节能住宅的设计

节能住宅的设计

丁

虹

上海

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（上海医药工业设计院

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。

保温

生态住宅

可持续发展

关键词：节能住宅

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当前，世界工业高度发展，全球人口迅速增加，世界各国建筑业的蓬勃发展随之带来建筑材料的耗费、土地的占用、能源的消耗、环境的污染等问题，给建筑设计提出了新的课题。改革开放以来，我国能源建设有了长足的发展。但是，中国的能源供应并不能满足经济和社会可持续发展的需要。

发达国家最先受到能源危机!"世纪C"年代，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建设项目，住宅在满足我们社会和文化需求的同时，严重影响着本地和全球的环境。因此，用“可持续发展”观念研究城市住宅、设计节能住宅已成为建筑师的重要课题。:

住宅围护结构的主要节能措施

国内外一致认为，在住宅节能的各项措施中，提高围护结构的保温隔热性能是最主要的措施。

最新的《上海“十五”期间建筑节能实施纲要》中明确指出：上海住宅的保温隔热水平将越来越高，!""!年将有#""万6!的新建住宅执行新的节能标准，也就是说，居住建筑通过采用增强围护结构保温隔热性能和提高采暖空调设备能效比的节能措施，在保证相同的室内外环境指标的前提下，与未采取节能措施前相比，采暖、空调能耗应节约F"G。而到!""F年，上海所有的新建（在建）住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筑制定完整的节能标准和规划。上海市工程建设规

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范《住宅建筑节能设计标准》对围护结构的传热系数有了严格的要求。

表:

部位外墙屋面外窗户门

住宅围护结构传热系数（!）限值

传热系数（H・6E!・IE#）

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:;:外墙节能措施

目前，上海地区住宅常用的几种外墙材料中，保

温隔热性能较好的是多孔粘土砖和加气混凝土砌块（与实心粘土砖相比），较差的是普通混凝土小型空心砌块，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区，夏季相当炎热，太阳辐射强烈，水平最高强度达尤其是顶层和朝西房间（西晒），受太#IHL6!以上，

阳辐射内表面温度过高，因而对山墙提出了更高的隔热要求。有关科研单位进行了各类建筑节能科研开发项目，在外墙保温特别是内保温墙体和单一材料墙体方面取得了较大的成果。如加厚的加气混凝土砌块、多排孔轻骨料混凝土砌块等单一材料墙体，其构造和施工均较简单，热工性能可满足近期节能要求。而对于隔热性能较差的混凝土小型空心砌块多层住宅和钢筋混凝土剪力墙结构中的高层住宅，

作者：丁虹女#BCD年#月出生国家二级注册建筑师

收稿日期：!""!E#!E#C

工业建筑!""D年第DD卷第#"期

B

由于需要补充的热阻较多，主要采用内贴硬质建筑保温制品及保温层挂装，即外墙内保温法。外墙内保温是上海地区习惯使用的一种墙体保温措施，具有施工方便、造价较低等优点。内保温墙体一般用高效保温材料（常用岩棉板或自熄型聚苯板）复合，保温材料与主墙体之间可设或不设空气间层，其表面覆以纸面石膏板。对于多孔粘土砖墙体，则采用保温砂浆粉刷。

进入新世纪，我国墙体材料和住宅节能工作加快发展。!"#个城市限时禁用实心粘土砖，大力推广新型墙体材料。山东省开发了“$型混凝土复合保温砌块”；南京研制了蒸压轻质加气混凝土板（%&’板），这种板导热系数!(#)!!*+（,・-），仅为混凝土的!+!!、砖砌体的!+"，是一种高效保温隔热围护结构材料；河北邯郸市宏达名都花园住宅工程使用了’&网架板，当墙体厚度为.##,,时（内夹聚，热阻值为!)."!/,.・苯乙烯泡沫板厚度为"#,,）

总传热系数为#)"*+（,.・；大连市锦绣居住-+*，-）区则使用了帝枇建筑模网（内夹聚苯板或岩棉板），这是一种墙体外保温方式，能避免产生热桥，保温效

表#

材料挤塑聚苯板泡沫聚苯板

矿棉泡沫玻璃珍珠岩发泡聚氨酯板

软木

密度（・+45,67）

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果可靠，并达到住宅节能/#0的要求。

墙面栽植爬山虎也不失为一种简单有效的方法。据实测，攀有爬山虎的外墙面夏季可降温"1，并有利于吸尘和消音，又增加垂直提高湿度!#0，

绿化。!"#

屋面节能措施

上海从.#世纪2#年代起已有对屋面的保温隔热设计，但过去大都是平屋面，而且保温材料的应用及构造形式均比较落后，性能要求也较低。现在上海地区住宅建筑平屋面的泛水坡度3/0（以前为

