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摘要：本文将对当前城市住宅建筑节能设计的重要性及其设计实践中存在的问题进行分析，并在此基础上提出一些建设性建议，以供参考。
关键词：城市住宅；建筑设计；节能设计
中图分类号： TU2 文献标识码： A 文章编号：
1、加强城市住宅建筑节能设计的重要意义
2011年5月12日，财政部和住建部联和足合发文，对“十二五”期间的建筑节能标准做了要求，其中大型公共建筑能耗要下降百分之十五左右，居住建筑节能要达到百分之六十五以上，以期到2020年实现国内城市住宅的能源消耗水平达到中等发达国家水平。由此可见，加强城市住宅建筑节能设计，不仅意义重大，而且任务紧迫。
2、城市住宅建筑节能设计中的几个问题
据调查显示，当前城市住宅建筑节能设计中还存在着一些问题，主要表现在一下几个方面：
第一，开发商与设计方面的问题。在资源节约型和环境友好型社会建设的过程中，节能设计业已成为城市住宅建筑設计活动中不可或缺的重要环节，但因当前国内城市住宅普遍存在开发周期比较短、工程项目设计任务重等特点，所以现阶段存在的问题就是难以将节能设计理念有效地融入到城市住宅设计与建设全过程之中。
第二，户型设计与体型系数之间的矛盾。我们提倡和要求节约能源，在总的原则、观念以及方针之下，涵盖了多方面的内容，其中体型系数是针对建筑能量消耗进行有效控制所需参照的一项重要指标。建筑体型系数主要说的是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，其可以将建筑处于一定体积条件时跟外界实施热交换的具体面积大小合理反映出来，若是建筑物各部分围护结构传热系数和窗墙面积比未发生任何变化，则体型系数越大，就会造成越多散热现象的出现。当前户型设计与体型系数之间的矛盾主要体现在好的户型要求明厨明卫，会导致建筑物凹槽面的增加，同时体型的凹凸变化，在一定程度实现建筑立面效果的有效丰富。可是，其所产生的负面影响即为导致建筑的外表面积的增加，影响建筑的体形系数，造成了更多的建筑能源消耗。
第三，设计与施工的衔接问题。在节能设计过程中，要充分考虑施工的实际情况，合理选用节能材料，其对于节能设计以及实际的建筑施工来说有着至关重要的影响作用。选择适当的保温材料，不仅可以有效提高建筑的节能效果，同时，可以降低施工难度，保证施工质量。同时，在住宅节能设计中存在设计的不科学性、不合理性，导致实际施工过程中经常面临着更改设计方案的问题，而使设计与施工的衔接存在偏差。
3、加强城市住宅建筑节能设计的有效策略
据《民用建筑节能设计标准》之要求，加强建筑节能设计的根本目的在于保障建筑结构的使用功能、改善室内环境质量，并在此基础上将采暖能耗参数控制在一个相对科学的范围之内。
（1）做好体型系数与户型的有机协调
在住宅建筑户型设计过程当中，考虑户型的舒适性，设计人员往往采用建筑开凹槽的设计手法来解决房间、卫生间和厨房的通风采光问题，但是从节能方面来看这样的处理手法会造成了建筑的外墙长度、外墙面积和体形系数被增加，造价成本也同时被提高了，还不利于建筑的防火。所以，在设计中应从节能的角度去回避不必要的墙面凹凸变化，以求得立面的简洁与构图的完整。同时，应当尽可能地减少进深过浅以及建筑体曲折多变、飘窗过大、墙面不平且凹凸等等现象的出现，使户型设计尽可能规整，以确保住宅的能耗控制在合理的范围内。
