浅谈居住建筑节能设计与应用
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摘要：建筑节能涉及的内容和其中的复杂性，决定了建筑节能应用系统优化分析方法的必要性。如今一提到建筑的热舒适环境，人们就会想到房间是否采用了空调、开窗大小、外墙和屋顶采用了何种保温隔热材料。事实上，建筑节能不仅仅局限于空调和材料那么简单，建筑节能受气候条件、室内热环境的舒适要求、围护结构的热工性能、节能技术和采暖空调设备的效果和经济性等诸方面的共同制约，密不可分。
关键词：居住建筑；节能设计
居住建筑节能设计包括节能建筑单体设计和节能建筑整体设计。节能建筑单体设计主要为三部分：一是建筑节能技术设计，例如建筑的墙体节能设计、门窗设计、地面和屋面节能设计等；其次是生态技术设计，如太阳能利用、生土、绿化技术和自然空调技术等；三是从建筑设计本身出发，包括建筑平面的布局、建筑体型体量设计、建筑内外部空间设计、窗地面积比或窗墙面积比的设计等方面。
1 墙体节能构造设计
1.1 技术应用概况
目前，外墙按其保温层所在的位置分类，主要有：单一材料保温外墙，外保温外墙，内保温外墙和夹芯保温外墙等。按其主体结构所用材料分类，主要有：加气混凝土外墙，黏土空心砖外墙，黏土(实心)砖外墙，混凝土空心砌体外墙，钢筋混凝土外墙，其他非黏土砖外墙。其中，保温层主要采用导热系数小的高效轻质保温材料，其导热系数一般小于O.05W／m・K。常被采用的有：膨胀型聚苯乙烯板(EPS)、挤塑型聚苯乙烯板(XPS)、岩棉板、玻璃棉毡以及超轻保温浆料等。在广东地区无机玻化微珠保温砂浆应用较为广泛，其保温隔热性能好及施工适应性强。
无论是单一材料保温、外保温、内保温还是夹芯保温，目的都是使外墙的保温隔热性能提高，满足外墙的保温隔热设计要求。然而，采用外保温则效果更好，其原因是：外保温可以避免产生热桥；在进行外保温后，由于内部的实体墙热容量大，室内能蓄存更多的热能，室温比较稳定；通过外保温提高外墙内表而温度，能得到舒适的热环境；内部的砖墙或混凝土墙受到保护；采用内保温的墙面上难以铆钉吊挂物件；装修时保温层不宜遭到破坏；外保温综合效益显著。
1.2 墙体保温技术构造设计
（1）单一材料保温墙体
传统居住建筑材料多使用实心粘土砖，不仅毁掉大量农田，也使住宅在数量、品种、质量和节能等方面受到严重制约。以轻质、高强、保温、隔热的节能墙体材料替代粘土砖，既节约土地资源，又会增强墙体的保温隔热功能。
节能墙体材料大体分为以下几类：块状类材料、墙体类材料、轻板类材料。目前，在广东使用较多的是加气混凝土砌块,这种材料导热系数约为0.2-0.3,可很大程度上降低墙体传热系数K值。对于单一保温墙体，其保温隔热效果相比实心粘土砖有一定程度提高，造价较低，施工简单，可在建筑广泛推广。但其保温隔热性能相对复合保温墙体相差较远，经济条件许可情况下外墙可采用复合保温墙体。
（2）外保温复合墙体
外保温复合墙体是指在建筑物外墙的外表面上设置保温层，外墙结构可用砖石或混凝土建造。由于保温层多选用高效保温材料，这种体系能明显提高外墙的保温隔热效能。另一方面，由于保温层在室外侧，其构造必须能满足水密性、抗风性以及温湿度变化的要求，不致产生裂缝，并能抵抗外界可能产生的碰撞作用，还能与相邻部位(如门窗洞口、穿墙管等)之间以及在边角处、面层装饰等方面，均能得到适当的处理。
外保温层的功能，仅限于增加外墙的保温效能，对主体墙的稳定性不起作用，其主体墙必须满足一切力学稳定性要求，还应使被覆的保温层和装饰层得以牢牢固定。不同外保温体系，其材料、构造和施工工艺各有不同，主要分为板材外保温层、颗粒外保温层、喷浆外保温层。无机玻化微珠保温体系：是由界面层、保温层、抗裂保护层和饰面层组成，保温层由保温砂浆按配比加水搅拌均匀即可使用，抹于墙体表面，具有无空腔的特点，其强度高、粘结力强、不开裂，用了逐层渐变、柔性释放应力的技术。
