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摘要:随着能源的日益枯竭,全球各个国家都把节约能源提到了战略日程上来。文章探讨了住宅建筑设计过程中的节能问题,并提出节能设计措施,从而推广节能技术的应用,进一步认识到建筑节能的重要性。
关键词：现代节能建筑;住宅;节能设计
Abstract: With the increasing depletion of energy, all countries in the world to save energy to the strategic agenda. The article discusses the energy saving design problems in housing construction, and puts forward the energy saving design measures, so as to extend the application of energy-saving technology, further recognizing the importance of building energy efficiency.
Key words: modern building energy saving; residential building; energy-saving design
中图分类号：TU201.5 文献标识码：文章编号：
前言
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。
1、建筑方案设计阶段的节能措施
建筑方案设计阶段的节能措施是指在进行住宅建筑方案设计时，合理进行住宅区总平面布局，利用建筑物空间的组合、建筑的朝向、细部造型等措施达到节能降耗的目的。
1.1平面规划设计
住宅建筑设计中的节约用地问题，是一个老话题，也是一个永恒的话题。人类可使用的土地资源是有限的，不可再生的。我国人均土地面积不及世界人均水平的43％。随着经济快速发展，城市化进程的加快，造成了城市用地的成倍增长和农业用地的急剧下降。而在城市用地中，近一半是居住建筑用地。合理的住宅小区总平面规划设计可达到很好的节能降耗的目的，具体措施包括：
（1）尽量选择有良好采光和自然通风条件的地块，尽量争取使住宅建筑坐北朝南，充分利用太阳能和自然通风来调节室内外温差。
（2）高层住宅对于低层住宅，大进深住宅对于浅进深住宅，长面宽住宅对于短面宽住宅来说，都能有效地节约用地。
（3）避免建筑物成排成群的布置，尽量采用错列式和斜列式，也可结合地形采用自由排列的方式，达到很好的空气对流的目的。
（4）在小区内多种植树木花草，不同物种相互搭配，可有效改善小区生态和室内热环境。
1.2住宅空间空气对流设计
自然通风能够改善人体热舒适，降低气温，相对于主动的热调节措施，具有明显的节能效益和生态作用。在住宅的平面布置设计时，门窗的位置、大小、户型的设计应充分考虑空气对流和穿堂风的组织，避免气流的转折和“缩颈”，使气流通畅均匀。另外，根据地区环境的特点，在住宅方案设计中巧妙构建开畅的空间，如畅厅、畅廊、畅阳台、空中花园等形式，一方面可通畅地组织室外气流，另一方面可减少太阳辐射对室内的影响，夜间也有利于热量向室外散发（图1）。
图1住宅利用中庭垂直通风
2、建筑构造设计节能措施
住宅的节能指标包括建筑物耗热量指标和耗煤量指标。其中建筑物总传热耗热量的一半以上是由于外围护结构的传热损失的。因此，在住宅的内外空间布局和环境确定之后，强化外围护结构的保温隔热性能，增强建筑的热稳定性，减缓其外表面散热速度对于建筑节能具有非同一般的意义。
2.1屋面
屋面受太阳辐射时间长，传热面积大，约占外表面积的20％。另外，对于住宅建筑来说，屋顶的保温隔热性能的好坏，直接影响的是顶层住户的室内温度与舒适度。为减少热辐射，应尽量采用坡屋顶，一方面能够丰富建筑物造型，另一方面可以增加顶层的辅助空间，在可能的情况下，还可以进行屋顶绿化，通过植被降低屋顶太阳辐射，降低屋顶内表面温度。
2.2外墙
外墙是建筑物的重要围护结构，占整个外围护结构的绝大部分，其传热系数大小、热工性能好坏，直接影响着建筑物的节能效果。随着粘土砖被禁用，建筑节能的技术进步，许多新型墙体材料得到充分的利用。目前，我国现有主要的外墙外保温技术：
2.2.1膨胀聚苯乙烯板加薄层抹灰并用玻璃纤维加强的做法
这是目前在我国使用最多的一种外保温墙体，其中聚苯板在基层墙体上的固定方式有三种：①采用粘结胶浆固定；②采用机械固定物固定；③以上两种固定方式的结合。这种做法有如下的优越性：a.由于它在欧洲及美国已沿用了近三十年，在美国已建成的建筑高达44层，因此，此项技术已形成体系，粘结层、保温层与饰面层可配套使用，有较多较成熟的技术文件；b.由于保温材料采用膨胀聚苯乙烯，其价格不十分昂贵，使整个系统价格适中，便于用户接受无复杂的施工工艺，一般施工单位经过简短培训后，便可掌握施工要领，便于技术的推广；d.它集保温、防水和装饰功能于一体，具有多功能性；e.整個系统具有较强的耐候性、良好的防水和水蒸气渗透性能；f.有多种颜色和纹理的面层涂料可供选择，与整个系统配套使用。
