[建筑]住宅建筑節(jié)能設(shè)計的可控性

1、住宅建筑節(jié)能設(shè)計的可控性現(xiàn)代生活和生產(chǎn)對能量的巨大需求與能源相對短缺之間日益尖銳的矛盾促進(jìn)了世界范圍內(nèi)節(jié)能運(yùn)動的不斷發(fā)展。今天,“節(jié)約能源,提高能源利用率”已經(jīng)成為各行各業(yè)在謀求提高勞動生產(chǎn)率的同時所追求的另一個目標(biāo),建筑業(yè)也不例外。設(shè)計節(jié)能型住宅和研究開發(fā)住宅節(jié)能技術(shù),是當(dāng)今建筑業(yè)極為重要的熱點(diǎn)問題,是建筑技術(shù)進(jìn)步的一個重大標(biāo)志,也是建筑業(yè)實(shí)施可持續(xù)發(fā)展的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文僅從住宅設(shè)計的6個方面入手,闡述節(jié)能型住宅設(shè)計的可控性。投稿郵箱E-mail：lunwen265咨詢熱線電話詢QQ:79211969 、79212969網(wǎng)址:論文發(fā)表規(guī)劃節(jié)能設(shè)計的可控性住宅建筑規(guī)

2、劃節(jié)能設(shè)計應(yīng)從建設(shè)選址、布局、朝向、間距、春冬兩季季風(fēng)主導(dǎo)風(fēng)向、太陽輻射及建筑外部空間環(huán)境構(gòu)成等方面進(jìn)行深入研究。在整體布局方面,要充分結(jié)合當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境因素、氣候特征、住宅的功能、居民的行為活動特點(diǎn)等,按照冬季能為居住小區(qū)阻擋西北風(fēng),而夏季又能讓東南風(fēng)覆蓋整個居住小區(qū)的要求,盡量封閉居住小區(qū)的西北向,合理選擇封閉或半封閉周邊式布局的開口方向和位置,使得居住小區(qū)的組合避風(fēng)節(jié)能,以形成優(yōu)化微氣候的良好界面,建立氣候防護(hù)單元。在朝向方面,由于我國大部分地區(qū)處于北溫帶,住宅坐北朝南歷來被認(rèn)為是良好朝向。而在現(xiàn)代住宅節(jié)能設(shè)計研究中,為精確選擇不同地理環(huán)境和氣候條件下住宅節(jié)能的最佳朝向,則需要綜合考慮住

3、宅各朝向墻面及居室內(nèi)可獲得的日照時間、日照面積、有利于本地區(qū)氣溫特點(diǎn)的太陽輻射熱量、可獲得的紫外線量及住宅朝向與主導(dǎo)風(fēng)向關(guān)系等主要因素,并通過對有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)測統(tǒng)計和分析計算,從而得出當(dāng)?shù)啬軡M足節(jié)能要求的住宅建筑的最佳朝向或適當(dāng)朝向。投稿郵箱E-mail：lunwen265咨詢熱線電話詢QQ:79211969 、79212969網(wǎng)址:論文發(fā)表根據(jù)相關(guān)資料分析,我國大多數(shù)城市住宅的最佳朝向一般為南略偏東15或南略偏西15,呈南北向布局,這種布置方式可使每套住宅都兼有南北兩個朝向,并把主要居住空間盡可能設(shè)在南向。在外部空間環(huán)境方面,不應(yīng)片面追求容積率,要確保居住小區(qū)綠化面