（2）优化城市住宅建筑规划设计方案
城市住宅建筑规划过程中，一定要加强对住宅建筑朝向、间距、体型以及绿化等内容的考虑，尤其要对建筑的节能和室内热环境的改善进行全面的规划。在城市住宅建筑平面布局过程中，选择朝向是非常重要的，比如夏季应当减少太阳对室内与外墙面的直晒，保持良好的通风条件；冬季则应当保持足够的日照时间，但一定要注意不能使室内遭受冷风的吹袭。由此可见，在全面权衡节能与热环境因素的情况下，笔者认为居住建筑应以南北方向或者近似南北方向规划建设为宜。若是有些方位住宅难以实现南北方向规划布置，则一定要尽可能地保证主卧室冬季朝阳，或者处于背风面，这样可有效地减少围护结构自身的散热量。而在设计实践中，以夏热冬冷地区为例，南偏西的朝向在夏季遮阳及冬季保持足够的日照时间方面更为有利。同时，在设计过程中，还要注意控制建筑之间的间距，以确保居住建筑冬季的满窗日照时间。此外，还可以针对具体住宅建筑结构的特点，选择适当的位置种植不同的植被，这样不仅可以起到夏季遮阳、冬季防风的功效，而且还能美化环境，提高生活品质。
（3）提高住宅建筑围护结构的节能科技水平
一般而言，城市住宅建筑自身的能耗主要由冷风渗透及维护结构材料的热传导性能等两方面的内容决定的，若住宅建筑的围护结构保温隔热性能良好，则就可以有效地满足夏、冬两季的热量控制，从而实现节能降耗之目的。具体表现在以下方面：
第一，对外门窗进行节能设计。窗用型材约占外窗洞口面积的15％—30％，是建筑外窗中能量流失的第一个薄弱环节，因此，窗用型材的选用是至关重要的。当前常用的门窗材料包括有塑钢以及木、铝合金以及钢这四种主要材料，相较于铝合金以及木、钢材料来说，塑钢材料具备了耐腐蚀、保湿性能好以及光泽度高、隔音效果好、成本低等等优势，其可以节约百分之三十至百分之五十的取暖能源，在实际建筑建设中获得了广泛使用。在窗户中，玻璃面积占窗户面积的65％～75％。普通玻璃的热阻值很小，而且对远红外热辐射几乎完全吸收，单层普通玻璃是无法达到保温节能效果的。门窗玻璃常用的处理方法有：玻璃镀膜。用物理或化学镀膜工艺，改变玻璃表面的热反射特性，将太阳辐射直接反射回去，从而提高玻璃的遮阳隔热性能。镀膜玻璃又分为热反射玻璃(又称阳光控制玻璃)和低辐射玻璃(又称low—E玻璃)，热反射玻璃可通过配置膜层的结构和厚度，在较大范围改变遮阳性能。普通浮法玻璃的辐射率高达0.84，当镀上一层以银为基础的低辐射薄膜后，其辐射率可降至0.1以下。可见，运用Low-E玻璃来制造建筑物门窗，能够大幅度减低由于辐射而导致的室内热能向室外的传递，获得较为理想的节能效果。同时，窗户属于轻质结构体，因此也是耗热的最薄弱环节。普通外窗能耗量约占整个建筑结构能耗的一半以上，因此东西面高能耗墙面，应当尽量少用或不用大窗，以提高居住建筑的节能效果。
