节能住宅的设计

节能住宅的设计丁虹上海医药工业设计院上海200120)摘要:通过分析目前我国住宅的节能措施和国外节能住宅指出节能住宅的发展方向。关键词:节能住宅保温生态住宅可持续发展DESIGN OF ENERGY-SAVING RESIDENCEShanghai Design Institute of Pharmaceutical Industry Shanghai 200120)Abstract The development direction of energy-saving residence is pointed out by analyzing the energy-saving measures forenergy-savingKeywords energy-saving residence thermal insulation ecological residence sustainable development当前世界工业高度发展洤全球人口迅速增加,蔻《住宅建筑节能设计标准》对围护结构的传热系数世界各国建筑业的蓬勃发展随之带来建筑材料的耗有了严格的要求。费、土地的占用、能源的消耗、环境的污染等问题给表1住宅围护结构传热系数K)值建筑设计提出了新的课题。改革开放以来我国能部位传热系数Wm-2k-1)源建设有了长足的发展。但是中国的能源供应并墙不能满足经济和社会可持续发展的需要屋面20世纪70年代发达国家最先受到能源危机外窗的冲击于是一场节能的浪潮由此掀起建筑设计也相应提出了节能建筑设计。而住宅又是城市最大的1.1外墙节能措施建设项目住宅在满足我们社会和文化需求的同时,目前,上海地区住宅常用的几种外墙材料中保严重影响着本地和全球的环境。因此用可持续发温隔热性能较好的是多孔粘土砖和加气混凝土砌块展"观念研究城市住宅、设计节能住宅已成为建筑师(与实心粘士砖相比)较差的是普通混凝士小型空的重要课题。心砌块最差的是用于剪力墙结构的钢筋混凝土。上海属于我国建筑气候区域中的夏热冬冷地住宅围护结构的主要节能措施区夏季相当炎热太阳辐射强烈水平最高强度达国內外一致认为在住宅节能的各项措施中提1kW/m2以上尤其是顶层和朝西房间(西晒)受太高围护结构的保温隔热性能是最主要的措施。阳辐射内表面温度过高因而对山墙提出了更高的最新的《上海十五"期间建筑节能实施纲要》中隔热要求。有关科研单位进行了各类建筑节能科研眀确指岀:上海住宅的保温隔热水平将越来越高,开发项目在外墙保温特别是内保温墙体和单一材2002年将有100万m的新建住宅执行新的节能标料墙体方面取得了较大的成果。如加厚的加气混凝准也就是说居住建筑通过采用增强围护结构保温士砌块、多排孔轻骨料混凝土砌块等单一材料墙体隔热性能和提高采暖空调设备能效比的节能措施,其构造和施工均较简单热工性能可满足近期节能在保证相同的室内外环境指标的前提下与未采取要节能措施前相比采暖、空调能耗应节约50%。而多H中国煤化工混凝土小型空心砌块CNMHG啬结构中的高层住宅,到2005年上海所有的新建在建庶宅的围护结构都将执行新的节能标准。这也是上海首次对住宅建作者汀丁虹女1973年1月出生国家二级注册建筑师筑制定完整的节能标准和规划。上海市工程建设规稿日期∂00-12-1Industrial Construction Vol 33 No 10 2003工业建筑2003年第33卷第10期9由于需要补充的热阻较多主要采用内贴硬质建筑果可靠并达到住宅节能50%的要求保温制品及保温层挂装即外墙内保温法。外墙內墙面栽植爬山虎也不失为一种简单有效的方保温是上海地区习惯使用旳一种墙体保温措施具法。据实测攀有爬山虎的外墙面夏季可降温T℃有施工方便、造价较低等优点。