4、積和相應(yīng)樓宇間的間距,這樣一方面可以形成良好的居住條件,使居民獲得良好的心情和視覺感受,同時也改善了居住小區(qū)住宅的日照、通風(fēng)條件,更有利于微氣候環(huán)境的形成,以減少室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量對設(shè)備的過分依賴。也只有這樣,才能真正體現(xiàn)出“以人為本”的住宅設(shè)計理念。體型節(jié)能設(shè)計的可控性從理論上講,如果只從減小熱耗的角度考慮,除加強(qiáng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫外,則應(yīng)盡量減小其體型系數(shù)。按照此理論在某住宅建筑體積保持一定的前提下,只有減小住宅的外表面積,才能減小其體型系數(shù)。而減小住宅的外表面積只有通過加大住宅進(jìn)深,減少長寬比才能達(dá)到。對于方形住宅而言,根據(jù)數(shù)學(xué)推導(dǎo)可得知正方體的體型系數(shù)最小。在進(jìn)一步的研究中,英國著名學(xué)者L.Ma

5、rch應(yīng)用有效傳熱系數(shù)法(所謂有效傳熱系數(shù)是指綜合考慮了結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)形式、受太陽輻射程度、寒風(fēng)侵襲等因素影響后的傳熱系數(shù)值),根據(jù)數(shù)學(xué)推導(dǎo)得出了單位建筑面積耗熱最小的體型條件,是建筑各向長度與該向的平均有效傳熱系數(shù)成比例。最佳節(jié)能體型不只是以外表面積為標(biāo)準(zhǔn),而是以熱工特性的比例為準(zhǔn)的,但在具體住宅中各面的有效傳熱系數(shù)由于朝向不同而受輻射量不同、開窗面積不同以及構(gòu)造上的差別等因素影響,其有效傳熱系數(shù)不可能完全一致,因此正方形并不是最佳的節(jié)能體型,而是要求平均有效傳熱系數(shù)越大的面,其面積應(yīng)相對較小,反之,則其面積應(yīng)相對較大。為了使以上理論在住宅設(shè)計具體實(shí)踐中有可操作性,JGJ 26-95民用建筑

6、節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)(采暖居住部分)中建議:“建筑物體型系數(shù)宜控制在0.3以下”。同時還根據(jù)節(jié)能目標(biāo)限定了不同地區(qū)墻、窗等構(gòu)件的傳熱系數(shù)和各面窗墻比。因此,嚴(yán)格控制體型系數(shù)對節(jié)能住宅設(shè)計十分重要。投稿郵箱E-mail：lunwen265咨詢熱線電話詢QQ:79211969 、79212969網(wǎng)址:論文發(fā)表墻體節(jié)能設(shè)計的可控性墻體是住宅外圍保護(hù)結(jié)構(gòu)的主體,我國長期以實(shí)心粘土磚為主要墻體材料,這對土地資源和燃煤都是嚴(yán)重的浪費(fèi)。研究表明,一般240 mm厚空心粘土磚墻可達(dá)370 mm厚實(shí)心磚墻保溫水平,370 mm厚空心粘土磚墻可達(dá)490 mm厚實(shí)心磚墻保溫水平。因此,在粘土資源豐

7、富的地區(qū),應(yīng)注重使用多孔磚,并按節(jié)能要求,改進(jìn)孔型和尺寸。另外,砌塊的材料組成及其孔洞設(shè)計對墻體的熱工性能影響很大,一般240 mm厚多排孔砌塊的熱絕緣系數(shù)可超過620 mm厚磚墻。因此,在有條件地區(qū)應(yīng)大力推廣使用粉煤灰、煤矸石、浮石與陶粒等材料生產(chǎn)的各種混凝土砌塊,并用保溫砂漿砌成。隨著墻體保溫、隔熱要求的逐步提高,復(fù)合墻體漸漸成為當(dāng)前墻體的主流。復(fù)合墻體一般是用磚或混凝土做承重墻,并與絕熱材料復(fù)合而構(gòu)成承重、隔熱性能良好的新型墻體。常用絕熱材料有:巖棉、礦渣棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料、膨脹珍珠巖、膨脹蛭石以及加氣混凝土等,而墻體復(fù)合做法有以下3種:投稿郵箱E-mail：l