，同时大力提倡采用坡屋面。坡屋面没有找坡.0）

层，其保温隔热层的设置更为重要。

屋面保温以高效保温材料为主，如聚苯板、岩棉板等。聚苯板在屋面有三种应用方法：置于结构层与找坡层之间；铺设在找坡层上面的封闭架空层内以及置于防水层上面（倒置保温）。而岩棉板或玻璃棉板则主要设置在封闭架空层内。

近年来，一种既有利于屋面保温隔热又有利于环境绿化的种植屋面、蓄水屋面在南方地区也开始悄然流行。

常用保温材料的性能比较

导热系数（・+*,6!・-6!）

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防火性能

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抗压强度+89:#=!/;#="##=#";#=.?#=#

表$

窗框材料钢、铝

窗户类型单层窗单框双玻窗

窗户的传热系数

空气层厚窗框窗洞面传热系数+度+,,

积比+0（*・,6.・-6!）.#;7#

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标准《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》中，都对户门和外窗的传热系数作了要求。门窗是住宅围

护中热保护的薄弱环节，所以对他们设计和选用是至关重要的。而外窗节能最需改善的就是窗框和玻璃的传热性能并提高气密性。

上海住宅在.#世纪2#年代普遍采用的是实腹钢窗，@#年代较多采用的是铝合金窗框，@#年代末开始推广塑料钢窗。根据国内外大量应用经验证实，双层玻璃塑料钢窗是较好的选择。因为9B’材料的导热系数为#)!

国外节能住宅的设计

英国的住宅建筑节能工作早在.#世纪"#年代

双层窗单层A单框

塑料（木）

双玻窗

单层窗单框双玻窗

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双层窗单层A单框双玻窗

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!"$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!7页）

工业建筑

.##7年第77卷第!#期

!#

计算模型除楼梯间隔墙外，围护结构其他部位的传热系数按节能标准要求选取，楼梯间隔墙采用习惯做法（!"#$$厚粘土实心砖，双侧各!#厚石灰砂浆抹面）和节能做法（!"#$$厚粘土空心砖，!#$$厚聚苯乙烯泡沫板，双侧各!#厚石灰砂浆抹面）两种情况，其耗热量指标!%、采暖耗煤量指标!&和造价情况见表!。

表!

楼梯间隔墙习惯做法节能做法

效益。"

结论和建议

由以上分析得到结论为：住宅建筑的围护结构进行整体性保温，住宅建筑的节能经济效应良好。为降低住宅的能耗，住宅围护结构的窗户、楼梯间隔墙、首层地面、户门及阳台门下部必须采取保温措施。对这几部分的做法提出建议：窗户的选取要,）

使其符合节能标准的要求。!）不采暖楼梯间隔墙必

楼梯间隔墙经济分析

楼梯间隔墙造价（元’・,##$)!）

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・・标准煤!%（’($)!）!&（’*+$)!）!,-.!!#-11

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须采取保温措施，使其传热系数符合节能标准的要求。同时，为了增加住宅的使用面积，其宜采用户门、!"#$$厚的墙体加设保温层的构造做法。0）阳台门下部不透明部分、不采暖地下室上部的地板必须采取保温措施，使其传热系数符合节能标准的要求。户门选取夹板木门时，还需内填聚苯乙烯或矿棉等保温材料。

参考文献

,!

;

李高

英，等-寒区住宅节能保温设计中应注意平衡-低温建筑技山-建筑保温措施节能效益的评价-暖通空调，（!）,9.1术，（"）：,991/,>/!

