夏熱冬冷地區高層住宅建筑節能設計論文

2021-06-13 論文

　　摘要:本文從夏熱冬冷地區的氣候特點出發，以某個高層住宅項目為例，從墻體、屋面和外窗等方面進行綜合分析，結果表明節能設計完全滿足規范要求。

　　關鍵詞:高層住宅；節能；圍護結構

　　隨著我國經濟的快速發展和城鎮化建設進程的加快，我國目前每年約新增20億平米建筑，建筑能源消耗占到社會能源總消耗量的約30%。因此，建設低能耗節能建筑已成為必然選擇。夏熱冬冷地區是我國經濟比較發達的地區，高層住宅發展十分迅速，大量高層住宅建筑的建設給建筑節能帶來了巨大的挑戰。本文以江蘇省無錫市某項目為例，借助節能設計軟件，對高層住宅建筑節能進行了分析研究，為高層住宅建筑節能設計提供參考。

　　1項目概況

　　本項目位于江蘇省無錫市，共包括9棟高層住宅，樓層高度從88到97米不等，基地面積約為430000平米，總建筑面積約160000平米。外墻大部分為剪力墻。

　　2設計思路

　　在夏熱冬冷地區，住宅設計要考慮夏天隔熱，同時要兼顧冬季保溫，這就要求高層住宅在氣候適應性設計時，既要保證一定的洞口面積滿足夏季通風和冬季日照的需要，又要采用保溫隔熱性能良好的圍護結構滿足夏天隔熱和冬季御寒的要求。由于外墻圍護結構對建筑節能具有決定性影響，本文重點分析實踐項目的圍護構造節能設計，主要包括墻體、屋面和外窗的設計。

　　2．1墻體節能

　　墻體是建筑圍護結構的主體，其所用材料的保溫性能直接影響建筑的能耗。外墻節能主要是提高墻體的保溫隔熱性能，減少其冬季的熱量損失以及降低夏季的外墻內表面溫度。項目方案采用外保溫形式，下表為幾種常用保溫材料的性能對比。除材料的傳熱系數低、導熱系數小等要求外，結合其防水性能和施工難易程度及成本價格，保溫材料最終采用了發泡水泥板，經斯維爾節能軟件計算。

　　2.2屋面設計

　　屋面受太陽照射最強且時間最長，頂層房間熱量一般占建筑總能耗的5%－10%，占頂樓能耗的40%，因此屋面也是節能設計的重要組成部分。其節能設計主要是改善屋面的熱工性能、阻止熱量的傳導，關鍵在于處理好夏季隔熱和冬季保溫的關系。構造做法可分為正置式屋面和倒置式屋面:(1)正置式保溫屋面。把保溫層置于屋面防水層和結構層之間，其保溫隔熱由找坡層和保溫層來確定熱工指標。其缺點是保溫層材料被密閉于屋面內部，排濕困難，屋面保溫隔熱性能得不到保障，且夏天容易出現起鼓開裂現象，導致屋面滲漏。(2)倒置式屋面。把保溫層置于屋面防水層之上，保溫層不封閉。倒置式屋面構造簡單、保護防水層、使用壽命久、施工簡單、維修方便等優點，所以使用非常廣泛。倒置式保溫平屋面對保溫材料要求較高。

　　2．3外窗設計

　　外窗的面積占外墻面積的20%－40%，但能量損失卻占到50%。為了滿足節能目標，在滿足通風、采光和日照的前提下，需要控制外門窗洞口面積，改善氣密性能，提高保溫性能，減少外窗本身的`熱傳導。

　　2．3.1窗墻比

　　窗墻比是天然采光房間的側窗洞口面積與該朝向外墻表面積之比，住宅設計規范對不同朝向房屋的窗墻比都有明確的規定。隨著窗面積減少，會嚴重影響采光通風等指標，因此，按照最大限量增加冬季太陽得熱和減少夏季太陽得熱原則，項目的窗洞主要開設在南北兩側，東西側只開少量窗洞，確保在建筑節能和居住舒適度取得平衡，得到最佳窗墻比。

　　2．3.2窗體材料分析

　　建筑外窗由玻璃和窗框組成。鋁合金材料由于抗風壓變形能力較好，表面的氧化膜使其具有很好的耐腐蝕性，使用壽命長，不燃燒，耐潮濕，且可以根據節能需要制作出各種鋁合金型材，因此常用于高層住宅窗框。斷熱型鋁合金門窗的傳熱系數優于普通鋁合金門窗，且克服了后者在冬季易結露的缺點，因此被定為本項目的窗體材料。結合外窗玻璃的隔熱、保溫及隔聲性能。

　　3結語

　　住宅建筑節能是一項系統工程，涉及多個方面，應根據當地氣候條件，屋頂、各朝向外墻和外窗都選用合適的節能材料。由文中材料性能比較可以看出，采用的材料不是性能最好的，而是在綜合考慮到現有的施工技術條件、資金投入、政府部門的建筑防火和節能政策等因素，從而得出較為均衡的節能方案。

　　作者:徐培原單位:江西省修水縣建筑設計院

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