8、unwen265咨詢熱線電話詢QQ:79211969 、79212969網(wǎng)址:論文發(fā)表(1)內(nèi)保溫型:將絕熱材料固定在承重墻內(nèi)側(cè)。目前常用的做法有:用紙面石膏板,或用網(wǎng)格布加強(qiáng)的石膏體覆面的聚苯板,或用其它預(yù)制保溫板直接粘貼在外墻內(nèi)側(cè),不須設(shè)龍骨,施工操作方便。也可在現(xiàn)場分別粘貼聚苯板及紙面石膏板。還可先貼聚苯板,再用石膏抹面,中間用玻璃纖維加強(qiáng),形成硬質(zhì)面層。而對廚房和衛(wèi)生間墻面,則改用飾面水泥罩面,并用涂塑玻璃纖維網(wǎng)格布增強(qiáng),這種處理方法具有很好的防水性能,而且技術(shù)簡單,施工方便。(2)中間保溫型:將絕熱材料設(shè)置在外墻中間。這種做法有利于較好地發(fā)揮墻體材料本身對外

9、界環(huán)境的防護(hù)作用,降低造價。目前常用的做法:在磚砌體或砌塊墻體中間留出空氣層,在此中間層內(nèi)填充巖棉板、礦棉板、聚苯板,或者填入散狀膨脹珍珠巖、聚苯顆粒、玻璃棉等,這種處理方法可取得良好的保溫效果,但必須注意填充密實(shí),以免內(nèi)部形成空氣對流層,同時,還應(yīng)做好內(nèi)外墻體間的拉結(jié),以提高住宅的抗震性能。(3)外保溫型:將絕熱材料固定在承重墻外側(cè)。這種做法能避免建筑熱橋、避免墻體冬季結(jié)露,可以有效保護(hù)主體結(jié)構(gòu),減少溫度應(yīng)力,增加結(jié)構(gòu)壽命,且比內(nèi)保溫型增多使用面積,特別是在住宅節(jié)能改造時不致干擾原有住戶生活,并使住宅更為美觀。與此同時,由于我國居民住宅是以磚混結(jié)構(gòu)為主,結(jié)構(gòu)厚重,熱容量大,若采用外墻外保溫技

10、術(shù),因其熱穩(wěn)定性良好,而居室冬暖夏涼,居住舒適,有利于改善居民生活質(zhì)量。目前可以采用的外保溫材料有膨脹型聚苯乙烯、擠塑型聚苯乙烯、巖棉、聚氨酯泡沫塑料、玻璃棉等。其固定方法可采用粘貼、粘釘結(jié)合或者釘牢,也可在澆灌混凝土外墻時,將保溫材料直接放在模板內(nèi)澆固結(jié)合等。另外,在單一材料墻體內(nèi)側(cè),加抹一定厚度的膨脹珍珠巖保溫砂漿、硅酸鋁或粉刷石膏等,也是一種既經(jīng)濟(jì)又簡便的節(jié)能措施。根據(jù)試驗(yàn)分析,30mm厚的保溫砂漿,可達(dá)到約半磚墻的保溫效果,但是這種方法的缺點(diǎn)是很難滿足較高的保溫要求。投稿郵箱E-mail：lunwen265咨詢熱線電話詢QQ:79211969 、7921296

11、9網(wǎng)址:論文發(fā)表外門窗節(jié)能設(shè)計的可控性外門窗是住宅能耗散失的最薄弱部位,其能耗占住宅總能耗的比例較大,其中傳熱損失為1/3,冷風(fēng)滲透為1/3,所以在保證日照、采光、通風(fēng)、觀景要求的條件下,盡量減小住宅外門窗洞口的面積,提高外門窗的氣密性,減少冷風(fēng)滲透,提高外門窗本身的保溫性能,減少外門窗本身的傳熱量。(1)控制住宅窗墻比。住宅窗墻比是指住宅窗戶洞口面積與住宅立面單元面積的比值。住宅窗口面積的確定應(yīng)視住宅所處的地理緯度、當(dāng)?shù)氐亩救照章?、居室的采光要求、住宅之間日照遮擋情況來確定。在滿足上述條件下,應(yīng)盡量減少門窗洞口面積。JGJ 26-95民用建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)(采暖居住部分)對不同朝向的住宅窗墻

