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住宅建筑设计中的节能设计

发表时间：2021/4/16 来源：《基层建设》2020年第32期作者：王开阳

[导读] 摘要：对住宅建筑进行设计，要求设计人员秉持现代化的设计理念，注重节能创新，以提高住宅建筑的节能环保效益。

        南京中建鼓北城市发展有限公司 210000
        摘要：对住宅建筑进行设计，要求设计人员秉持现代化的设计理念，注重节能创新，以提高住宅建筑的节能环保效益。现阶段，我国住宅建筑项目呈现出的一个典型问题即节能环保设计水平不高，对节能技术的应用不够深入，导致建筑住宅品质受到影响。基于提高住宅建筑节能效益及宜居性的角度，本文对从节能设计角度，探讨住宅建筑的优化设计策略。
        关键词：住宅建筑；节能设计；设计要点
        在国民经济支柱性行业中，建筑行业的作用不容小觑，综合建筑行业的发展趋势可知，对住宅建筑设计而言，需要更新设计理念。住宅建筑会使用较多的材料和相关的施工技术，材料、设备等会不同程度的对环境造成负面影响，同时若使用节能效益低的施工技术，甚至会导致后续使用过程中产生较多的资源浪费。在当前节能降耗理念盛行的发展背景下，设计人员必须借鉴先进的设计理念，结合工程经验，制定出有效的节能施工方案。
        1 节能要求下的住宅建筑平面及体型系数设计
        对住宅建筑进行节能设计时，设计人员要关注建筑的体型系数，体型系数和内部户型布置密切相关。应优化户型设计，一般情况下，从通风和日照条件需求角度考虑，卧室和起居室宜布置在南侧。而对于日照和通风条件要求较低的房建可适宜布置在其他方向。同时，对户型进行设计时，一般会将户型设计为南北方向，以便于通风。设计人员应了解单体体型系数设计要求，其具体是指建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的建筑体积的比值。以实际情况为参照，体型系数和外围护结构热量损失值呈正相关，体型系数越小，对建筑节能利处越大。因而在设计过程中，设计人员要精准的控制体型系数，尽量降低体型系数值，具体可通过控制建筑楼长、高度、进深以及形状的规则度等实现对体型系数的有效降低。基于此可知，在进行住宅建筑平面设计时，应科学的对建筑内部和外部进行组合构造，确保提高平面结构节能效益。
        2 节能保温构造设计
        2.1 门窗节能保温设计
        门窗部位对住宅建筑节能效益的影响较为明显，且外门为门窗热量损失的关键，占据围护结构总能耗的40%~50%。通过实际工程经验可知，门窗部位的热量流失途径一般为传导、对流和辐射损失。传导体现为框扇和玻璃之间的热传递，对流体现为玻璃间气体层的流动以及缝隙中渗漏的气体，而辐射则体现为窗户玻璃产生的辐射耗能。从节能降耗的角度出发，设计人员在对门窗进行设计时，首先要对门窗面积进行科学设计，在满足基本美观度要求的基础上，尽量缩小门窗面积，一般不推荐使用落地窗或外飘窗。其次，要合理控制门窗面积比，以提高门窗的气密性，具体可采用双层玻璃，同时要对门窗部位进行密封处理，避免出现较多的空气渗透，确保空调能耗保持在较低的范围内。
        此外，在对门窗进行节能设计时，设计人员还应考虑科学的对门窗进行选材，当前常用的节能门窗种类较多，具体包括塑钢门窗、铝合金门窗、断桥铝门窗以及实木门窗等，其中兼具节能效益与便于施工操作效益的门窗种类为断桥铝门窗。以北方地区为例，其昼夜温差较大，在进行门窗设计时，需谨慎的选择门窗类型，结合实际应用成效来看，较为推荐的门窗类型为Low-E镀膜玻璃和中空玻璃。在对框腔进行设计时，则推荐使用两腔或三腔框腔。对于窗户周边，则要做到完全密封。在对门进行节能设计时，要强调对入户门进行节能设计，可以将岩棉板、玻璃棉等加贴在门板内，考虑到部分人群的特殊需求，也可安装自动关门器。
        2.2 屋面节能保温设计
        对屋面结构进行节能保温设计，设计人员要从两个方面出发进行优化设计，主要为屋顶保温节能设计和屋顶隔热保温设计。要注重改变屋面层的导热性，以有效的阻断热量传递路径。具体在对屋面进行保温设计时，可参照不同功能的设计方案，包括倒置式、外保温式、种植型以及架空型等。参照实践应用结果可知，最推荐使用的为倒置式屋面保温法，同时可在屋面处种植相应的植被，以达到遮阳、隔热双重效益。此外，对屋面处进行节能保温设计，还要注重选用节能型的材料，要充分考虑材料性能，一般以可再生的材料为主，同时要控制施工成本。在具体选择材料时，应关注材料的热导率和重量、强度以及吸水率等参数，以新型的环保材料为主，推荐使用硬质聚氨酯泡沫塑料材料，以提高工程整体环保效益。
        2.3 墙体节能保温设计
        传统的墙体保温方式中，常用的为利用石灰、油漆、壁纸等进行墙体覆盖，以达到保温效益。分析墙体结构可知，其主要包括内墙、外墙两部分。针对不同的墙体部位，应采用针对性的墙体保温方式。
        2.3.1 外墙节能保温设计
        在对外墙部位进行节能保温设计时，应考虑到建筑外墙易受外界环境影响这一问题，且建筑外墙易出现墙体开裂、脱落等情况。具体可在承重墙体的外侧粘贴新型的墙体保温材料，如膨胀型聚苯乙烯板（EPS）、挤塑型聚苯乙烯板（XPS）等。以EPS板材的墙体保温施工为例，首先要进行基层处理，并对墙体部位进行测量放线，在清理好墙体基面后，对EPS聚苯板进行粘贴，并对粘贴好的板表面进行打磨处理，接着涂抹面胶浆，确保涂抹均匀后将耐碱玻纤网格布铺设在其表面，再一次涂抹面胶浆，和耐水弹性腻子和，最后涂抹面层涂料，铺贴面砖即可。在对EPS聚苯板进行施工时，要注重对其进行牢固粘贴，常用点框法，具体见下图1。

