淺析采暖住宅建筑設(shè)計(jì)中的節(jié)能設(shè)計(jì)

1、城市建設(shè)2010年總第60期CONSTRUCTIONCONSTRUCTION在能源日益緊張的今天開(kāi)展建筑節(jié)能走可持續(xù)發(fā)展的道路是必然趨勢(shì)。建筑節(jié)能是國(guó)家節(jié)能減排工作中的重要環(huán)節(jié)。要做好建筑節(jié)能工作需要規(guī)劃、設(shè)計(jì)、材料、施工、監(jiān)理、質(zhì)量監(jiān)督及建設(shè)單位業(yè)主等單位、部門的共同努力。設(shè)計(jì)是工程建設(shè)的龍頭做好建筑節(jié)能設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)部門和設(shè)計(jì)人員的重要職責(zé)。實(shí)踐中證明建筑節(jié)能在技術(shù)上是可行的?？扇杂腥藫?dān)心建筑節(jié)能的造價(jià)太高但如果從發(fā)展的眼光來(lái)看在建

2、筑很長(zhǎng)的使用周期內(nèi)看節(jié)能建筑雖比傳統(tǒng)建筑在初始投資時(shí)要高一點(diǎn)然而隨著時(shí)間的推移節(jié)能建筑的節(jié)能得益積累增長(zhǎng)的效益優(yōu)勢(shì)會(huì)逐漸體現(xiàn)出來(lái)。因此建筑節(jié)能是大有發(fā)展前途的。1合理布置建筑平面建筑節(jié)能工作的目標(biāo)是：按照建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，在建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)、建造和改造過(guò)程中對(duì)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采取隔熱保溫措施，使節(jié)能型用能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能。在建筑平面布置時(shí)，朝向和日照間距是影響室內(nèi)冬季獲得太陽(yáng)輻射熱最為關(guān)鍵的兩個(gè)因素。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于地處東南沿海，受季風(fēng)影

3、響，一般冬季多西北風(fēng)，夏季多東南風(fēng)，因此，其最佳的建筑朝向?yàn)闁|南向（即東偏南15度左右）東南向布置，室內(nèi)在冬季上午曬東，下午曬西，獲得太陽(yáng)輻射比朝南向要少，可謂是冬暖夏涼，且又往往處于冬季主導(dǎo)風(fēng)向位置，會(huì)使空氣滲透耗熱增加。根據(jù)《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡(jiǎn)稱《標(biāo)準(zhǔn)》）規(guī)定：“建筑物朝向宜采用南北向或接近南北向，主要房間宜避開(kāi)冬季主導(dǎo)風(fēng)向。”當(dāng)其他條件相同情況下，東西向板式多層住宅建筑的傳熱耗熱量比南北向高5%左右。日照間距是2棟建筑

4、間外墻的間距，在《民用建筑設(shè)計(jì)通則》中規(guī)定：“住宅應(yīng)每戶至少有居室，……能獲得冬至日滿窗日照不少于1h?！蹦壳埃谧≌瑯菞澆贾脮r(shí)，往往忽視了這一點(diǎn)，導(dǎo)致樓棟間距滿足不了規(guī)范要求，其底層住戶在整個(gè)冬季見(jiàn)不到太陽(yáng)，嚴(yán)重影響了人們的身心健康和居室中熱環(huán)境的改善，應(yīng)當(dāng)引起設(shè)計(jì)師的重視。如北歐南芬蘭是一個(gè)能源匱乏的國(guó)家，但它有悠久的木屋建造史，設(shè)計(jì)建造已發(fā)展到一個(gè)很高的水平。木屋用紋路美觀、色澤柔和的木材建造，起到了冬暖夏涼，可減少空調(diào)和暖氣的使