12、比作了嚴(yán)格的規(guī)定,規(guī)定指出“北向、東向和西向、南向的窗墻比分別不應(yīng)超過20%、30%、35%”。(2)改善住宅門窗的保溫性能。戶門與陽臺門應(yīng)結(jié)合防火、防盜要求,在門的空腹內(nèi)填充聚苯乙烯板或巖棉板,以增加其絕熱性能;窗戶最好采用鋼塑復(fù)合窗或塑料窗,這樣可以避免金屬窗產(chǎn)生的冷橋。應(yīng)按照規(guī)定,設(shè)置雙?；蛉４?并積極采用中空玻璃、鍍膜玻璃,有條件的住宅還可采用低輻射玻璃。對于雙?；蛉Ｖg的靜態(tài)空氣層,其厚度宜控制在620 mm,并且其密封一定要好,否則,經(jīng)過不長時間的使用后,玻璃層間會因密封不好而進(jìn)入灰塵,無法擦洗,而影響玻璃的透明度;縮短窗扇的縫隙長度,采用大窗扇,減少小窗扇,擴(kuò)大單塊玻璃的面積

13、,減少窗芯,合理地減少保溫材料與建筑節(jié)能開啟的窗扇面積,適當(dāng)增加固定玻璃及固定窗扇的面積;目前常用的內(nèi)置窗簾固然裝飾效果較好,但低垂的窗簾會把散熱器擋住,使熱量更易從窗玻璃處損失。投稿郵箱E-mail：lunwen265咨詢熱線電話詢QQ:79211969 、79212969網(wǎng)址:論文發(fā)表因此,居室內(nèi)可使用鍍膜窗簾。因?yàn)?在冬季鍍膜層可使熱量在居室內(nèi)循環(huán)而減少供熱用能。而在夏季,又可防止強(qiáng)烈的太陽輻射而減少制冷用能。發(fā)達(dá)國家早就重視居室外遮陽及室外窗簾,并發(fā)展了集遮陽、保溫、隔熱與防盜為一體的外窗簾板,有的采用鋁質(zhì)或塑料百葉,有的采用鋼卷簾或布卷簾,也有采用橫向推拉式

14、的。(3)提高住宅外門窗的氣密性,減少冷空氣滲透。如設(shè)置泡沫塑料密封條,使用新型的、密閉性能良好的門窗材料。而門窗框與墻間的縫隙可用彈性松軟型材料(如毛粘)、彈性密閉型材料(如聚乙稀泡沫材料)、密封膏以及邊框設(shè)灰口等密封;框與扇的密封可用橡膠、橡塑或泡沫密封條以及高低縫、回風(fēng)槽等;扇與扇之間的密封可用密封條、高低縫及縫外壓條等;扇與玻璃之間的密封可用各種彈性壓條等。(4)設(shè)置“溫度阻尼區(qū)”。所謂溫度阻尼區(qū)就是在室內(nèi)與室外之間設(shè)有一中間層次,這一中間層次象熱閘一樣可阻止室外冷風(fēng)的直接滲透,減少外墻、外窗的熱損耗。在住宅中,將北陽臺的外門、窗全部用封閉陽臺封閉起來,外門設(shè)防風(fēng)門斗,防止冷風(fēng)倒灌,樓

15、梯間設(shè)計成封閉式的,對屋頂上人孔進(jìn)行封閉處理等措施均能收到良好的節(jié)能效果。投稿郵箱E-mail：lunwen265咨詢熱線電話詢QQ:79211969 、79212969網(wǎng)址:論文發(fā)表屋頂節(jié)能設(shè)計的可控性屋面保溫隔熱層的節(jié)能設(shè)計工程上為了隔熱,同時為了防止屋頂?shù)幕炷翆釉跓釕?yīng)力作用下產(chǎn)生龜裂,在屋頂通常設(shè)置保溫層,同時設(shè)置通風(fēng)隔熱層。而傳統(tǒng)的保溫材料是膨脹珍珠巖和膨脹蛭石,由于這兩種材料均以水泥為粘結(jié)劑,而水泥的導(dǎo)熱系數(shù)大,易產(chǎn)生熱橋效應(yīng),故保溫隔熱效果不顯著,經(jīng)檢測夏季室溫僅降低12,因此,目前新型的有機(jī)保溫隔熱材料越來越受到人們的關(guān)注。其中聚苯乙烯泡沫塑料板已開始