內保温墙体一般用提高湿度10%并有利于吸尘和消音又增加垂直高效保温材料常用岩棉板或自熄型聚苯板)复合,绿化。保温材料与主墙体之间可设或不设空气间层其表1.2屋面节能措施面覆以纸面石膏板。对于多孔粘土砖墙体则采用上海从20世纪80年代起已有对屋面的保温隔保温砂浆粉刷。热设计但过去大都是平屋面而且保温材料的应用进入新世纪我国墙体材料和住宅节能工作加及构造形式均比较落后性能要求也较低。现在上快发展。170个城市限时禁用实心粘土砖大力推海地区住宅建筑平屋面的泛水坡度>5%(以前为广新型墙体材料。山东省开发了T型混凝土复合2%)同时大力提倡采用坡屋面。坡屋面没有找坡保温砌块″;南京硏制了蒸压轻质加气混凝土板层其保温隔热层的设置更为重要。ALC板)这种板导热系数λ=0.11WKmK),仅为屋面保温以高效保温材料为主如聚苯板、岩棉混凝土的1/11、砖砌体的1门7是一种高效保温隔热板等。聚苯板在屋面有三种应用方法:置于结构层围护结构材料河北邯郸市宏达名都花园住宅工程与找坡层之间補设在找坡层上面的封闭架空层內使用了CL网架板当墙体厚度为200mm时內夹聚以及置于防水层上面倒置保温)而岩棉板或玻璃苯乙烯泡沫板厚度为π0mm)热阻值为1.2715m·棉板则主要设置在封闭架空层内。K/W总传热系数为0.7W(m3K)连市锦绣居住近年来一种既有利于屋面保温隔热又有利于区则使用了帝枇建筑模劂內夹聚苯板或岩棉板),环境绿化的种植屋面、蓄水屋面在南方地区也开始这是一种墙体外保温方式能避免产生热桥保温效悄然流行表2常用保温材料的性能比较材料密度(kgm-3)导热系数KWm-kK-1防火性能抗压强度/MPa挤塑聚苯板0.030-0.040泡沫聚苯板07-0.2610~2000.035~0.040BBAA0.04-0.08泡沫玻璃110-16珍珠岩150~2100.055-0.060A2、B1、B20.30发泡聚氨酯板0.025-0.030B1、B20.15-0.35360~5700.090~0.015表3窗户的传热系数标准《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》中都空气层厚窗框窗洞面传热系数对户门和外窗的传热系数作了要求。门窗是住宅围面框材料留户类型度/m积比/%(Wm2K)护中热保护的薄弱环节所以对他们设计和选用是钢、铝单层窗至关重要的。而外窗节能最需改善的就是窗框和玻单框双玻窗20~30璃的传热性能并提高气密性20~3020~30上海住宅在20世纪80年代普遍采用的是实腹双层窗00-14020-303.0钢窗90年代较多采用的是铝合金窗框90年代末单层+单框开始推广塑料钢窗。根据国内外大量应用经验证双玻窗100~14020~30塑料木)单层窗实双层玻璃塑料钢窗是较好的选择。因为PVC材单框双玻窗料的导热系数为0.14W(mK)而且塑料窗框占窗的面积比实腹钢窗增加10%其气密性也有显著提2.5双层窗100~14030~40单层+单框中国煤化工100~14030~402,0双玻窗2CNMHG英国的住宅建筑节能工作早在20世纪70年代1.3门窗节能措施在上海市《住宅建筑节能设计标准》和国家行业石油危机时已开展起来并且制定了建筑节能标准(下转第13页工业建筑2003年第33卷第10期计算模型除楼梯间隔墙外围护结构其他部位效益.的传热系数按节能标准要求选取楼梯间隔墙采用习惯做泫240mm厚粘土实心砖双侧各20厚石灰4结论和建议砂浆抹面厢节能做泫240m厚粘土空心砖ρ0n由以上分析得到结论为:住宅建筑的围护结构厚聚苯乙烯泡沫板双侧各0厚石灰砂浆抹面)两进行整体性保温住宅建筑的节能经济效应良好。