绿色住宅建筑节能设计措施探讨

【关键词】建筑设计；绿色建筑；建筑节能 

　　1.引言 

　　绿色建筑是指通过最优化的建筑节能设计、采用先进的节能材科和节能技术使建筑物的使用用能耗降低到尽可能低的水平。绿色建筑是实现资源节约型、环境友好型的建筑体现形式。 

　　2.绿色建筑节能技术 

　　对于生态独立住宅，为了能达到绿色建筑，应通过优化建筑节能设计、采用先进的节能材料以及节能技术来使建筑物的能耗降低到尽可能低的水平，然后再通过采用可再生能源如太阳能、地热能和风能等提供采暖空调的所需能量。当前在绿色建筑措施上，重点在于提高围护结构的保温隔热效率、降低系统设备的运行能耗、以及利用可再生能源等三方面。 

　　2.1围护结构 

　　（1）对于外墙围护结构来说，可对住宅应用EPS外保温系统墙体，不仅仅冬季墙体内表面不会出现结露现象，对于冬、夏两季期间墙体内部也不可能出现冷凝现象，这为外墙节能和室内热舒适环境奠定基础。（2）屋面保温系统。对建筑的平屋面采用种植屋面系统，对坡屋面则可考虑采用例置式节能系统。从工程实践效果来看，建筑采用节能屋面，在冬季采暖期间，内表面温度远高于室内空气的露点温度，根本不会产生表面结露现象。而对于夏冬两季，节能坡屋面的保温层上下表面的水蒸气分压力都低于其对应的饱和水燕气分压力，因此不会产生冷凝现象。而针对种植平屋面的绿色节能措施来说，鉴于其保温材料上下两表面都设置了防水层材料，保护层〔抗渗细石混凝土或抗渗砂浆〕又覆盖了较厚的土层，造成整个屋面层的水蒸气渗透动力较小，所以不可能发生内部冷凝。（3）对于外窗节能技术主要集中在传热系数和遮阳系数两个方面考虑。传热系数是衡量由温差引起的的通过外窗的热流量的参数，是导热、对流和辐射三种传热方式的综合体现。传热系数越大，则会导致窗户的保温隔热能力就越差，通过窗户的能量损失就越多。而遮阳系数则是体现玻璃阻隔太阳热幅射的能力。显然，对于绿色建筑来说，其为了能到绿色效果，其选取外窗方面，应当选择高保温隔热性能的外窗构造及合理的遮阳系数。当前，控制外窗传热系数的技术主要是集中于增加空气层的数量、提高空气层的厚度、使用惰性气体填充、添加保温隔热膜、采用真空玻璃以及良好的保温隔热性能窗框等。而控制外窗玻璃遮阳系数的重要措施则是通过采用光谱选择性的阳光控制膜，如LOW-E膜和SUN―E膜等。 

　　2.2遮阳系统 

　　与建筑其他部分围护结构相比，外窗属于薄壁轻质构件，其热工性能最差，因此是建筑能耗损失的最薄弱的环节。因此选择合适的建筑遮阳设备或者系统是实现绿色建筑的重要手段之一。为了能有效地实现“零”能耗的节能目标，根据建筑外窗朝向的不同以及采光控制要求，选择不同的活动外遮阳系统，具体为南向一层采用自动控制的活动百叶铝合金外遮阳，二层则可采用活动外遮阳和太能能集热器固定的遮阳，对于有天窗的则可选取活动的软布艺外遮阳方式。 

　　2.3可再生能源利用 

　　（1）地源热泵空调系统。通过利用该类型空调可以使使住宅外的空调外挂箱消失，提高建筑外立面原有的平整。地源是一种通过利用地热资源的高效节能、零污染、低运行成木的高效节能空调系统，包括土壤式〔垂直埋管和水平埋管）、地下水式等多种应用方式。 

　　（2）从长远来看，可再生能源将是未来人类的主要能源来源，而太阳能发电的商业化开发和利用已经成为重要的发展方向。对于太阳能光伏屋顶发电系统以其易于安装、功率稳定、寿命长久等优势而成为当前重要的光伏应用。而在经济、技术较为发达的长三角、珠三角等地区已经基本具备了太阳能光伏发电系统大规模安装条件。 

