现代住宅建筑设计中的节能处理探析

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　　现代住宅建筑设计中的节能处理探析【摘要】现代住宅建筑设计中，对住宅建筑设计节能的处理，成为评价住宅建筑施工和设计水平的重要因素。本文从住宅建筑的被动式节能技术对建筑设计的影响分析入手，对住宅建筑的结构墙体、住宅的门窗比例设计、屋面施工、新材料新能源的使用等角度，进行了民用住宅建筑设计节能处理探讨。通过本文的研究，为我国建筑业的快速发展，提供理论基础。　　【关键词】住宅建筑；设计；节能；技术；措施　　　　前言 　　随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，人们对生活环境的要求越来越高,单纯的靠自然条件的调节已不能满足人们对室内环境的要求，而更多的依靠暖通空调设备来调节室内的微环境。传统的暖通空调技术虽然能满足人们的要求，但却大量浪费了原本就紧缺的能源，因此，新的节能技术和新的节能设备的应用是暖通发展的一个方向。但随之而来的新技术和新设备的应用必然会对传统的建筑设计带来影响。建筑节能作为建筑业技术水平的一个进步的重要标志，是建筑业进行可持续发展战略的实施的一个重要的环节。文章从建筑的墙体、门窗的设计、屋面的施工以及新能源的使用等方面，对建筑的节能施工和设计的技术进行了研究，从而实现促进我国建筑业的可持续发展的目标。　　1被动式节能技术对建筑设计的影响　　1.1节能规划　　对于住宅设计，应考虑多个方面，比如建筑的方位、间距、朝向等等。其中，节能规划是住宅设计的一个重要方面，在设计的过程中，需要分析本地区的环境、大气流向以及阳光辐射等气候条件，只有楼房以上几个要素的设计比较合理，才能为用户提供较好的气候环境，才能适合人们居住，具体而言，包括以下几个方面：合理的设计应使楼房之间保持恰当的距离，从而使各个楼层获得足够的光照，在夏天，充分利用主导风向以及通风条件，促进整个建筑的热量散失，在冬天，避免主要房间对着主导风向，降低能量的损耗。　　1.2减少楼房的凸凹设计 　　为了节约能源，在设计建筑平面的过程中，应尽量追求简单与平整，减少楼房的凸凹设计，保证建筑体型系数的合理性。建筑体型系数是指:建筑的外表面积与建筑体积的比值。建筑体型系数在很大程度上影响着楼房的能耗情况。一般而言，如果建筑设计的体型系数较大，凸凹变化比较明显，这样的设计符合人们的审美要求，但是美观程度并不是与建筑体型系数成正比的，当建筑体型系数过大时，房子并不美观。对于建筑设计，不能只是单纯的追求表面美，更重要的是考虑建筑的能耗节约功能。　　1.3主动式节能技术对建筑设计的影响　　随着科学技术的不断发展以及人们生活质量的提高，人们对住宅建筑提出的要求也越来越高。目前，多数家庭依靠暖通空调等方式来调节室内的温度环境。传统的暖通空调设备在运行工作的过程中，需要消耗大量的能源。为了降低能耗，需要研发新的节能设备，这是目前暖通行业的主要发展目标。　　1.4节能新技术与建筑结构技术相结合　　新的节能技术的研发，改变了传统的建筑结构。比如，在科技水平较高的美国，太阳能已经于建筑结构融为一体，使太阳能成为整个建筑设计的一部分。比如，很多建筑物在设计过程中，将太阳能作为建筑的构成元素之一，使太阳能与整个建筑的墙体、阳台甚至是窗户巧妙地结合起来，这样也有效地实现了能耗的节约。太阳能与整个建筑的有效合一将是以后太阳能行业的主要奋斗方向。　　2墙体节能的设计和施工 　　墙体作为建筑的外围护结构的主体部分，一般情况下，使用保温性能高、蓄热能力较强和强度较低的砌块墙以及复合式的墙体构成。目前，我国的墙体节能使用的措施主要有以下几种：首先是单一材料砌成的外墙，指的是使用保温、隔热性能比较好的保温材料做成的外墙。其次是保温夹心型的复合墙，指的是把保温材料放到墙体的中间，构成夹心墙。第三种是外墙内保温型的设计，是指在外墙的内部增加一些相关的保温措施，如贴上保温面板，粉刷具有保温作用的石膏，或者聚苯颗粒材料等等。但是因为内保温复合墙由于热桥存在，对保温产生比较大的影响，国家已经开始有效的限制这种保温材料的使用。第四种就是外墙之外的保温，指的是在外墙的外侧进行保温层的粘结，这种设计施工法是目前比较流行的节能技术之一。　　根据以上各种墙体的节能设计，我们可以得出，新型的外隔热保温技术是目前保温效果最好，而且比较流行的技术设计，这种技术能够使得建筑的室内的有效温度较少的受到外部环境温度波动的影响，对建筑主体结构保护以及能够有效的避免冷热桥的产生。经常使用的外墙保温材料的种类主要有：保温砂浆，聚苯板胶粒以及聚氨酯等。以上保温材料各自具有不同的特点，保温砂浆与聚苯板在市场上的占有率较大，但是保温的性能却并不是十分的令人满意。聚氨酯的保温性能比较好，但是传统的聚氨酯材料不能很容易的使用在复杂的立体结构的墙面。