，减少营造、维护与使用过程中的能耗。另外，建筑平面的巧妙布局亦能获得较好的节能效果。由于我国地处北半球，太阳高度角和方位角变化规律使南朝向成为最佳节能的建筑朝向。此朝向夏季可减少太阳辐射得热，冬季可增加太阳辐射得热，而且此朝向建筑与我国夏季盛行的东南风差不多成垂直关系，容易形成穿堂风，而又避开了冬季盛行的西北风。因此，将住户长时间活动的居住空间(如客厅、主要卧室)设于日照通风条件最佳的南向位置，利用自然环境使室内达到最大的舒适度，为住户节约空调和采暖的能耗。而南北向建筑可以获得最多的南朝向房间，所以建筑平面宜设计成南北向。对于日照、通风条件较差的北朝向与长时间接受太阳辐射的东西向可布置平面功能比较次要的厨房、卫生间、电梯、楼梯、管道井、机房等，以避免冬季西北风灌入，挡住东西向日照直接照射主要房间。据有关资料显示，在其他条件相同的情况下，南北向的多层建筑的传热耗热量比东西向可降低5％左右。
减少建筑物体形系数，也就是减少建筑物外表面积，减少外围护结构面积，减少建筑形体的凹凸，也是节能的有效措施之一。体形系数是指建筑物的外表面积和外表面积所包围的体积之比。因此，体形系数越小，外围护结构的传热损失越小，对建筑节能越有利。在其它条件相同情况下，建筑物的耗热量指标随体形系数增大而增大。从节能考虑，体形系数应尽可能小。体形系数越小，外围护结构的热损失也越小，这是建筑节能设计的普遍常识，但它还与建筑造型、平面布局、采光通风等因素密切相关，体形系数过小将造成建筑造型呆板、平面布局困难甚至影响采光通风等建筑功能。这就要求建筑师在进行建筑创作时，除考虑建筑的平面布局和建筑造型外，还必须适当控制建筑物的体形系数，以达到节能的目的。
二、墙体保温节能
（一）、外墙内保温技术
外墙内保温施工是在外墙结构的内部加做保温层。内保温施工速度快，操作方便灵活，可以保证施工进度。被大面积推广的内保温技术有：增强石膏复合聚苯保温板、聚合物砂浆复合聚苯保温板、增强水泥复合聚苯保温板、内墙贴聚苯板抹粉刷石膏及抹聚苯颗粒保温料浆加抗裂砂浆压入网格布的做法。可以采用连续运行的太阳能地板采暖间接式系统，即太阳能集热系统和采暖系统是两个独立的系统，两个系统采用换热器换热的形式进行热量交换。为了保证系统连续运行，太阳能采暖系统必须有其他的辅助热源作为保障。在非采暖季节，太阳能热水系统还可以提供生活热水供应。与散热器、燃煤或电采暖方式相比，太阳能地板辐射采暖方式具有一定的优势，在建立同样舒适的前提下，辐射供暖方式较对流供暖方式热效率高，可节能35%左右。
（二）、墙体外保温技术
第一，外挂式外保温技术的应用。外挂的保温材料有岩(矿)棉、玻璃棉毡、聚苯乙烯泡沫板(简称聚苯板，EPS，XPS)、陶粒混凝土复合聚苯仿石装饰保温板、钢丝网架夹芯墙板等。其中聚苯板因具有优良的物理性能和廉价的成本，已经在全世界范围内的外墙保温外挂技术中广泛应用。该外挂技术是采用粘结砂浆或者是专用的固定件将保温材料贴、挂在外墙上，然后抹抗裂砂浆，压入玻璃纤维网格布形成保护层，最后加做装饰面。另一种技术是在混凝土框—剪体系中将聚苯板内置于建筑模板内，在即将浇筑的墙体外侧，然后浇筑混凝土，混凝土与聚苯板一次浇筑成型为复合墙体。该技术解决了外挂式外保温的主要问题，其优势是很明显的。由于外墙主体与保温层一次成活，工效提高，工期大大缩短，且施工人员的安全性得到了保证。而且在冬季施工时，聚苯板起保温作用，可减少外围围护保温措施，但在浇筑混凝土时要注意均匀、连续浇筑，否则由于混凝土侧压力的影响会造成聚苯板在拆模后出现变形和错槎，影响后续施工。
第三，聚苯颗粒保温料浆外墙保温也是很好的保温技术。具体操作为，将废弃的聚苯乙烯塑料(简称为EPS)加工破碎成为0.5mm～4mm的颗粒，作为轻集料来配制保温砂浆。该施工技术简便，可以减小劳动强度，提高工作效率；不受结构质量差异的影响，对有缺陷的墙体施工时墙面不需修补找平，直接用保温料浆找补即可，避免了别的保温施工技术因找平抹灰过厚而脱落的现象。同时该技术解决了外墙保温工程中因使用条件恶劣造成界面层易脱粘空鼓、面层易开裂等问题，从而实现外墙外保温技术的重要突破。
三、外窗节能
住宅围护结构中外门窗由于其特殊性常常成为住宅建筑节能环保的薄弱环节。本文主要阐述如何改善和提高住宅外门窗的保温隔热性能，通过优化设计提高节能效果
（一）、选择合理的外门窗形式
目前，住宅外门窗形式主要有固定窗、悬窗、内开内倒窗、平开门窗、推拉门窗等形式。在满足相关规范对住宅建筑开启扇面积要求的前提下，我们应优先选择固定窗，因为固定窗不存在扇框，窗框直接嵌在墙体内，玻璃和窗框间采用胶条或者密封胶密封，空气很难通过窗户形成对流，不容易造成热损失。对于开启窗，我们应优先选择悬窗、平开门窗，高层建筑考虑到安全应选用内开内倒窗，尽量不使用或少使用推拉门窗，这是因为推拉窗扇框与上下框之间有很大的间隙，存在不可避免的热对流。
（二）、巧妙运用遮阳设计
为降低外门窗的能耗，住宅建筑的外门窗洞口应尽量设置在南北立面上，但很多住宅因为条件的限制和采光的要求需要在东西向上开窗，这时需考虑到遮阳。遮阳的设计不可一概而论，要因地制宜。对于冬冷夏热地区，宜采用可活动或简易性的遮阳设计，不影响卧室冬季的日照和取暖。而对于冬暖夏热地区则宜结合建筑构造来设计固定遮阳，例如利用阳台、凹廊、挑檐等。此外，有条件的地区利用攀缘植物来遮阳也能达到很好的效果。
节能设计是一项综合工程，应该通过仔细严谨的建筑质量评估技术，对建筑各部分能耗、对建筑保温性能的测定，制定切实可行规划造目标，通过对建筑布局与门窗墙体精心设计与调整达到节能的目的。而且，还要充分利用自然气候条件的效果，因地制宜利用低耗无污染新能源。从住宅建筑规划与施工做起，为应对能源危机做出贡献。