　　3.工程实例 

　　某生态独立住宅设计为―幢贴近地面、代表联排小住宅之一个单元（一户）的拼联式独立住宅，过户建筑面积238m2，为2层框架结构，局部为3层高。建筑平面布局上采取小面宽、大进深模式以节约土地资源。通过采用一系列的生态住宅技术，从而达到绿色建筑节能效果。 

　　3.1物质节能 为了能达到有效的绿色建筑，在建筑物质材料方面应首当其冲。如考虑通过采用建筑土方来对建筑局部进行覆土，以达到保温效果，同时也作为绿化的基质，也可以减少渣土外运。建筑结构所采用的混凝土，有低水泥掺量和再生骨料两种。对于墙体材料则可以采用回收混凝土制作的混凝土砌块。为了能充分利用屋面雨水，可以对屋面雨水以及生活污水等进行收集，然后用于冲厕、喷晒植物等用途。对屋面采取绿化处理，这样可以增加建筑的绿色覆盖率，同时可以达到保温邓作用。 

　　3.2能源节能 对于绿色建筑来说，必须对能源采取措施以达到有效的节能效果。如对建筑围护结构应当采取有效的保温隔热措施，以达到自然通风，同时在夏季能遮阳，冬季则采暖保温等，从而可以减小人工空调使用，则可以达到自然舒适性以及节省能源效果。对于某些建筑物带中庭时，则可以对中庭采取绿化处理使其成为一个气候缓冲区，对其他居住空间与中庭之间通过采用墙体来隔开，从而可以有利于高湿、严寒等极端气候条件下减少能耗、提高舒适性。此时中庭被包围在舒适空间之中，屋顶有优良的热工性能候也有一定的舒适性。从实施情况来看，为了能得到有效的能源节能效果，可以考虑从围护结构、自然通风以及天然采光方面入手。（1）针对围护结构应当选取保温性能好材料，而且应强度密封性。如外墙考虑采用保温系统；窗采用塑钢窗框时，应当选取双层真空玻璃。（2）自然通风。可考虑建筑中部设有封闭的中庭，在中庭顶部设置有可以开启的天窗，通过天窗来改善自然通风效果。同时对于起居室以及卧室等应当朝向夏季主导风向，从而形成了穿堂风。（3）天然采光。对于独立住宅来说，其较易于天然采光，但对于进深较大情况，则采光效果并不好。为此对于传统住宅则来说，往往以院落和天井解决这问题。或者通过营造一个中庭来获得昼光。为了整个建筑能在极端气候条件下能保持较小的体形系数，此中庭应采取保温屋盖，而且可采用较大面积的天窗，天窗上面可设遮阳篷来避免夏季阳光直射。 

　　3.3建筑设备利用 为了能达到绿色建筑设计，通过利用建筑设备来来获取自然界的能源来应用到住宅住户日常的生活中，是重要的途径之一。（1）地源热泵系统。针对我国地热能源丰富，通过利用地热系统来充分利用地热能源相当关键。如对于上海地区，由于地下水位较高适合采取土壤埋管。（2）采用冷热辐射顶棚加新风系统的空调方式，在墙壁和顶棚内埋设毛细循环管道进行辐射制冷和采暖。该系统采暖热媒温度低，而冷媒温度较高，结合智能监测与控制，效率高于普通的空调系统，提高了室内气候舒适度与空气质量。 

　　4.结语 

　　绿色建筑的概念应当是具有综合性，应当不仅衡量建筑对外界环境的影响，同时又涉及建筑内部环境质量。绿色建筑的目标是通过优化围护结构，如通过采取高效的外墙外保温系统、倒置式的保温与种植屋面；同时通过在建筑中采用可再生能源等措施。 

　　参考文献 

　　[1]秦效红.试论绿色建筑设计中的若干问题[J].中国建筑金属结构，2009，（25） . 

　　[2]王俊杰，王玮，刘婕.绿色建筑设计与技术方面的问题探讨[J].城市建筑，2006，（21） .