聚氨酯现场的发泡的喷涂保温材料，由于具备了良好的保温性能和憎水性能，而且便于施工，适合于各种复杂的外墙体进行保温以及无接缝的施工工作，因此受到了人们的广泛的信赖。外墙体遮阳部分，作为墙体保温的主要构成，主要是作用在热工性能要求比较高的墙面上。经常是在保温层的外面设计的钢结构进行支撑的部分，之后挂在陶土板等上面，以更好的避免夏季阳光的直接照射，与此同时，后面的流动空气层能够有效的带走产生的热量，很好的祈祷了遮阳隔热的节能效果。　　3门窗节能的设计和施工 　　建筑的外门窗作为住宅能耗散失率较高的部分，在保证建筑的采光、观景以及通风的情况下，要尽可能的提升门窗的密闭性，使用适当的窗墙比例，能够有效的改善门窗的保温性能，因此而提高门窗的隔热保温性能。目前进行门窗保温的措施主要有：　　使用适当的窗墙面积比例在理论上要尽最大可能的降低窗墙的面积比例。即窗户开设的面积越小，越能够减少传热的耗散量，以及空气渗透的好热能量，对建筑的节能是极为有利的。但是，因为窗墙的面值比例还要受到建筑的总体面积，室内的有效采光，建筑的通风效果等诸多因素的影响。所以，在建筑的外窗设计过程中要充分的考虑到不同的地区和使用习惯对建筑节能效果的影响，通过适当的设计窗墙的面积比例，来寻求最大程度的节能效果。　　有效的提高建筑外门窗的密闭性能，减少冷空气的渗入量，能够有效的提高节能的效果。一般是首先要考虑使用新型密封性比较好的材料，例如节能门窗，中空玻璃，而且要设置一定的泡沫塑料密封条。其次要在门窗框和墙体之间使用弹性松软的保温材料，例如毛毡、相关的泡沫材料或者密封胶等，有效的提高门窗框和墙体之间的缝隙的密封效果。在门框和门扇之间可以使用橡胶等具有密封性能的材料进行密封。有效的改善外部门窗自身的保温隔热效果，也是提高建筑节能环保的有效措施。户门和阳台的门要综合的考虑门的隔热、保温、防火等作用的发挥。在进行安装时，要在门的空腹内进行聚苯乙烯隔热板或者岩面层的架设。窗户在使用钢塑复合窗和塑料窗的同时，要使用双层或者三层玻璃。 　　4屋面节能的设计和施工　　屋面作为建筑外围护构造的一个部分，屋面的保温隔热也是建筑中必须的部分。夏天的时候由于太阳的辐射强度较大，使得屋面的最高温度可达到60—80℃，使得室内的顶层温度受屋面的影响会增加二到四摄氏度。在冬季屋顶的对外散失的热量增加。因此为了有效的减少屋顶的能耗损失，屋面的保温显得尤为重要，屋面的保温可以使用保温材料，或者使用架空型的保温屋面或者倒置式的屋面来达到屋面保温隔热的效果。不管使用哪种手段，一定要注意保温层的质量不能过大，以避免屋顶承受较大的压力。使用膨胀珍珠岩保温板作为屋面保温材料，相比常使用的沥青珍珠岩或者水泥珍珠岩有更多的优势。　　5相变蓄热材料维护结构 　　目前，我国大部分建筑物的围护结构使用的是轻质材料。这种轻质材料的热容量相对较小，因此，使用这种材料的建筑物，温度变化比较明显，早晚温差较大，这不仅增加了暖通空调等设备的负荷，也影响了人们的生活质量。所以，在建筑物的建设过程中，应在围护结构中使用相变材料，比如蓄热地板以及蓄热墙，这样就可以防止建筑物出现较大的温差，提高人们居住的舒适感，并能有效的减少暖通空调等设备的使用时间，降低能耗。　　6新能源在节能环保中的使用　　6.1太阳能新能源的使用　　中国作为太阳能较为丰富的国家和地区之一，三分之二以上的区域全年的日照时间在2200小时以上。如今，新型的太阳能建筑技术等在我国已经得到充分的利用，收到了比较好的效果。日前，太阳能利用的形式主要有：被动式的太阳能集热供水系统，为生活或者生产提供热水。这一系统简单实用，在我国大部分地区都得到了广泛的使用；主动式的太阳能系统指的是通过外在电源的启动，帮助运行，并借助泵或者电扇等装置来传递和转换太阳能，如：太阳能光伏发电设备，将太阳能转化成为可利用的电能。　　6.2地热新能源的使用 　　因为地下水、湖泊水以及深层土壤等受自然季节变化的影响程度比较小，温度的稳定性较高，所以通过水来作为能量的传输介质，在进行深水层的交换时候，将地热从地下水中提取出来，给室内进行供暖。夏季也可以作为冷气源，通过热的交换，通过地下水的循环，将室内的热量释放到土壤或者地表水中。地热能热泵的能源使用效率一般比正常的热泵要高出一半或者以上。因为深层土壤的温度稳定，所以在位住宅等供暖制冷时候，仅仅需要驱动热泵运转的电力供应即可，不需要其他的热能来供热。这样就有效的减少了二氧化碳和其他有害气体的排放，真正做到了节能减排，可持续发展。　　7结语　　现代住宅建筑设计的成功与否，将会对整个建筑的使用效果产生重要的影响。随着节能社会构建步伐的不断加快，提高现代住宅的建筑设计节能效果，成为一种建筑业的必然要求，需要每一个建筑企业在推动建筑节能的发展中，做出应有的贡献。从建筑设计的理念、建筑设计的实用性和时效性出发，做好现代住宅设计的实践和推广，从而更好的提高我国住宅建筑设计的水平。