第二，对墙体进行节能设计。墙体节能保温材料包括有机类、无机类(如岩棉、珍珠岩水泥板、泡沫水泥板、复合硅酸盐等)和复合材料类(如金属夹芯板、芯材为聚苯等)。建筑节能墙体内保温技术，主要是指在建筑物的墙体内部增加一层保 温板以增加墙体保温效果。但内保温会多占用使用面积，“热桥”问题不易解决，容易引起开裂，还会影响施工速度，影响居民的二次装修，且内墙悬挂和固定物件也容易破坏内保温结构。内保温在技术上的不合理性，决定了其必然要被外保温所替代。外墙的保温，不仅依靠保温材料的使用，墙体的自保温也起着至关重要的作用。国内城市住宅建筑过程中长期以实心黏土砖为首选，使用该种墙体材料只能依靠增加墙体的砌筑厚度来实现保温之目的，但实际上其节能降耗效果却非常的差，造成了严重的资源浪费。从实践来看，复合墙体，实际上就是用砖、钢筋混凝土等材料，共同做成的承重墙体，它与绝热材料等复合在一起，可以增加住宅墙体的隔热和保温性能。其中的绝热材料一般是矿棉、聚苯乙烯、岩棉、玻璃棉以及膨胀珍珠岩和加气混凝土。当前使用的复合墙建设主要有三种：第一种是内保温，即将各种绝热材料复合于外墙的内侧。该方法简单易行，应用非常的广泛；第二种是中间保温，即将各种绝热材料内置与外墙和内墙之间的孔隙处。该方法保温效果也非常的明显，但一定要注意填充的密实性，以避出现空气对流问题；第三种是外保温，即将各种绝热材料复合于承重墙的外侧。该种方法具有非常好的热稳定性，而且比较适合居住。但不利之处在于外保温材料应当经得住风吹日晒以及雨淋、冰冻，具有非常强的抗侵害性。
第三，对屋面进行节能设计。为减少屋面的热量损耗，我国北方地区在屋面保温工程设计方面大约经历了三个阶段。第一阶段主要是干铺炉渣、焦渣或水淬矿渣，在现浇保温层方面主要采用石灰炉渣，在块状保温材料方面，仅少量采用了泡沫混凝土预制块；第二阶段是膨胀珍珠岩、膨胀蛭石等轻质材料，屋面保温层出现了现浇水泥膨胀珍珠岩、现浇水泥膨胀蛭石保温层以及沥青或水泥作为胶结与膨胀珍珠岩、膨胀蛭石制成的预制块及岩棉板等保温材料；第三阶段是重量轻、热导率小的聚苯乙烯泡沫塑料板、泡沫玻璃块材等屋面保温材料。近年来，随着节能设计要求的不断提高，种植屋面在建筑设计中被广泛使用。在设计中，我们选取了质地轻柔的种植土作为栽种基质，如草炭腐殖土及珍珠岩等。实践中对屋面进行节能设计的主要策略有：屋面保温层应当选用一些吸水性能较好的材料，以免因保温层吸水量过大而严重影响了其自身的保温效果；屋面保温层应当选用那些密度较小、导热性不强的保温材料，这样可以保证屋面的承重性能、增加其保温厚度。
第四，建筑立面及节能构造处理。在住宅的节能设计中，建筑立面的处理也大大影响了节能的效果。在前几年被广泛使用的飘窗，因为不利于节能，笔者建议不设或少设，特别是在寒冷和严寒地区，更是不建议使用。原因有三，首先，飘窗要增加更多的玻璃面积。一米八宽的窗口突出墙外三十厘米的“П”字形飘窗，增加三分之一的玻璃面，通过窗口损失的能量增加25%。其次，为封闭飘窗上下口，从墙外伸出的两块钢筋混凝土悬挑板，形成新的热桥，使室内能量损失陡然增加。第三，飘窗三个玻璃面吸收太阳辐射热，持续时间长，室内温度比平窗要高，降温所消耗的能量也相应增加。况且飘窗很难实施遮阳措施，因而也无法降低太阳辐射热。
4、结语
综上所述， 本文主要就实际设计工作中的具体要点，如住宅建筑规划；门窗节能设计中的窗用型材、玻璃选择；墙体节能保温材料、不同保温方式的要求；屋面节能材质选择；节能构造处理中的飘窗与冷桥等问题进行了研究，以期为我国城市住宅建筑节能设计做出一点贡献。
参考文献：
[1]孙汝合.谈城市住宅建筑的节能设计[J].中华民居,2011(03).
[2]刘晓宇，徐海波.浅析城市住宅建筑的设计改进措施及创新[J].金山,2012(02).