5、用，達(dá)到節(jié)能目的，值得借鑒。合理控制建筑的體形系數(shù)。建筑物與室外大氣接觸的外表面與其所包圍的體積的比值稱之為建筑的體形系數(shù)，在其他條件相同的情況下，建筑物耗熱量指標(biāo)與體形系數(shù)是成正比的?！稑?biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：“建筑物的體形系數(shù)宜控制在0.3及0.3以下；若體形系數(shù)大于0.3，則屋頂和外墻應(yīng)加強(qiáng)保溫”。為達(dá)到這一目標(biāo)，在采暖住宅建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量避免建造單元過(guò)少，特別是點(diǎn)式平面的多層住宅。從有關(guān)資料獲悉，當(dāng)板式住宅單元數(shù)達(dá)到4個(gè)以上，層數(shù)達(dá)到6層，

6、體形系數(shù)控制在0.3以下是不難做到的。建筑的平立面盡量規(guī)整，避免出現(xiàn)過(guò)多的凹凸面。住宅套型設(shè)計(jì)在滿足使用功能的要求下應(yīng)減少面寬，增加進(jìn)深，降低層高，這些均能相應(yīng)地減少建筑的體形系數(shù)。2加強(qiáng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫淺析采暖住宅建筑設(shè)計(jì)中的節(jié)能設(shè)計(jì)顧蓉李東燕中鐵工程設(shè)計(jì)院有限公司摘要：建筑節(jié)能就是降低建筑使用能耗，提高能源利用效率，保護(hù)環(huán)境，需要大力提倡建筑節(jié)能。采暖住宅建筑節(jié)能是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，涉及到建筑設(shè)計(jì)、設(shè)備設(shè)計(jì)、運(yùn)行管理等方面，筆者就從建筑設(shè)

7、計(jì)的角度淺析采暖住宅建筑的一些節(jié)能措施。關(guān)鍵詞：建筑住宅；建筑設(shè)計(jì)；外墻保溫；節(jié)能設(shè)計(jì)；措施SG：永久荷載中結(jié)構(gòu)重力產(chǎn)生的效應(yīng)Sd：荷載效應(yīng)函數(shù)rg：永久荷載結(jié)構(gòu)重力的安全系數(shù)rq：基本可變荷載的安全系數(shù)強(qiáng)度滿足的條件為：Sd(rgGrqΣQ)≤rbRd式中rb：結(jié)構(gòu)工作條件系數(shù)Rd：結(jié)構(gòu)抗力系數(shù)對(duì)于鋼管支架為σ=NAn≤f式中N：軸心壓力設(shè)計(jì)值（N）An：鋼管凈截面積mm2ΣG=(P1P2)0.70.65=(13.891.5)0.70

8、.65=7.0KNΣQ=(P3P4P5)0.70.65=(4.02.02.5)0.70.65=3.87KNq=1.2SG1.4SQ’=1.271.43.87=13.818kN已知鋼管φ483.5，I=2.06105mm4，A=489.303mm2。σ=NAn=13.8181000489.303=28.24(Nmm2)≤f=205(Nmm2)故強(qiáng)度符合要求。2.穩(wěn)定性計(jì)算已知采用φ483.5，i=1.58cm，長(zhǎng)度附加系數(shù)值取1.55，鋼

9、管的步距為1.2m。則l0=1.551.2=1.86mλ=1.861001.58=117.722軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)ψ=0.320N(ψA)=σψ=28.240.320=88.25(Nmm2)≤f=205(Nmm2)故穩(wěn)定性符合要求。四、安全、文明施工保證措施1、嚴(yán)格執(zhí)行項(xiàng)目經(jīng)理部安全保證體系的有關(guān)規(guī)定。2、箱梁梁施工前，安全科對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作人員進(jìn)行安全技術(shù)交底。3、施工人員必須配戴安全帽和安全帶，支架上方搭設(shè)欄桿和安全網(wǎng)。4、機(jī)械操作必