16、被廣泛使用,其10 mm厚板材的保溫隔熱性能相當(dāng)于50mm厚的混凝土板。采用30mm厚的板材,其傳熱熱絕緣系數(shù)為1.24 m2K/W,已能滿足節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)屋面最小熱絕緣系數(shù)建議值為1.22m2K/W的要求。平改坡設(shè)計目前,大多數(shù)住宅仍采用平屋頂,這種屋頂?shù)姆浪^為困難,且耗能較多。若將平屋頂改為坡屋頂(斜屋頂),并內(nèi)置保溫隔熱材料,不僅可提高屋頂?shù)臒峁ば阅?還有可能提供新的使用空間,也有利于防水。屋頂綠化設(shè)計研究表明,太陽光照射在綠色植物葉子上,平均約有60%的太陽能消耗于蒸發(fā)水分,約有30%透過植物體,僅有2%用于光合作用和制造生物能,其余8%被葉子反射回大氣中。通過植物葉片蒸發(fā)水分,可以消

17、耗大量的太陽能,這部分熱量就不會使屋頂結(jié)構(gòu)表面的溫度升高,居室內(nèi)的溫度也不會上升很高,因此,屋頂綠化是防止夏季屋頂溫度升高的一項(xiàng)有效措施。草皮屋頂是綠化屋頂?shù)囊环N常用形式。同時,通過綠化屋頂可以降低住宅的外表溫度,減少住宅屋面結(jié)構(gòu)的溫差變形,避免頂層結(jié)構(gòu)的伸縮裂縫,從而有效地改善頂層居民的生活環(huán)境。由上海農(nóng)科院環(huán)境科研所開發(fā)的佛甲草在一些賓館屋頂綠化中已取得了良好的效果,佛甲草采用無土栽培技術(shù),3040 mm的特殊生長基質(zhì)。僅增加屋面質(zhì)量1020 kg/m2,可在屋面板上直接種植,不需澆水,不需施肥,基本無須管理,也可以在基地培育,待草成長后搬上屋頂即可交付使用。且不同季節(jié)均可栽培,生長期長,

18、具有很好的保溫節(jié)能效果。室內(nèi)裝飾節(jié)能設(shè)計的可控性在居室裝飾設(shè)計中要充分考慮節(jié)能,消除累贅多余的裝飾,約束不合理室內(nèi)空間的形成,使室內(nèi)空間環(huán)境布置更趨合理化、人性化、自然化。采用高效率、低能耗的設(shè)備,如人工照明中的低能耗節(jié)能燈具,運(yùn)行效率高的變水量、變風(fēng)量、變制冷劑流量的節(jié)能系統(tǒng),可以回收能量的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)等。居室裝飾設(shè)計,優(yōu)先采用太陽能、風(fēng)能轉(zhuǎn)化的熱電、電能,利用這類能源,不但可以使室內(nèi)環(huán)境更加清潔、舒適,同時也可減少對室外環(huán)境的污染。投稿郵箱E-mail：lunwen265咨詢熱線電話詢QQ:79211969 、79212969網(wǎng)址:論文發(fā)表室內(nèi)的家具設(shè)施是居民直接使用和接觸最多的部分,選用家具時,除考慮形狀、布置方式外,應(yīng)注意材質(zhì)的質(zhì)感與當(dāng)?shù)貧夂蜃兓目烧{(diào)整性。合理的家庭室內(nèi)綠化可以改善室內(nèi)空間與