居住建筑与节能环保

来源:用户上传      作者: 张彩芬

　　本文将从居住建筑外窗节能设计、居住建筑与节能环保的紧密关系、居住建筑与节能环保设计原则及居住建筑室内、外装修与节能环保几个方面探讨建筑节能设计的必要性。
　　建筑是人类利用自然资源、运用人类智慧和所掌握的科学技术建造的满足人类各种活动的人工环境，而建筑设计就是联系和综合上述各种要素，通过对功能、技术、经济、社会等方面要求的综合考虑，最大限度地满足人类活动的需要。 在国家大力提倡节能环保的大背景下，建筑节能是一个庞大的系统工程，是确保人与社会、人与自然、当今人与未来人和谐共处的系统工程。衣、食、住、行是人们基本生存需求，其中住、食、衣直接或间接与建筑节能相关。抓好建筑节能，直接受益者是地球上每一个人。随着社会的发展，城镇化的加速，导致建筑量的不断增大，以及人们对建筑舒适度要求的逐步提升，确定了建筑节能具有广阔、长久的发展潜力。
　　
　　1.居住建筑外窗节能设计
　　1.1建筑能耗的概述
　　随着我国人们生活水平提高，住房条件不断地改善，为居住着提供健康、舒适的居住条件的同时，降低建筑能耗，节约自然资源，是当代建筑师刻不容缓的职责。
　　建筑节能是一个整体化的设计结果，一般建筑主要包括外墙、外窗、屋顶三个方面。通过对石家庄花园小区20层以上高层住宅满足室内舒适度的暖气、空调建筑实例设计，建筑外窗是维护体系中保温隔热的薄弱环节。利用建筑技术手段，运用新型材料，在满足建筑形式多样化的同时，改善外窗的保温、隔热及密闭性能，降低外窗的传热量，以实现建筑节能的目的。
　　1.2外窗类型设计
　　传统的单层玻璃窗的保温隔热性能较差，所以采用双层玻璃窗即中空玻璃窗，通过增加的玻璃及双层玻璃间的空气层，降低外窗的导热系数，减少冬季的采暖能耗，达到节能的目的。我国华北地区居住建筑外窗采用双层玻璃即中空玻璃窗，由过去的玻璃窗组合结构（5mm+9+5mm）改为现在的玻璃窗组合结构（6mm+12=6mm），由于空气层的加大及玻璃厚度尺寸适当加厚，大大的提高外窗的保温节能效果，提高了居住舒适度。
　　1.3外窗窗框选材
　　外窗框料的选择，将影响外窗的传热与散热量。不同窗框材料的导热系数是有差异的，目前我国居住建筑外窗大量使用的是塑料窗，塑料窗导热系数低，具有良好的热工性能，价格适中。但当前使用的塑料窗随着使用年限增加，塑料窗的老化问题有待提高，但随着工业技术不断提高、发展，其产品将日益成熟，是具有发展潜力的窗框选用材料。
　　1.4外窗密闭材料
　　影响外窗的保温性能主要有两个因：传热系数及气密性，墙体与窗框、窗框与窗扇、窗扇与玻璃之间存在着装配缝隙，就会产生室内外空气交换，从建筑节能的角度讲，在满足室内卫生换气的条件下，通过门窗缝隙的空气渗透量过大，就会导致冷、热耗增加，这些空隙是建筑维护结构保温性能的薄弱环节，因此必须控制门窗缝隙的空气渗透量。
　　注意各种密封材料和密封方法地互相配合。近年来新研制的聚硫橡胶类弹性密封材料、硅酮类高弹性密封材料、聚氨酯类弹性密封材料，具有高弹性，能适应缝隙变形，保证密封效果，增强外窗的保温隔热性能。
　　1.5建筑窗墙面积比
　　居住建筑外墙面积不应过大，居住建筑节能标准规定了寒冷地区各朝向的窗墙面积比，北向不应大于0.30，东西向不应大于0.35，南向不应大于0.5，还规定寒冷地区北向不允许设计外飘窗，不利于节能。以石家庄亚龙花园小区高层住宅为例，各向窗墙面积比均不超节能设计标准，北向没有设计外飘窗，在建筑设计时为了追求外立面的美观效果，北向西北角、东北角都设计了转角窗，转角窗虽然不是外飘窗，但也对建筑节能不利，冬天降温、风起、下雪，角窗要比正常的窗子冷的多、还容易出现结露现象，西北角窗有时还出现了露水现象；西南向、东南向也不宜设计尺度过大的西南角、东南角转角窗，也宜出现结露现象，不利于建筑保温节能，应必免设计西北角、东北角转角窗，控制西南角、东南角转角窗尺寸过大设计。
　　总之，外窗选用除了适宜外，还应注意外窗的节能性、经济性、健康性、整体性、长期性。将新技术、新材料引用到外窗设计中，增加建筑技术含量，丰富建筑造型，是建筑的发展趋势，具有巨大的潜力。其设计不单单注重外观，更应关注居住舒适度与健康度，建筑师在设计中应目标明确，富有责任感，引导建筑向绿色、健康、舒适、节能的方向发展。
　　
　　2.居住建筑与节能环保的紧密关系
　　住宅建筑设计中的生态平衡、节省能源与环境保护不是孤立的，也不是矛盾的，而是相互影响和联系的。人类可以自主建造舒适的建筑内部环境，但人工化的舒适通常依赖于照明、空调和通风等高耗能设施，且舒适度的提高又往往以耗能的增加为前提条件，这种发展模式带来了当前环境和能源危机，进而威胁到人类自身的生存发展与安全保障。
　　随着经济的发展、城市化进程的加快、城市居民生活水平的提高，建筑耗能占整个能源消费总量的比重不断上升，每年由于新建和改建建筑，消耗大量能源，带来自然环境的恶化。同时在建设过程中还存在水污染严重、土地资源利用率低、建筑耗材高等严重问题。如不注意防止水、土和空气的污染，绿化与水面严重不足、空气污浊、气温升高、能耗剧增。自然环境的日趋恶化，结果是建筑系统内和建筑系统外的物质良性循环与能量的良性转换受到严重破坏，也就是生态环境受到严重破坏。居住区中的气候设计，不仅仅是一个充分利用自然能源、减少再生能源消耗的问题，也是一个直接处理人与自然的关系问题，实现可持续发展是本世纪人类所面对的巨大挑战。
　　
　　3.居住建筑与节能环保设计原则
　　现如今，随着节能环保意识的增强和能源短缺的压力，“节能建筑”、“环保建筑”成为当前最热的话题，节能环保建筑的标准应该统一的，节能建筑就应该是环保建筑，充分利用阳光、雨水等可再生能源，最大限度的节电节水，大力发展绿色节能建筑是中国建筑业未来发展的方向。我们在节能环保的建筑设计上要遵从以下原则：
　　首先是资源利用效率要达到最高。建筑设计的资源利用效率要达到最高的原则，指的是对各种建筑用的资源，包括能源、土地、水、各种建筑材料等，都要高效率地利用，尽可能的节约能源。
　　其次是对环境影响最小。要达到对环境影响最小，要注意以下几个方面：1）防止建筑对土壤、空气和水的污染；2）尽量使用本地建材。这也是对环境影响最小的一项措施，因为这样可以减少运输对环境的影响，而且可以支持当地经济的发展；3）重复利用建筑材料，在建筑选材时，要考虑材料的可循环使用，这是鼓励建筑材料的回收利用；4）要尽可能利用既有建筑，提高建筑物的寿命。
　　最后是对生态环境最好。对生态环境最好指的是对人以及其他生物的生存和健康最为有利，“以人为本”的同时不要忘了其他物种。人也是自然生态中的一部分，“以人为本”的建筑设计原则，不单只是满足“人”的物质与精神需求，更应该使其与生态环境保持应有的平衡关系，需考虑到未来的的可持续发展。
　　4.居住建筑室内外装修与节能环保
　　随着经济的发展、城市化进程的加快、城市居民生活水平的提高，建筑耗能占整个能源消费总量的比重不断上升，每年由于新建和改建建筑，消耗大量能源，带来自然环境的恶化。 现如今，随着节能环保意识的增强和能源短缺的压力，“节能建筑”、“绿色建筑”成为当前最热的话题，绿色节能建筑的标准应该统一的，节能建筑就应该是环保建筑，充分利用阳光、雨水等可再生能源，最大限度的节电节水，大力发展绿色节能建筑是中国建筑业未来发展的方向。