[3]王世超.住宅的建筑空间设计与节能[J].中国科技纵横,2010(23).
关键词：城市住宅；建筑设计；节能设计
中图分类号： TU2 文献标识码： A 文章编号：
1、加强城市住宅建筑节能设计的重要意义
2011年5月12日，财政部和住建部联和足合发文，对“十二五”期间的建筑节能标准做了要求，其中大型公共建筑能耗要下降百分之十五左右，居住建筑节能要达到百分之六十五以上，以期到2020年实现国内城市住宅的能源消耗水平达到中等发达国家水平。由此可见，加强城市住宅建筑节能设计，不仅意义重大，而且任务紧迫。
2、城市住宅建筑节能设计中的几个问题
据调查显示，当前城市住宅建筑节能设计中还存在着一些问题，主要表现在一下几个方面：
第一，开发商与设计方面的问题。在资源节约型和环境友好型社会建设的过程中，节能设计业已成为城市住宅建筑設计活动中不可或缺的重要环节，但因当前国内城市住宅普遍存在开发周期比较短、工程项目设计任务重等特点，所以现阶段存在的问题就是难以将节能设计理念有效地融入到城市住宅设计与建设全过程之中。
第二，户型设计与体型系数之间的矛盾。我们提倡和要求节约能源，在总的原则、观念以及方针之下，涵盖了多方面的内容，其中体型系数是针对建筑能量消耗进行有效控制所需参照的一项重要指标。建筑体型系数主要说的是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，其可以将建筑处于一定体积条件时跟外界实施热交换的具体面积大小合理反映出来，若是建筑物各部分围护结构传热系数和窗墙面积比未发生任何变化，则体型系数越大，就会造成越多散热现象的出现。当前户型设计与体型系数之间的矛盾主要体现在好的户型要求明厨明卫，会导致建筑物凹槽面的增加，同时体型的凹凸变化，在一定程度实现建筑立面效果的有效丰富。可是，其所产生的负面影响即为导致建筑的外表面积的增加，影响建筑的体形系数，造成了更多的建筑能源消耗。
第三，设计与施工的衔接问题。在节能设计过程中，要充分考虑施工的实际情况，合理选用节能材料，其对于节能设计以及实际的建筑施工来说有着至关重要的影响作用。选择适当的保温材料，不仅可以有效提高建筑的节能效果，同时，可以降低施工难度，保证施工质量。同时，在住宅节能设计中存在设计的不科学性、不合理性，导致实际施工过程中经常面临着更改设计方案的问题，而使设计与施工的衔接存在偏差。
3、加强城市住宅建筑节能设计的有效策略
据《民用建筑节能设计标准》之要求，加强建筑节能设计的根本目的在于保障建筑结构的使用功能、改善室内环境质量，并在此基础上将采暖能耗参数控制在一个相对科学的范围之内。
（1）做好体型系数与户型的有机协调
在住宅建筑户型设计过程当中，考虑户型的舒适性，设计人员往往采用建筑开凹槽的设计手法来解决房间、卫生间和厨房的通风采光问题，但是从节能方面来看这样的处理手法会造成了建筑的外墙长度、外墙面积和体形系数被增加，造价成本也同时被提高了，还不利于建筑的防火。所以，在设计中应从节能的角度去回避不必要的墙面凹凸变化，以求得立面的简洁与构图的完整。同时，应当尽可能地减少进深过浅以及建筑体曲折多变、飘窗过大、墙面不平且凹凸等等现象的出现，使户型设计尽可能规整，以确保住宅的能耗控制在合理的范围内。
（2）优化城市住宅建筑规划设计方案