10、須遵守規(guī)程安全操作，不得違章作業(yè)。6、滿堂支架兩側(cè)安裝警示標(biāo)志，并安排專人指揮交通。7、施工現(xiàn)場(chǎng)要整齊規(guī)范，各種警示牌和施工標(biāo)牌齊全。參考文獻(xiàn)：1、《材料力學(xué)》李慶華主編西南交通大學(xué)出版社2000.112、《建筑施工扣件式鋼管支架安全技術(shù)規(guī)程》（JGJ1302001）建筑設(shè)計(jì)261城市建設(shè)2010年總第60期CONSTRUCTIONCONSTRUCTION采暖住宅建筑的耗熱量是由通過(guò)建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱耗熱量與通過(guò)外門窗滲透耗熱量?jī)刹糠?/p>

11、構(gòu)成，其中，通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱耗熱量中外墻約占23%～24%，屋面約占7%～8%，地面約占2%。因此，做好外墻、屋面和地面的保溫十分重要。2.1外墻保溫措施當(dāng)外墻厚度一定時(shí)提高墻體的保溫性能的措施有2種：一是改善砌體的保溫性能，集承重和保溫于一體，如采用空心磚、加氣混凝土砌塊，混凝土空心磚等類型的材料。二是對(duì)墻體采取外保溫或內(nèi)保溫措施，即在外墻的外側(cè)或內(nèi)側(cè)加設(shè)保溫層。這種不起承重作用的保溫材料較多，各種板狀、纖維狀構(gòu)散顆粒的保溫材料均可

12、使用，但這種材料應(yīng)具有生態(tài)形的耐雨水沖刷、防火和不受大氣污染等性能。外墻保溫采用外保溫方式是我國(guó)外墻保溫的一種新方向，因?yàn)檫@種保溫方式不僅解決了鋼筋混凝土構(gòu)造柱、圈粱、過(guò)梁等熱橋部位的保溫問(wèn)題，而且具有增加室內(nèi)使用面積，方便室內(nèi)二次裝修等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然，在采用外保溫方式時(shí)，應(yīng)在其外表面覆蓋一層防水層或飾面層。2.2屋面保溫措施屋面應(yīng)采用輕質(zhì)高強(qiáng)、吸水率低或不吸水的可長(zhǎng)期使用，性能穩(wěn)定的保溫材料，如我國(guó)目前主要采用的加氣混凝土條扳、乳化瀝青珍

13、珠巖板、憎水型珍珠巖板、聚苯扳、彩色鋼板聚苯乙烯泡沫板等材料，均有利于提高屋面的保溫性能，從而起到良好的節(jié)能效果和改善屋頂房間的熱環(huán)境。應(yīng)該指出，若采用坡屋頂也是一種屋面保溫節(jié)能的措施。2.3地面保溫措施地面保溫的措施有2種：一是建筑直接接觸土壤的周邊地區(qū)，按《標(biāo)準(zhǔn)》要求沿外墻周邊從外墻內(nèi)側(cè)算起2m范圍內(nèi)采取保溫措施，具體的做法是在地面墊層以下設(shè)置一定厚度的松散狀或條板狀的，具有一定抗壓強(qiáng)度、吸濕性小的保溫層。二是對(duì)不采暖的地下室或底部

14、架空層的地板的保溫，采取的主要措施是在地板的底面枯貼一定厚度的如聚苯板一類的保溫材料。3提高外門窗的保溫能力通常外門窗的滲透耗熱量約占全部耗熱量的50%。可見(jiàn)，外門窗是采暖住宅保溫的薄弱環(huán)節(jié)，也是節(jié)能的重點(diǎn)部位。改善住宅建筑外門窗的保溫能力應(yīng)從以下方面入手。3.1合理確定窗墻比窗戶洞口面積與房間立面單元面積的比值為窗墻比，其值的大小對(duì)室內(nèi)的熱環(huán)境和熱能的消耗有重大影響。在滿足住宅室內(nèi)房間采光和通風(fēng)的基礎(chǔ)上，不同朝向的房間的窗墻比應(yīng)滿足《