　　4.1室内装修节能改造
　　在我国城市住宅设计中，卧室是住宅中唯一的主要空间，要将所有的卧室置于日照通风条件最佳的住置，置于南向，为住户提供最好的享用自然能源的环境。在室内功能区域和空间划分处理上多考虑环保和节能性因素。设计上选用透光性隔板方式解决通风、照明及可调节、可移动式的家具等，在室内培植适宜的绿色植物，达到净化空气调节空气的作用。
　　在采暖设计方面，结合供热需求，应选用传导和容量适宜的供暖材料，暖气片作为采暖主要方式，在装修暖气片时，应少包装，最大程度发挥其散热性。对于住宅小区的供暖系统设计，如果规划和设计合理，不仅能够实现较好的系统控制和计量功能，同时可以降低能源的浪费。
　　提倡运用可回收性节能和节水技术；选用适宜的照明设备控制节能，减少不必要的电能耗费，然而要兼顾节能和装饰，还要做到量体裁衣。在很小居室内使用大型灯具，即便采用节能光源，同样会造成能源的浪费。卫生间、厨房等应该选择有防潮、防水功能的灯具。
　　结合装饰考虑室内环境的自然通风性能，以利于空气对流交换，在装饰上设遮阳窗帘。室内采用电热水器与太阳能热水器相结合，减少室内热水用电能耗，从多方面达到节能目的。
　　4.2室外装修节能改造
　　在住宅体型设计时，依据民用建筑节能设计标准，进行节能住宅设计时，在满足一定体型系数限制条件下，节能建筑本体围护结构应达到规定的热工指标要求。注意用最少的围护结构面积形成满足功能要求的室内空间体积，其意义在于减少不必要的墙体外表面积，避免热损失。
　　民用建筑在进行装饰装修工程时，必须与节能改造同步进行，以确保改造后达到建筑节能标准要求。外墙表面宜涂刷白色或浅色涂料，减少壁面传热，以提高外墙保温隔热性能。即降低空调的使用率，又节约能耗。对于多层住宅或底层墙壁，进行垂直绿化。这样就能缓解骤雨及曝晒造成建筑物表面的温差变化，从而改善生态和室内环境。
　　综上，发展的观念正逐渐成为人类社会的共识，节能建筑也好，环保建筑也好，其宗旨都是为了人类的安居乐业和长久的持续发展。我们要在“以人为本”的建筑设计前提下，在有限的地球资源条件下，建立一个更加美好、更加和谐、舒适的人居环境。
　　
　　参考文献
　　[1] 房志勇，等. 建筑节能技术[M]. 北京：中国建材工业出版社，1998.
　　[2] 中国建筑业协会建筑节能专业委员会编著. 建筑节能技术[M]. 北京：中国计划出版社，1996.
　　[3] 赵晓颖. 住宅窗系统节能技术分析. 住宅科技，2005（4）.
　　（作者单位：石家庄市建筑设计院河北石家庄050000）

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