2.2.2采用挤塑聚苯乙烯为外保温材料的墙体
挤塑聚苯乙烯是近年来发展起来的一种新型保温材料。目前，挤塑聚苯乙烯与基层墙体的固定方式主要采用机械固定件。这种材料的优点在于：①挤塑聚苯乙烯具有致密的表层及闭孔结构内层。其导热系数大大低于同厚度的膨胀聚苯乙烯，因此具有较膨胀聚苯乙烯更好的保温隔热性能。对同样的建筑物外墙，其使用厚度可小于其它类型的保温材料；②由于内层的闭孔结构。因此它具有良好的抗湿性，在潮湿的环境中，仍可保持良好的保温隔热性能；③适用于冷库等对保温有特殊要求的建筑，也可用于外墙饰面材料为面砖或石材的建筑；④由
于挤塑聚苯乙烯与基层墙体的固定方式土要采用机械固定件。在冬季可照常施工。
2.2.3采用单面钢耸网架聚苯板的外墙外保温
这是近年来发展起来的、用于现浇混凝土建筑中的一种外墙刘、保温体系。它有以下优点：①这种体系在施工时。是将钢丝网架聚苯板置于将要浇注的外墙外模的内侧，外保温板和墙体一次成活，拆模后保温板与墙体合而为一，因此节省了人力、时间以及安装费用；②所选用的钢丝网架聚苯板块大、质轻，易于施工；③施工操作易掌握。冬季可照常施工；④聚苯板外侧挂有钢丝网，外饰面可用面砖。目前，此体系主要用于现浇混凝土多、高层住宅，它的构造节点、安装工艺等还有待于进一步完善。
2.2.4保温膏料用于外墙外保温
近年来，保温膏料也开始应用于建筑外墙外保温。它的优点在于：①保温膏料的粘结层、保温层与装饰层已形成体系，便于配套使用；②保温浆料用于外墙外保温时，对基层墙体平整度要求不高，易于在各种形状的基层墙体上施工；③施工工艺比较简单，操作易掌握；④有些保温桨料的材料中采用回收废聚苯颗粒作为轻骨料，节能利废，有利于保护环境；⑤可用于修补墙体抹灰面层的裂缝。
2.2.5聚合物保温砂浆与聚苯颗粒用于外墙保温
聚合物保温砂浆是指以表面熔结型膨胀珍珠岩（玻化微珠）为主，辅以改性膨胀珍珠岩为保温骨料、水泥为胶凝材料、粉煤灰为主要填充材料、聚丙烯单丝短纤维为增强抗裂材料以及各种特殊聚合物外加剂制成的建筑外墙保温砂浆材料，聚合物保温砂浆防水性好、抗裂性强、易于施工的性能特点。聚苯颗粒具有容重轻、导热系数小的良好保温性能，颗料本身具有一定弹性，在保温胶粉料的包裹下形成具有一定强度的亚弹性体，可以减少受外界自然条件影响产生的膨胀、收缩变形。
3、住宅建筑节能发展趋势
未来住宅建筑节能的发展趋势是利用可再生的天然能源，以实现住宅节能的可持续发展。在研究可再生能源在住宅建筑中的应用过程中，建筑、规划与设备专业应发挥各自的专业特点，探求利用自然界的天然可再生能源来达到节约能耗的目的。
3.1太阳能的开发利用
太阳能是一种洁净的可再生能源，我国有着十分丰富的太阳能资源，大多数地区年平均日辐射量在4kWh/m2以上，2/3以上地区的年日照大于2000h，太阳能资源的理论储量达每年17x1014t标准煤，同美国相近，比欧洲、日本优越得多。利用太阳能减少建筑能耗和改善建筑物环境是建筑技术发展的一个重要方向。在住宅建筑设计中应充分利用好太阳能，鼓励使用太阳能热水器，用太阳能灶烧饭、取暖。
3.2地下冷源和热源的利用
由于地表以下受气候影响小，在炎热的夏季地表深层温度较低，在寒冷的冬季地表深层温度较高，将空气或水送入埋置在地下的导管，可以利用地温降低或提高空气和水的温度再循环至室内去以调节室内温度。目前此种方式处于试验阶段，有很好的发展前景。
4、结束语
保护环境、有效利用自然能源、削减能源负荷是新时期实现可持续发展的重要要求之一，建筑设计中应用节能技术是对可持续发展这一理念的最好回应，节能建筑将成为今后建筑设计的主打方向，建筑节能工程作为建设领域的新方向已成为我们既定的基本国策，我们应深刻认识到节能设计的重要性，从自身出发、从实际出发，设计出与实际生活和社会相适应的设计，努力使建筑能耗最低化，大力发展节能建筑，提高能源利用率，为加快建设资源节约型，环境友好型社会做贡献。
关键词：现代节能建筑;住宅;节能设计
Abstract: With the increasing depletion of energy, all countries in the world to save energy to the strategic agenda. The article discusses the energy saving design problems in housing construction, and puts forward the energy saving design measures, so as to extend the application of energy-saving technology, further recognizing the importance of building energy efficiency.