15、標(biāo)準(zhǔn)》要求：北向?yàn)?.25，東西向?yàn)?.3，南向?yàn)?.35。3.2選擇保溫性能良好的門窗材料目前常用的門窗材料有木、鋼、鋁合金和塑鋼為4種，其中，塑鋼門窗具有保溫隔音、耐腐蝕、造價(jià)低，制作、表面色澤鮮艷美觀等優(yōu)點(diǎn)，與木、鋼和鋁合會(huì)等門窗相比可節(jié)約取暖能源的30%～50%，而塑鋼門窗又是我國(guó)大力推廣的一種新型材料。3.3增加窗扇的保溫性能單層玻璃本身的熱阻力很小，在寒冷地區(qū)可采用增窗扇層數(shù)，或在單扇窗上設(shè)置2層玻璃來(lái)增加熱阻，2層玻璃間距

16、保持20～30mm的空間。可采取選擇中空玻璃等新型材料，或在窗的內(nèi)側(cè)或在雙層窗間掛窗簾等措施，來(lái)減少室內(nèi)向室外輻射的熱損失，提高門窗的保溫能力。3.4提高門窗氣密性，減少冷空氣滲入可采用推拉門窗和大塊玻璃窗扇，以減少扇與框、扇與扇、扇與玻璃之間的縫隙，并在縫隙中嵌入密封膠條，以防止冷空氣滲入。門窗框與墻之間的縫隙應(yīng)用保溫砂漿或泡沫塑料等材料密封填充，使冷空氣從門窗滲入的可能性大大減少，氣密性提高。4重視室內(nèi)其他過(guò)渡空間的保溫住宅室內(nèi)其他

17、過(guò)渡空間，如樓梯間、坡屋頂下空間、地下室、陽(yáng)臺(tái)等，也是傳熱的重要部位。做好這些空間保溫也很關(guān)鍵，使它們成為一個(gè)溫度阻尼區(qū)，從而有效地阻止室外冷氣向室內(nèi)直接滲透，減少外墻、屋面和地板的熱損失。4.1樓梯間的保溫該部位的隔墻傳熱耗熱量約占采暖住宅建筑總耗熱量的10%，因此，不可忽視樓梯間的保溫。其做法是選用保溫性能好的門窗，把開(kāi)敞式樓梯間改為封閉式。北向單元出入口設(shè)門斗，避免冬季西北風(fēng)灌入；對(duì)屋頂上人孔做密封處理，使其不能形成通風(fēng)道，使熱能

18、從樓梯間頂部抽出。4.2坡屋頂下部空間的保溫坡屋頂除了防滲外，其保溫和外觀等功能均比平屋面要好。屋頂通風(fēng)窗盡量不設(shè)，如設(shè)應(yīng)在冬季能關(guān)閉并采取密閉措施，使屋頂下部的空間形成一個(gè)封閉的保溫空間。4.3陽(yáng)臺(tái)的保溫封閉北陽(yáng)臺(tái)，并做好欄板的保溫措施，減少冬季西北風(fēng)對(duì)室內(nèi)的直接滲透。適當(dāng)減少南陽(yáng)臺(tái)及其外伸長(zhǎng)度，以免影響對(duì)下一戶的冬季日照遮擋。4.4地下室的保溫住宅樓設(shè)地下室已成為一種時(shí)尚，它不僅改善了底層住戶的居住條件，也為住戶提供了儲(chǔ)藏空間。地下

19、室一般不設(shè)暖氣，因此，除了必須對(duì)地板采取保溫措施外，還應(yīng)提高地下室窗的保溫和密閉性能，在樓梯口處設(shè)保溫門，阻止地下室中冷空氣滲入到樓梯間。5結(jié)語(yǔ)建筑節(jié)能和節(jié)能設(shè)計(jì)、計(jì)算對(duì)廣大設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)由于推行時(shí)間不長(zhǎng)應(yīng)用尚不熟練尚需要進(jìn)一步學(xué)習(xí)和掌握逐步加以深化。只要我們認(rèn)真研讀相關(guān)節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)掌握各種保溫、隔熱材料的性能指標(biāo)及其配套材料的應(yīng)用要求了解不同材料體系的施工技術(shù)要求和注意事項(xiàng)就能使節(jié)能設(shè)計(jì)做得更加完善和周到為確保節(jié)能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)打好基礎(chǔ)。上