城市住宅建筑规划过程中，一定要加强对住宅建筑朝向、间距、体型以及绿化等内容的考虑，尤其要对建筑的节能和室内热环境的改善进行全面的规划。在城市住宅建筑平面布局过程中，选择朝向是非常重要的，比如夏季应当减少太阳对室内与外墙面的直晒，保持良好的通风条件；冬季则应当保持足够的日照时间，但一定要注意不能使室内遭受冷风的吹袭。由此可见，在全面权衡节能与热环境因素的情况下，笔者认为居住建筑应以南北方向或者近似南北方向规划建设为宜。若是有些方位住宅难以实现南北方向规划布置，则一定要尽可能地保证主卧室冬季朝阳，或者处于背风面，这样可有效地减少围护结构自身的散热量。而在设计实践中，以夏热冬冷地区为例，南偏西的朝向在夏季遮阳及冬季保持足够的日照时间方面更为有利。同时，在设计过程中，还要注意控制建筑之间的间距，以确保居住建筑冬季的满窗日照时间。此外，还可以针对具体住宅建筑结构的特点，选择适当的位置种植不同的植被，这样不仅可以起到夏季遮阳、冬季防风的功效，而且还能美化环境，提高生活品质。
（3）提高住宅建筑围护结构的节能科技水平
一般而言，城市住宅建筑自身的能耗主要由冷风渗透及维护结构材料的热传导性能等两方面的内容决定的，若住宅建筑的围护结构保温隔热性能良好，则就可以有效地满足夏、冬两季的热量控制，从而实现节能降耗之目的。具体表现在以下方面：
第一，对外门窗进行节能设计。窗用型材约占外窗洞口面积的15％—30％，是建筑外窗中能量流失的第一个薄弱环节，因此，窗用型材的选用是至关重要的。当前常用的门窗材料包括有塑钢以及木、铝合金以及钢这四种主要材料，相较于铝合金以及木、钢材料来说，塑钢材料具备了耐腐蚀、保湿性能好以及光泽度高、隔音效果好、成本低等等优势，其可以节约百分之三十至百分之五十的取暖能源，在实际建筑建设中获得了广泛使用。在窗户中，玻璃面积占窗户面积的65％～75％。普通玻璃的热阻值很小，而且对远红外热辐射几乎完全吸收，单层普通玻璃是无法达到保温节能效果的。门窗玻璃常用的处理方法有：玻璃镀膜。用物理或化学镀膜工艺，改变玻璃表面的热反射特性，将太阳辐射直接反射回去，从而提高玻璃的遮阳隔热性能。镀膜玻璃又分为热反射玻璃(又称阳光控制玻璃)和低辐射玻璃(又称low—E玻璃)，热反射玻璃可通过配置膜层的结构和厚度，在较大范围改变遮阳性能。普通浮法玻璃的辐射率高达0.84，当镀上一层以银为基础的低辐射薄膜后，其辐射率可降至0.1以下。可见，运用Low-E玻璃来制造建筑物门窗，能够大幅度减低由于辐射而导致的室内热能向室外的传递，获得较为理想的节能效果。同时，窗户属于轻质结构体，因此也是耗热的最薄弱环节。普通外窗能耗量约占整个建筑结构能耗的一半以上，因此东西面高能耗墙面，应当尽量少用或不用大窗，以提高居住建筑的节能效果。
第二，对墙体进行节能设计。墙体节能保温材料包括有机类、无机类(如岩棉、珍珠岩水泥板、泡沫水泥板、复合硅酸盐等)和复合材料类(如金属夹芯板、芯材为聚苯等)。建筑节能墙体内保温技术，主要是指在建筑物的墙体内部增加一层保 温板以增加墙体保温效果。但内保温会多占用使用面积，“热桥”问题不易解决，容易引起开裂，还会影响施工速度，影响居民的二次装修，且内墙悬挂和固定物件也容易破坏内保温结构。内保温在技术上的不合理性，决定了其必然要被外保温所替代。