民用建筑热工规范

民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）

注：表中!&3!"・"・!%4#&・其中"3,105；,）#&3.6,"!,・!!，・表中造价依据《河北省建筑工程7,#0(8’*+；!）!,3#69#；!!3#6/.；预算定额》；《河北省建筑工程综合费用定额》。

根据目前市场的煤价$3#6!!元4*+，该计算模型

楼梯间隔墙采取保温措施后，,#年节能的金额为采取保温措施增加的投资为2,/.6"9元。.##2611元，

利用“优值”对其经济性分析。“优值”是能源经济学评价节能经济效益的一个指标，优值3保温措施,#年节能的金额4保温措施增加的投资!,。根据以上的分析计算，该计算模型的优值3,6,!:即楼梯间隔墙采取保温措施有良好的节能经济效,，

益。因此，我们要注重居住建筑围护结构整体性保温，楼梯间隔墙必须采取保温措施，提高其节能经济（上接第,#页）

目前，英国对住宅提出了新的标准，外墙传热系数要求为#601(’（$!・。在德国，节能住宅大致分为节能房、?）低能房、被动房和无能耗房四类。美国有获美国住宅营造商协会“住宅风格奖”的资源保护屋；丹麦@5ABCA有可再生住房；日本有太阳能“烟囱”住宅和蓄热壁住宅以及历百年风雨而盛名不衰的“马赛公寓”。#

住宅的可持续发展

［1］

中国建筑工业出版社，0杨善勤-民用建筑节能设计手册-北京：

进行绿化，适当增加间距，夏季通风，减低周围环境温度，屋面墙面用绿化的方法降低外表面温度；对住宅东、西向外窗进行遮阳处理，减少夏季太阳辐射进入室内等。自然通风是住宅最基本、最古老的设计命题，历来是建筑设计的法则之一，利用合适的自然通风改善住宅内的空气品质。

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)可持续住宅这样一条轨迹前行。

与国外相比，我国住宅单位建筑面积的能耗约为气候条件相近的发达国家的!倍左右。上海又是一座现代化国际大都市，自然资源缺乏，城市耗能逐年俱增，提高能源利用效率、降低住宅使用能耗、实施经济和社会的可持续发展，住宅节能势在必行。

参考文献

,!0"

李道增，王朝晖-迈向可持续建筑-建筑学报，（,!）!###宋德萱-生态住宅设计的节能新技术-时代建筑，（!）!##,朱

欢-德国的低能耗住宅-世界建筑，（"）!##,胡其高-建筑的可持续发展与对策-工业建筑，（,）!##!

挪威首相布伦特兰夫人（;DE%FDGA$,9.2年，

首次提出“可持续发展”这一概念。,990

年，“可持续建筑”这一理&8FDGAC?JKADI博士提出了

论。而在国外的文献中，建筑节能也由“

都告诉我们住宅也必须走可持续发展道路，节能住宅要发展成生态住宅。

我们在进行住宅设计时首先应尽量结合气候，采用自然通风、自然采光的方法，减少住宅对能源的依赖。如住宅的朝向宜朝南；在住宅周围利用地形

多层住宅围护结构整体性保温的节能效应研究———董海荣，等

,0

节能住宅的设计

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：

丁虹

上海医药工业设计院,上海,200120工业建筑

INDUSTRIAL CONSTRUCTION2003，33(10)2次

参考文献(4条)

1.李道增.王朝晖 迈向可持续建筑[期刊论文]-建筑学报 2000(12)2.宋德萱 生态住宅设计的节能新技术[期刊论文]-时代建筑 2001(02)3.朱欢 德国的低能耗住宅[期刊论文]-世界建筑 2001(04)4.胡其高 建筑的可持续发展与对策[期刊论文]-工业建筑 2002(01)

相似文献(10条)

1.期刊论文 韦延年 夏热冬冷地区节能住宅外围护结构保温指标的确定方法 -四川建筑科学研究2002,28(1)

我国南方地区的房屋外围护结构,由于没有明确的采暖要求,建筑设计时一般都不用进行冬季保温要求的热工计算.如何确定节能住宅外围护结构的保温性能指标,是目前这一地区住宅建筑节能设计中必须解决的问题.基于北方采暖地区节能住宅外围护结构保温指标确定的思路,结合夏热冬冷地区的气候特征,以成都地区为实例分析、计算,提出了运用于夏热冬冷地区节能住宅外围护结构保温指标的选择与确定方法.该方法确定的保温指标,既能保证住宅建筑的使用功能与室内热环境舒适度质量,也能满足建筑节能标准的要求,且合理、可行.

2.期刊论文 袁树仁.刘建新 节能住宅建筑技术的探讨 -煤炭工程2003,""(4)

节能住宅建筑设计是我国节能住宅建筑推广和应用的基础,冬季采暖地区住宅建筑的采暖能耗很大,住宅建筑设计采取了适用的技术,改进住宅的保温条件.随着住宅商品化的发展,住宅的环境质量要满足人们的生理和心理的需求.论文建议节能住宅的保温采用外保温的做法,以全面达到住宅建筑设计保温节能的作用.