Key words: modern building energy saving; residential building; energy-saving design
中图分类号：TU201.5 文献标识码：文章编号：
前言
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。
1、建筑方案设计阶段的节能措施
建筑方案设计阶段的节能措施是指在进行住宅建筑方案设计时，合理进行住宅区总平面布局，利用建筑物空间的组合、建筑的朝向、细部造型等措施达到节能降耗的目的。
1.1平面规划设计
住宅建筑设计中的节约用地问题，是一个老话题，也是一个永恒的话题。人类可使用的土地资源是有限的，不可再生的。我国人均土地面积不及世界人均水平的43％。随着经济快速发展，城市化进程的加快，造成了城市用地的成倍增长和农业用地的急剧下降。而在城市用地中，近一半是居住建筑用地。合理的住宅小区总平面规划设计可达到很好的节能降耗的目的，具体措施包括：
（1）尽量选择有良好采光和自然通风条件的地块，尽量争取使住宅建筑坐北朝南，充分利用太阳能和自然通风来调节室内外温差。
（2）高层住宅对于低层住宅，大进深住宅对于浅进深住宅，长面宽住宅对于短面宽住宅来说，都能有效地节约用地。
（3）避免建筑物成排成群的布置，尽量采用错列式和斜列式，也可结合地形采用自由排列的方式，达到很好的空气对流的目的。
（4）在小区内多种植树木花草，不同物种相互搭配，可有效改善小区生态和室内热环境。
1.2住宅空间空气对流设计
自然通风能够改善人体热舒适，降低气温，相对于主动的热调节措施，具有明显的节能效益和生态作用。在住宅的平面布置设计时，门窗的位置、大小、户型的设计应充分考虑空气对流和穿堂风的组织，避免气流的转折和“缩颈”，使气流通畅均匀。另外，根据地区环境的特点，在住宅方案设计中巧妙构建开畅的空间，如畅厅、畅廊、畅阳台、空中花园等形式，一方面可通畅地组织室外气流，另一方面可减少太阳辐射对室内的影响，夜间也有利于热量向室外散发（图1）。
图1住宅利用中庭垂直通风
2、建筑构造设计节能措施
住宅的节能指标包括建筑物耗热量指标和耗煤量指标。其中建筑物总传热耗热量的一半以上是由于外围护结构的传热损失的。因此，在住宅的内外空间布局和环境确定之后，强化外围护结构的保温隔热性能，增强建筑的热稳定性，减缓其外表面散热速度对于建筑节能具有非同一般的意义。
2.1屋面
屋面受太阳辐射时间长，传热面积大，约占外表面积的20％。另外，对于住宅建筑来说，屋顶的保温隔热性能的好坏，直接影响的是顶层住户的室内温度与舒适度。为减少热辐射，应尽量采用坡屋顶，一方面能够丰富建筑物造型，另一方面可以增加顶层的辅助空间，在可能的情况下，还可以进行屋顶绿化，通过植被降低屋顶太阳辐射，降低屋顶内表面温度。
2.2外墙
外墙是建筑物的重要围护结构，占整个外围护结构的绝大部分，其传热系数大小、热工性能好坏，直接影响着建筑物的节能效果。随着粘土砖被禁用，建筑节能的技术进步，许多新型墙体材料得到充分的利用。目前，我国现有主要的外墙外保温技术：
2.2.1膨胀聚苯乙烯板加薄层抹灰并用玻璃纤维加强的做法
这是目前在我国使用最多的一种外保温墙体，其中聚苯板在基层墙体上的固定方式有三种：①采用粘结胶浆固定；②采用机械固定物固定；③以上两种固定方式的结合。这种做法有如下的优越性：a.由于它在欧洲及美国已沿用了近三十年，在美国已建成的建筑高达44层，因此，此项技术已形成体系，粘结层、保温层与饰面层可配套使用，有较多较成熟的技术文件；b.由于保温材料采用膨胀聚苯乙烯，其价格不十分昂贵，使整个系统价格适中，便于用户接受无复杂的施工工艺，一般施工单位经过简短培训后，便可掌握施工要领，便于技术的推广；d.它集保温、防水和装饰功能于一体，具有多功能性；e.整個系统具有较强的耐候性、良好的防水和水蒸气渗透性能；f.有多种颜色和纹理的面层涂料可供选择，与整个系统配套使用。
