夏热冬冷地区高层住宅建筑节能设计论文

2021-06-13 论文

　　摘要:本文从夏热冬冷地区的气候特点出发，以某个高层住宅项目为例，从墙体、屋面和外窗等方面进行综合分析，结果表明节能设计完全满足规范要求。

　　关键词:高层住宅；节能；围护结构

　　随着我国经济的快速发展和城镇化建设进程的加快，我国目前每年约新增20亿平米建筑，建筑能源消耗占到社会能源总消耗量的约30%。因此，建设低能耗节能建筑已成为必然选择。夏热冬冷地区是我国经济比较发达的地区，高层住宅发展十分迅速，大量高层住宅建筑的建设给建筑节能带来了巨大的挑战。本文以江苏省无锡市某项目为例，借助节能设计软件，对高层住宅建筑节能进行了分析研究，为高层住宅建筑节能设计提供参考。

　　1项目概况

　　本项目位于江苏省无锡市，共包括9栋高层住宅，楼层高度从88到97米不等，基地面积约为430000平米，总建筑面积约160000平米。外墙大部分为剪力墙。

　　2设计思路

　　在夏热冬冷地区，住宅设计要考虑夏天隔热，同时要兼顾冬季保温，这就要求高层住宅在气候适应性设计时，既要保证一定的洞口面积满足夏季通风和冬季日照的需要，又要采用保温隔热性能良好的围护结构满足夏天隔热和冬季御寒的要求。由于外墙围护结构对建筑节能具有决定性影响，本文重点分析实践项目的围护构造节能设计，主要包括墙体、屋面和外窗的设计。

　　2．1墙体节能

　　墙体是建筑围护结构的主体，其所用材料的保温性能直接影响建筑的能耗。外墙节能主要是提高墙体的保温隔热性能，减少其冬季的热量损失以及降低夏季的外墙内表面温度。项目方案采用外保温形式，下表为几种常用保温材料的性能对比。除材料的传热系数低、导热系数小等要求外，结合其防水性能和施工难易程度及成本价格，保温材料最终采用了发泡水泥板，经斯维尔节能软件计算。

　　2.2屋面设计

　　屋面受太阳照射最强且时间最长，顶层房间热量一般占建筑总能耗的5%－10%，占顶楼能耗的40%，因此屋面也是节能设计的重要组成部分。其节能设计主要是改善屋面的热工性能、阻止热量的传导，关键在于处理好夏季隔热和冬季保温的关系。构造做法可分为正置式屋面和倒置式屋面:(1)正置式保温屋面。把保温层置于屋面防水层和结构层之间，其保温隔热由找坡层和保温层来确定热工指标。其缺点是保温层材料被密闭于屋面内部，排湿困难，屋面保温隔热性能得不到保障，且夏天容易出现起鼓开裂现象，导致屋面渗漏。(2)倒置式屋面。把保温层置于屋面防水层之上，保温层不封闭。倒置式屋面构造简单、保护防水层、使用寿命久、施工简单、维修方便等优点，所以使用非常广泛。倒置式保温平屋面对保温材料要求较高。

　　2．3外窗设计

　　外窗的面积占外墙面积的20%－40%，但能量损失却占到50%。为了满足节能目标，在满足通风、采光和日照的前提下，需要控制外门窗洞口面积，改善气密性能，提高保温性能，减少外窗本身的`热传导。

　　2．3.1窗墙比

　　窗墙比是天然采光房间的侧窗洞口面积与该朝向外墙表面积之比，住宅设计规范对不同朝向房屋的窗墙比都有明确的规定。随着窗面积减少，会严重影响采光通风等指标，因此，按照最大限量增加冬季太阳得热和减少夏季太阳得热原则，项目的窗洞主要开设在南北两侧，东西侧只开少量窗洞，确保在建筑节能和居住舒适度取得平衡，得到最佳窗墙比。

　　2．3.2窗体材料分析

　　建筑外窗由玻璃和窗框组成。铝合金材料由于抗风压变形能力较好，表面的氧化膜使其具有很好的耐腐蚀性，使用寿命长，不燃烧，耐潮湿，且可以根据节能需要制作出各种铝合金型材，因此常用于高层住宅窗框。断热型铝合金门窗的传热系数优于普通铝合金门窗，且克服了后者在冬季易结露的缺点，因此被定为本项目的窗体材料。结合外窗玻璃的隔热、保温及隔声性能。

　　3结语

　　住宅建筑节能是一项系统工程，涉及多个方面，应根据当地气候条件，屋顶、各朝向外墙和外窗都选用合适的节能材料。由文中材料性能比较可以看出，采用的材料不是性能最好的，而是在综合考虑到现有的施工技术条件、资金投入、政府部门的建筑防火和节能政策等因素，从而得出较为均衡的节能方案。

　　作者:徐培原单位:江西省修水县建筑设计院

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