种情况其耗热量指标φ灬、采暖耗煤量指标φ。和造为降低住宅的能耗住宅围护结构的窗户、楼梯间隔价情况见表2。墙、首层地面、户门及阳台门下部必须采取保温措表2楼梯间隔墙经济分析施。对这几部分的做法提出建议∶)户的选取要使其符合节能标准的要求。2)不采暖楼梯间隔墙必楼梯间隔墙qnWm-2)qKkm2粝准煤楼梯间隔墙造须采取保温措施使其传热系数符合节能标准的要价人元100m-2)求。同时,为了增加住宅的使用面积,其宜采用习惯做法16.08节能做法15.152871.33240mm厚的墙体加设保温层的构造做法。3)户门注表中9=24291B2其中z=153:1=84阳台门下部不透明部分不采暖地下室上部的地板10W h/kg in=002=0.682扆中造价依据《河北省建筑工程必须采取保温措施,使其传热系数符合节能标准的预算定额》蔑河北省建筑工程综合费用定额》要求。户门选取夹板木门时还需内填聚苯乙烯或根据目前市场的煤价C=02元/kg该计算模型矿棉等保温材料。楼梯间隔墙采取保温措施后,10年节能的金额为8∞07.55元采取保温措施增加的投资为7168.49元。参考文献lCB50176民用建筑热工规范利用优值”对其经济性分析。”优值”是能源经民用建筑节能设计标准采暖居住建筑部分)济学评价节能经济效益的一个指标优值=保温措3杨善勤,民用建筑节能设计手册,北京中国建筑工业出版社施10年节能的金额/保温措施增加的投资≥15]。根据以上的分析计算该计算模型的优值=1.12>4李英寒区住宅节能保温设计中应注意平衡低温建筑技Ⅰ即楼梯间隔墙采取保温措施有良好的节能经济效术994)1~62益。因此我们要注重居住建筑围护结构整体性保5高山建筑保温措施节能效益的评价.暖通空调』9852)温楼梯间隔墙必须采取保温措施提高其节能经济上接第10页)进行绿化适当增加间距夏季通风減低周围环境目前英国对住宅提岀了新的标准外墙传热系数要求温度屋面墙面用绿化的方法降低外表面温度对住为0.35WKmK)在德国,节能住宅大致分为节能房、宅东、西向外窗进行遮阳处理减少夏季太阳辐射进低能房、被动房和无能耗房四类。美国有获美国住宅入室内等。自然通风是住宅最基本、最古老的设计营造商协会住宅凤格奖″的资源保护屋丹麦ω dense命题历来是建筑设计的法则之-利用合适的自然有可再生住房日本有太阳能烟囱”住宅和蓄热壁住通风改善住宅内的空气品质。宅以及历百年风雨而盛名不衰的马赛公寓现在我国的住宅正在循着由传统住宅-太阳能住宅、节能住宅-节能节地住宅-生态住宅-可3住宅的可持续发展持续住宅这样一条轨迹前行1987年,挪威首相布伦特兰夫人( Gro Ha与国外相比我国住宅单位建筑面积的能耗约Brundtland道次提出可持续发展"这一概念。193为气候条件相近的发达国家的2倍左右。上海又是年 Charles Kibe博土提岀了可持续建筑"这一理一座现代化国际大都市自然资源缺乏城市耗能逐论。而在国外的文献中建筑节能也由 Building en-年俱增提高能源利用效率、降低住宅使用能耗、实ergy Efficiency"取代了 Building Energy saving。这些施经济和社会的可持续发展住宅节能势在必行。都告诉我们住宅也必须走可持续发展道路,节能住中国煤化工宅要发展成生态住宅。CNMH我们在进行住宅设计时首先应尽量结合气候建筑学报2012)采用自然通风、自然采光的方法减少住宅对能源的2宋德萱生态住宅设计的节能新技术时代建筑200(2)3朱欢德国的低能耗住宅.世界建筑2004)依赖。如住宅的朝向宜朝南迕住宅周围利用地形4胡其高,建筑的可持续发展与对策.工业建筑20x(1)多层住宅围护结构整体性保温的节能效应研究——董海荣等13