2.2.2采用挤塑聚苯乙烯为外保温材料的墙体
挤塑聚苯乙烯是近年来发展起来的一种新型保温材料。目前，挤塑聚苯乙烯与基层墙体的固定方式主要采用机械固定件。这种材料的优点在于：①挤塑聚苯乙烯具有致密的表层及闭孔结构内层。其导热系数大大低于同厚度的膨胀聚苯乙烯，因此具有较膨胀聚苯乙烯更好的保温隔热性能。对同样的建筑物外墙，其使用厚度可小于其它类型的保温材料；②由于内层的闭孔结构。因此它具有良好的抗湿性，在潮湿的环境中，仍可保持良好的保温隔热性能；③适用于冷库等对保温有特殊要求的建筑，也可用于外墙饰面材料为面砖或石材的建筑；④由
于挤塑聚苯乙烯与基层墙体的固定方式土要采用机械固定件。在冬季可照常施工。
2.2.3采用单面钢耸网架聚苯板的外墙外保温
这是近年来发展起来的、用于现浇混凝土建筑中的一种外墙刘、保温体系。它有以下优点：①这种体系在施工时。是将钢丝网架聚苯板置于将要浇注的外墙外模的内侧，外保温板和墙体一次成活，拆模后保温板与墙体合而为一，因此节省了人力、时间以及安装费用；②所选用的钢丝网架聚苯板块大、质轻，易于施工；③施工操作易掌握。冬季可照常施工；④聚苯板外侧挂有钢丝网，外饰面可用面砖。目前，此体系主要用于现浇混凝土多、高层住宅，它的构造节点、安装工艺等还有待于进一步完善。
2.2.4保温膏料用于外墙外保温
近年来，保温膏料也开始应用于建筑外墙外保温。它的优点在于：①保温膏料的粘结层、保温层与装饰层已形成体系，便于配套使用；②保温浆料用于外墙外保温时，对基层墙体平整度要求不高，易于在各种形状的基层墙体上施工；③施工工艺比较简单，操作易掌握；④有些保温桨料的材料中采用回收废聚苯颗粒作为轻骨料，节能利废，有利于保护环境；⑤可用于修补墙体抹灰面层的裂缝。
2.2.5聚合物保温砂浆与聚苯颗粒用于外墙保温
聚合物保温砂浆是指以表面熔结型膨胀珍珠岩（玻化微珠）为主，辅以改性膨胀珍珠岩为保温骨料、水泥为胶凝材料、粉煤灰为主要填充材料、聚丙烯单丝短纤维为增强抗裂材料以及各种特殊聚合物外加剂制成的建筑外墙保温砂浆材料，聚合物保温砂浆防水性好、抗裂性强、易于施工的性能特点。聚苯颗粒具有容重轻、导热系数小的良好保温性能，颗料本身具有一定弹性，在保温胶粉料的包裹下形成具有一定强度的亚弹性体，可以减少受外界自然条件影响产生的膨胀、收缩变形。
3、住宅建筑节能发展趋势
未来住宅建筑节能的发展趋势是利用可再生的天然能源，以实现住宅节能的可持续发展。在研究可再生能源在住宅建筑中的应用过程中，建筑、规划与设备专业应发挥各自的专业特点，探求利用自然界的天然可再生能源来达到节约能耗的目的。
3.1太阳能的开发利用
太阳能是一种洁净的可再生能源，我国有着十分丰富的太阳能资源，大多数地区年平均日辐射量在4kWh/m2以上，2/3以上地区的年日照大于2000h，太阳能资源的理论储量达每年17x1014t标准煤，同美国相近，比欧洲、日本优越得多。利用太阳能减少建筑能耗和改善建筑物环境是建筑技术发展的一个重要方向。在住宅建筑设计中应充分利用好太阳能，鼓励使用太阳能热水器，用太阳能灶烧饭、取暖。
3.2地下冷源和热源的利用
由于地表以下受气候影响小，在炎热的夏季地表深层温度较低，在寒冷的冬季地表深层温度较高，将空气或水送入埋置在地下的导管，可以利用地温降低或提高空气和水的温度再循环至室内去以调节室内温度。目前此种方式处于试验阶段，有很好的发展前景。
4、结束语
保护环境、有效利用自然能源、削减能源负荷是新时期实现可持续发展的重要要求之一，建筑设计中应用节能技术是对可持续发展这一理念的最好回应，节能建筑将成为今后建筑设计的主打方向，建筑节能工程作为建设领域的新方向已成为我们既定的基本国策，我们应深刻认识到节能设计的重要性，从自身出发、从实际出发，设计出与实际生活和社会相适应的设计，努力使建筑能耗最低化，大力发展节能建筑，提高能源利用率，为加快建设资源节约型，环境友好型社会做贡献。