2 门窗节能构造设计
2.1 门的节能设计
居住建筑的外门，包括居室户门以及建筑外门往往用单层木板或双层木板钉成。城市居住建筑的外门一般由封闭式防盗门及木门两部分组成，木门往往由实木或夹板钉成；阳台门(非封闭阳台)一般由两部分组成：上部为透明部分，有采光作用，下部为门芯板，为不透明部分，目前多为塑钢或铝合金材质；一部分是落地玻璃阳台门，对保温隔热及室内热环境均产生不良影响。
为了加强保温，应在门芯板内做成保温夹层，内部填以轻质高效保温材料，如聚苯板、岩棉板等。做法并不复杂，这样在冬天减少了向室外的散热量，有利于节能，而且由于冬天内表面温度较高，夏季内表面温度降低，不致使附近的人感到不适，落地玻璃阳台门可以按外窗做节能处理。对于居住建筑，房门可设置双层门；城市居住建筑可在每一幢楼房楼梯间出口安装封闭的防盗门，既能起到安全防盗作用，又能起到梯间保温隔热作用。
2.2 窗的节能设计
对于窗的节能设计，主要从开窗面积、气密性、开扇形式、保温性、导热性、太阳辐射处理等方面进行考虑。具体来说，应用较广泛的节能技术有：一选择合适的窗墙比，它依据一地区不同朝向冬、夏日照情况、季风影响、室外空气温度，室内采光设计标准及开窗面积与建筑能耗所占的比例等因素综合确定的；二是减少窗的冷风渗透，即是将窗的气密性、水密性以及隔声性能和隔热性能达到一定的水平，普遍做法有改善框一扇密封、选择正确的开扇形式等；三是提高窗的保温性能，改善窗及玻璃材质的热工性能，开发利用多层窗、双玻窗、粘膜窗、充填窗、中空和真空等新技术；四是对太阳光辐射的处理及太阳能资源的利用；五是积极利用窗外遮阳技术，有效降低窗的遮阳系数SC。
3 屋面节能构造设计
屋面是住宅围护结构的重要组成部分，对建筑物的节能设计极为重要。住宅楼多为六层或六层以上的多层或中高层住宅，多层住宅楼的屋面面积一般占围护结构总面积的12-15％，其传热耗热量约占总传热耗热量的10-13％。在中高层及高层住宅中，由于屋顶面积在总围护结构面积中比例较小，屋面耗热量在总耗热量的比例也将减少。
屋面保温隔热作用的优劣，不仅影响到建筑节能，对顶层墙体的开裂有重要影响，如果屋顶保温隔热效果不好，结构层会由于温差过大胀缩变化剧烈，导致墙体特别是顶层墙体的开裂。所以，加强屋面的保温隔热性能，不仅是建筑节能的需要，同时也是预防因温度变化出现墙体裂的重要手段。
传统屋面保温隔热做法，即是在防水层下铺设保温层，保温层做法不一，材料不同，主要依防水方式不同可分为两大类：一是基于构造防水的保温层。利用水向低处流的特点，把屋面做成坡度，采用片状瓦搭接使雨水沿斜坡倾流而下，排出屋面，是为构造防水，这种基于构造防水的保温层技术即为坡屋面保温。二是基于材料防水的保温层。充分发挥材料的不透水性能，对屋面整体密封，允许屋面上积水，蓄水屋面则可长期积水，是为材料防水，这种基于材料防水的保温层技术即为平屋面保温。另一种做法是保温层位于防水层之上，又叫倒置式保温屋面,目前我省多采用这种做法，保温层为挤塑聚苯乙烯板，面铺隔离布后设细石混凝土保护层。
4 结语
居住建筑的节能技术不是孤立的，仅是建筑节能中的一个环节，必须将建筑围护结构中的各个部件：墙体、门窗、屋面、地面的节能技术都做好，才可能达到良好的建筑整体节能的效果，同时还必须从建筑规划设计、材料和设备选用、施工和管理等方面加以综合考虑，这样才可能取得更好的节能效果。
参考文献
1.张艳芳.住宅节能的技术措施.山西建筑.2004(10)
2.宋德萱.节能建筑设计与技术.上海：同济大学出版社.2003
3.王立雄编著.建筑节能.北京：中国建筑工业出版社.2004
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