外墙的保温，不仅依靠保温材料的使用，墙体的自保温也起着至关重要的作用。国内城市住宅建筑过程中长期以实心黏土砖为首选，使用该种墙体材料只能依靠增加墙体的砌筑厚度来实现保温之目的，但实际上其节能降耗效果却非常的差，造成了严重的资源浪费。从实践来看，复合墙体，实际上就是用砖、钢筋混凝土等材料，共同做成的承重墙体，它与绝热材料等复合在一起，可以增加住宅墙体的隔热和保温性能。其中的绝热材料一般是矿棉、聚苯乙烯、岩棉、玻璃棉以及膨胀珍珠岩和加气混凝土。当前使用的复合墙建设主要有三种：第一种是内保温，即将各种绝热材料复合于外墙的内侧。该方法简单易行，应用非常的广泛；第二种是中间保温，即将各种绝热材料内置与外墙和内墙之间的孔隙处。该方法保温效果也非常的明显，但一定要注意填充的密实性，以避出现空气对流问题；第三种是外保温，即将各种绝热材料复合于承重墙的外侧。该种方法具有非常好的热稳定性，而且比较适合居住。但不利之处在于外保温材料应当经得住风吹日晒以及雨淋、冰冻，具有非常强的抗侵害性。
第三，对屋面进行节能设计。为减少屋面的热量损耗，我国北方地区在屋面保温工程设计方面大约经历了三个阶段。第一阶段主要是干铺炉渣、焦渣或水淬矿渣，在现浇保温层方面主要采用石灰炉渣，在块状保温材料方面，仅少量采用了泡沫混凝土预制块；第二阶段是膨胀珍珠岩、膨胀蛭石等轻质材料，屋面保温层出现了现浇水泥膨胀珍珠岩、现浇水泥膨胀蛭石保温层以及沥青或水泥作为胶结与膨胀珍珠岩、膨胀蛭石制成的预制块及岩棉板等保温材料；第三阶段是重量轻、热导率小的聚苯乙烯泡沫塑料板、泡沫玻璃块材等屋面保温材料。近年来，随着节能设计要求的不断提高，种植屋面在建筑设计中被广泛使用。在设计中，我们选取了质地轻柔的种植土作为栽种基质，如草炭腐殖土及珍珠岩等。实践中对屋面进行节能设计的主要策略有：屋面保温层应当选用一些吸水性能较好的材料，以免因保温层吸水量过大而严重影响了其自身的保温效果；屋面保温层应当选用那些密度较小、导热性不强的保温材料，这样可以保证屋面的承重性能、增加其保温厚度。
第四，建筑立面及节能构造处理。在住宅的节能设计中，建筑立面的处理也大大影响了节能的效果。在前几年被广泛使用的飘窗，因为不利于节能，笔者建议不设或少设，特别是在寒冷和严寒地区，更是不建议使用。原因有三，首先，飘窗要增加更多的玻璃面积。一米八宽的窗口突出墙外三十厘米的“П”字形飘窗，增加三分之一的玻璃面，通过窗口损失的能量增加25%。其次，为封闭飘窗上下口，从墙外伸出的两块钢筋混凝土悬挑板，形成新的热桥，使室内能量损失陡然增加。第三，飘窗三个玻璃面吸收太阳辐射热，持续时间长，室内温度比平窗要高，降温所消耗的能量也相应增加。况且飘窗很难实施遮阳措施，因而也无法降低太阳辐射热。
4、结语
综上所述， 本文主要就实际设计工作中的具体要点，如住宅建筑规划；门窗节能设计中的窗用型材、玻璃选择；墙体节能保温材料、不同保温方式的要求；屋面节能材质选择；节能构造处理中的飘窗与冷桥等问题进行了研究，以期为我国城市住宅建筑节能设计做出一点贡献。
参考文献：
[1]孙汝合.谈城市住宅建筑的节能设计[J].中华民居,2011(03).
[2]刘晓宇，徐海波.浅析城市住宅建筑的设计改进措施及创新[J].金山,2012(02).
[3]王世超.住宅的建筑空间设计与节能[J].中国科技纵横,2010(23).