3.期刊论文 王柏宇.邵骏.Wang Baiyu.Shao Jun 浅谈节能住宅外墙与外窗 -房材与应用2006,34(4)

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4.学位论文 张威 适宜寒冷地区小城镇节能住宅的围护结构优化设计研究 2006

当前，我国“城镇化”正处在快速发展的新时期，全国小城镇建设也正在全面展开，在其建设过程中出现了一系列的问题。

本论文作为“小城镇绿色住宅产业技术研究与开发”的重要内容，结合课题组在寒冷地区小城镇的实态调研资料，分析了该地区的调研资料，发现目前寒冷地区小城镇住宅围护结构普遍缺乏保温做法的现状。通过对寒冷地区住宅开展的冬季热工测试，指出该地区的住宅普遍存在能耗高、舒适性差的问题，进一步说明该地区的住宅围护结构应加强保温设计。

以住宅的采暖能耗为核心研究内容，统计和分析了目前寒冷地区小城镇住宅的能源消耗情况，并与民用建筑节能标准作对比研究，给出了目前寒冷地区小城镇住宅高能耗的数值统计结果。以调研资料和冬季热工测试的数据为依据，结合寒冷地区的气候、经济、建材等特点，对寒冷地区的小城镇住宅的围护结构进行优化设计，使优化设计后的住宅的能耗降低，舒适性提高。减少小城镇住宅的能源资源消耗，走可持续发展之路。

5.期刊论文 刘岩松.刘宇.Liu Yansong.Liu Yu 节能住宅建设中存在的问题及其对保温节能的影响 -墙材革新与建筑节能2002,""(5)

目前在节能住宅施工、节能产品选用上不同程度存在一些问题,对住宅围护结构的热工性能和正常使用影响较大,有些不但不节能还会导致室温不达标.这些问题严重影响了节能建筑的推广和在用户心中的形象.本文提出只有加强节能住宅施工的规范性,加强施工监理力度,提高施工技术人员节能意识,实行节能产品及节能住宅成品检验认定制度,打破地方保护政策,才能使节能住宅建设正常有序地发展.

6.期刊论文 戴盛欧 保温节能住宅的质量问题和应对策略 -黑龙江科技信息2008,""(7)

对节能住宅保温材料,施工工艺的质量问题进行了分析,为保证新建节能住宅和既有建筑节能改造的质量,提出了应对的策略.

7.期刊论文 李勇.李忠芬.鲁艳丽.LI Yong.LI Zhongfeng.LU Yanli 新型外墙外保温复合系统在节能住宅中的应用

-新型建筑材料2006,""(3)

介绍目前我国采用的几种主要外墙外保温和外墙内保温方法,着重论述新型复合保温墙体的试验情况,以及在秦皇岛市耀华住宅改造工程中的应用及取得的效果.

8.期刊论文 周福东 节能住宅的质量问题和应对策略 -城市建设2010,""(21)

引言:为了国家和民族的长远发展,住宅建筑的设计应注重节能设计.

建筑节能是一项系统工程,它涉及到建筑设计、建筑材料、建筑施工、采暖空调、物业管理、政策法规等诸多方面,必须紧密协作,把好质量关.但从当前节能住宅建设的情况看,保温材料和施工工艺存在不少质量问题,加之人们对节能重要性认识不足,政策法规相对滞后等诸多问题并存.本文就节能住宅的主要保温材料和施工工艺的质量问题和应对策略谈谈谈谈个人看法.

9.期刊论文 金立虎 自保温复合砌块在肇州新农村节能住宅上的应用 -建筑砌块与砌块建筑2009,""(5)

使用复合保温混凝土砌块建造低层农村住宅,实现外墙承重与保温一体化,达到65%节能指标.

10.期刊论文 李鹏.东宇.LI Peng.DONG Yu 节能住宅保温技术浅析 -建筑节能2007,35(5)

为贯彻落实国家节约能源、保护环境的政策,实现可持续发展,结合对沈阳市近年来节能住宅建设的调研,从节能构造、技术要点、热工性能应用中存在的问题与推广前景几个方面,对外墙保温节能构造体系在沈阳住宅建设中的工程应用进行分析与探讨.

引证文献(2条)

1.宋军.胡大柱 国内钢结构节能住宅现状以及发展趋势[期刊论文]-钢结构 2007(11)2.黄哲军.常建萍.郭成 寒区住宅建筑节能浅析[期刊论文]-黑龙江水专学报 2004(3)

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