住宅建筑节能管理的研究

　摘要

人们日常生活的方方面面皆离不开建筑，而人民消费水平以及生活水准得到大幅提升的今天，对于建筑行业提出的要求也越来越高，住宅建筑仅满足人们的居住需求远远不够，还需要满足人们在居住方面的舒适性，这也使得建筑行业所产生的能源损耗逐渐增多。但是，我国当前面临能源紧缺的严峻问题，而建筑行业所消耗的能源占据大多部分，因此节能建筑的发展刻不容缓。我国当前必须加快发展节能建筑，减少建筑行业所产生的能源损耗，从而实现建筑行业的可持续发展。本文通过对节能建筑的相关概念以及研究现状开展分析调查，结合城市住宅建筑的具体情况，对城市住宅建筑开展节能设计，以期减少城市住宅建筑过程中所产生的能源消耗，实现可持续发展。

　关键词：节能建筑；城市住宅；节能设计

前言

当今时代生产力解放，科学技术得到大幅发展，人们的日常需求已经不仅仅是解决温饱问题，而是逐渐追求居住的舒适性。但是若想提升住宅建筑的舒适性，需要耗费大量资源，在地球资源有限的今天，人们不得不面对这一残酷现实，绿色节能建筑也逐渐走入人们的视野。我国多年来坚持可持续发展战略，重视资源环境保护问题，因此对于建筑的节能设计也较为重视。为了帮助我国更好地实现可持续发展战略，我们理应不断研究分析建筑的节能设计问题，从而减少我国建筑行业对于能源产生的损耗，保护我国资源环境。通过研究分析国内外当前对于节能建筑的发展情况，发现目前在我国开展住宅建筑节能设计迫在眉睫。我国经济当前处于飞速增长阶段，人民对于城市住宅的需求也得到大量提升，为了确保自身所居住环境更加优质环保，人们也更加重视城市住宅建筑的节能设计。但我国在发展经济的过程当中耗费大量资源以及能源，使我国的能源环境遭受威胁，因此，城市住宅建筑的节能设计急需破题，本文希望通过对城市住宅建筑的节能设计开展研究，使得城市住宅建筑的环保性能得到增强。

第1章节能建筑相关概念

　　1.1节能建筑

节能建筑是一种低能耗建筑，其在设计时主要以节能和气候条件为基本依据，是指通过分析建筑的朝向和间距以及风向和太阳辐射等多项因素，所规划出的建筑。节能建筑当中的绿地面积需大于35%，在对建筑开展规划时，需要确保建筑平面布局对建筑通风有利。节能建筑之间的间距需要确保每一位住户的满窗日照，在大寒日大于等于两个小时。而通俗来讲，节能建筑即可以节能降耗且冬暖夏凉的建筑物。

　1.2建筑节能

建筑节能主要是指在开展房屋建筑，和出产建筑材料以及建筑物开工和应用之过程当中，不仅可以实现最终的住宅建筑目标，同时可以满足降能减耗的需求。提出建筑节能理念是为了将建筑产生的能量损耗降低，将建筑过程中的能源使用效率提升，在确保住宅建筑提升自身舒适度的基础之上，对资源开展合理应用，更加高效地使用资源。

1.3建筑能耗的构成及其特征

建筑能耗主要包含两个部分，分别是建筑制造过程中产生的能耗和建筑使用过程中产生的能耗。建筑制造过程中产生的能耗包括建筑材料、建筑施工产生的能耗等，建筑使用过程中产生的能耗包括建筑在取暖和照明以及通风等过程中产生的能耗，其中空调能耗以及取暖能耗为建筑使用能耗中的重要部分，因此城市住宅建筑节能设计的重点内容应当是采暖设计环节和降温设计环节。城市住宅建筑采暖的主要目标则是确保建筑室内保持合适的温度，满足居民的日常生活需求。采暖是指通过对室内不间断的提供热量，从而对室内所流失的热耗进行弥补，使得住宅建筑室内环境更加舒适，满足居民对于住宅温度方面的需求。而人们对于生活质量的更高追求，使得人们对于室内居住环境的要求也逐渐提升，几乎每家每户都会安装空调这一家用电器。在节能建筑当中，如果空调设备的运行状态不同，那么对于住宅建筑围护结构的热工性能所提出的要求也会有所不同，如果在住宅建筑节能设计中并未考虑这些因素，则会增加建筑的冷热耗。但是，这里所指的冷热耗量并非住宅建筑因使用空调产生的能耗，而是采暖空调体系在对住宅建筑提供冷热量时，所最终损耗的能量。若想使得采暖空调系统的能耗降低，首先需要将采暖空调系统的能效比提升，其次需要在开展建筑设计时，对综合节能措施开展应用，从而使得城市住宅建筑的冷热耗量得到降低。