        图1 EPS聚苯板点框法施工示意图
        先用钢抹子在聚苯板四周进行粘结剂的涂抹，并设置好粘结点，控制好粘结点间距和厚度，铺贴聚苯板时，方向为自下而上，同时要横向铺贴，同时控制错缝，使其为1/2板长。
        2.3.2 内墙节能保温设计
        对建筑内墙进行节能保温设计，也要科学的对保温板材进行选用。尤其是我国北方地区较为严寒，且空气干燥，易有大风。常用的节能保温板材包括挤塑板等，同时可使用岩棉保温材料。对于南方地区而言，在进行节能保温材料的选择时，则要考虑选择自保温砖，要确保选择的节能保温材料符合建筑内墙保温设计要求。
        3 住宅建筑其他节能设计要点
        一是电气系统节能设计。首先要科学的对变压器进行选用，可推广使用干式变压器。干式变压器的优势较为明显，可显著降低燃爆现象出现的概率，且可很大程度上实现防潮阻污。同时要对照明设备能耗进行适当降低，选择低能耗的照明设备，并推广使用声控和光控方式，在不必要的时候及时关闭电源，维持较低的能耗状态。其次要科学布设智能监控系统，设置好互联网传感设备，以实时监控电气设备的运行情况与能耗情况，及时对异常现场进行预警并进行科学化的处理。智能监控系统的布设要遵循系统化和规范化的原则，扩大监控范围，提高监控精准度；二是要科学选择节能环保材料。要综合考量住宅建筑的周边环境和建筑用途，确保选择的节能环保材料能够符合工程使用需求。同时要做好对钢材料的处理，一般要进行镀膜，确保延长其使用寿命。针对塑料材料，应尽量选择质量上乘的材料种类，以充分发挥出其轻便、实效性高以及经济性佳的效益。此外，针对部分地震频发地区，在对住宅建筑进行建造时，应选择复合型压缩版材料，确保具有可回收特性，及时遭受损坏也可二次利用，以减少不必要的资源浪费。
        4 结语
        实现对住宅建筑的节能保温设计，要求设计人员积极转变设计理念，加深对节能保温理念以及相关技术的研究。在具体设计过程中，则要掌握好不同的设计节点，包括建筑体型系数、门窗、屋面等，同时要注重对电气系统以及材料的节能设计加以优化，确保全面提高住宅建筑的节能效益。
        参考文献：
        [1]肖国泓.基于绿色建筑理念的住宅建筑规划节能设计研究[J].粘接，2020，43（09）：66-69.
        [2]王传修，王豹.房屋建筑工程施工中的绿色节能施工技术分析[J].绿色环保建材，2020（09）：54-55.
        [3]刘劲.节能设计理念在住宅建筑设计中的渗透[J].工程建设与设计，2020（15）：13-15.