　1.4节能建筑设计存在的问题

当前，我国针对城市住宅建筑的节能设计并不全面，缺乏综合考虑。大多设计人员在对城市住宅建筑开展节能设计时，仅考虑其节能环节，但是并未将门窗设计、屋顶设计等环节考虑在内，导致住宅建筑在屋面以及外墙建筑方面未能开展节能设计，从而使得整体住宅建筑能耗较大。一些开发人员虽然了解节能建筑的重要作用，但是在实际建设城市住宅时，并未将节能理念落到实处。在开展住宅建筑施工时，并未全面把控施工资金，导致在城市住宅建筑施工过程中浪费大量建筑资源，建筑成本超出预期，那么一些施工单位为保建筑可以正常施工，可能会改变原有的节能设计，无法全面落实节能方案。对于节能建筑而言，验收环节至关重要，验收环节可以对城市住宅是否满足节能要求作出评判，但是我国当前在节能建筑检验方法以及检验标准方面，仍需进一步完善加强，从而确保城市住宅建筑的节能效果，避免影响住宅的后续使用。

　第2章城市住宅建筑节能设计

　　2.1城市住宅建筑规划的节能设计

在建筑节能设计过程当中，建筑规划设计发挥重要作用，因此城市住宅建筑在开展节能设计时，需要综合考虑建筑周边的气候环境和地形地貌以及水文环境等因素。首先在城市住宅建筑选址方面：在对城市住宅建筑开展节能设计的过程当中，需要重点考虑其气候环境，气候分区不同，则需要使用不同的节能设计方式，所以需要对建筑区域的空气湿度以及太阳辐射照度等开展综合考虑，通过使用节能措施可以使城市住宅建筑区域的室内热环境得到改善，从而进一步减少城市住宅建筑所产生的能源损耗。在对城市住宅建筑开展选址时，需要对其在居住方面的舒适度开展综合考虑，需要具有良好环境、交通便利且噪音干扰相对较小等特点。城市当中的重要组成部分则为居住区域，其具有一定规模，且适合人们在此开展居住生活，同时可以为居民提供生活服务设施以及活动空间，满足居民的日常生活需求。因此城市在对居住区域开展规划时，需要确保该区域可以满足人们居住的各种需求，包括精神需求以及生活方面的需求，从而为城市居民营造良好地生活环境。其次，城市住宅建筑布局方面：建筑布局在开展城市住宅建筑节能设计过程中的作用不容小觑，住宅建筑的整体高度以及建筑密度等诸多因素，皆会对建筑的通风效果以及采光效果产生影响，而在住宅建筑当中的绿化环境以及植被设置等，也会在住宅建筑区域当中形成微气候环境，对建筑区域的温度等内容产生影响。建筑布局通常而言是指建筑之间的位置关系，其呈现方式大多为混合式和行列式以及自由式这三种。混合式结构结合了行列式以及自由式，其主体采用行列式结构，具有较强的适应性，同时可以与类型不同和层次不同的建筑进行结合，从而使得住宅组群的空间结构呈现多样化。采用行列式结构所开展的建筑设计，具有确定的建筑间距以及朝向，且建筑之间成排部署，使用这种结构开展建筑设计，可以使得住宅建筑采光良好且通风良好，利于开展施工工作，道路规整也较为便利，因此大多城市住宅建筑皆采用行列式结构开展设计。自由式结构是指根据建筑区域的地形地貌开展建筑设计，通过综合考虑建筑区域的通风条件以及采光条件等因素，更加灵活地对建筑开展布置设计，因此采用自由式结构所开展的建筑设计在空间上更加自由灵活。

而在城市住宅建筑朝向方面，则是指建筑立面朝向什么方向，这一因素会对住宅建筑的节能效果产生直接影响。之所以需要对城市住宅建筑的朝向做出选择，是因为城市住宅建筑需要在冬季吸收更多地光照，而且住宅建筑内部需要在冬日躲避风雨，夏季则要起到消减太阳能辐射得热的作用。日照以及通风这两个因素是城市住宅建筑所需考虑的主要朝向因素，住宅建筑越偏向西方或者偏向东方，那么住宅建筑的日照效果则会越差。而在考虑城市住宅建筑的通风效果时，则需要结合风向入射角以及主导风向开展分析，综合考虑通风因素和日照因素，确定城市住宅建筑的最终朝向。与此同时，道路景观和地形等因素也会对住宅建筑的朝向选择产生一定影响，通常而言，在城市当中会有一个住宅建筑朝向的参考选择，为城市住宅建筑确定自身的朝向提供帮助。最后，建筑体型系数也会在一定程度之上，影响城市住宅建筑的节能设计。因为体型越大的建筑，则会具有越大的外表面积，这样住宅建筑就会散发较多热量，从而对建筑物的节能效果产生影响。

　2.2门窗节能设计

在城市住宅建筑围护设计过程中，门窗发挥最为重要之作用，因为门窗设计环节是城市住宅建筑节能设计过程中的主要环节，对门窗建筑材料开展合理利用，有利于切实推进绿色建筑的发展进步。主要从两个层面分析门窗是否具有节能效果，首先门窗是否使用中空玻璃作为玻璃材料，其次是门窗的外边框质料构成是否具有保温作用以及隔热作用。窗墙比这一指标极易在建筑节能规划当中应用。窗户是住宅建筑中不可缺少的一项内容，而且窗户不仅需要满足通风要求，还需要满足采光要求，同时窗户也是住宅建筑当中，产生最大热损耗的环节，因此如果想要将城市住宅建筑的能耗降到最低，就需要将住宅建筑当中窗户所占整体面积降到最低。但是，在开展城市住宅建筑节能设计时，不能以减少窗户面积为目的而减少窗户面积，要做到窗户面积减少的同时满足城市住宅建筑的功能需求。

　2.3墙体节能设计

墙体主要以保温层所放位置为依据，将其分为三种类型，分别是墙体自保温、墙体外保温以及墙体内保温。其中，墙体自保温技术以外墙外保温技术为基础，是一项建筑围护结构保温隔热技术。因为使用外墙外保温技术开展住宅建筑，可能会因为施工材料等原因而导致墙体出现脱落或者裂开的现象，因此墙体自保温技术应运而生。墙体自保温技术的一个显著特征则为，其维护墙体结构所使用的建筑材料具有保温隔热性能，同时不会出现开裂或者脱落的问题，因此使用墙体自保温技术开展住宅建筑墙体设计具有较好地节能效果，同时其具有良好地防火能力，耐火时长大于两个小时，附着力也较强，在开展城市住宅建筑施工的过程当中，使用墙体自保温技术也较为便利，使用该项技术开展建筑墙体设计，无需对墙体进行养护，成本也相对较低。墙体外保温技术主要针对住宅建筑墙体的外表，通过在墙体外表设置保温层来对墙体保温，将其对室内产生的影响降低，而且还会对住宅建筑墙体产生保护作用，避免墙体因为温度而产生变形，当前我国较为提倡采用墙体外保温技术。因为使用墙体外保温技术，需要将保温材料放置于住宅建筑外墙的外侧，因此几乎可以阻断住宅建筑内部的冷热桥影响。使用该项技术，可以使保温材料厚度更小，从而使得城市住宅建筑的节能效果更佳。墙体外保温技术的使用范围相对较为广泛，不仅可以满足北方建筑在冬日的采暖需求，同时也可以满足南方建筑在夏日的隔热需求，节能建筑改造或新建皆可以使用这一技术。墙体内保温技术相对较为传统，因为其采用外墙内保温系统，使用方式较为简便，具有较低地建筑成本，但是在处置热桥时易于出现问题，虽然在国外建筑行业当中的应用较为广泛，但是我国当前正在不断减少对该项技术的应用。但是墙体内保温技术在我国具有夏热冬冷或夏热冬热特征的地区，仍然具有一些发展空间。墙体内保温技术主要通过与外保温开展比较来进行应用，因为大多在住宅建筑室内使用，不像建筑外墙外侧具有较为严格的技术要求，且在建筑成本方面造价相对较低，升温或降温速度相对较快，因此在一些间断性采暖建筑当中较为适合使用墙体内保温技术。墙体内保温技术主要通过在外墙外侧涂抹保温砂浆，或者在住宅建筑外墙外侧安装板材，来实现墙体保温。

2.4屋顶节能设计

主要可以将屋面节能设计分为两种，即隔热和保温，位于南方夏天较为炎热的地区，主要为隔热，而位于北方较为寒冷的地区主要为保温，因此本文主要分析几种保温隔热屋面。首先，架空隔热式屋面。架空隔热式屋面在设计时需要使用烧土黏土或者是混凝土，在屋面防水层上方覆盖，但是需要与屋面防水层之间设置一定间隔，从而使得空气可以通过流动而实现散热的目的，实现屋面隔热效果。我国夏热冬冷的地区，通常会广泛使用架空通风屋顶，特别是在夏季多雨湿热的地区，可以充分凸显架空通风屋顶的优势。通风屋顶是指在屋顶上方设置透风间层，从而对阳光形成遮掩，例如可以通过设置透气的空气间层遮阳板，对太阳辐射热产生阻挡，避免住宅建筑的围护结构遭受太阳辐射热。同时可以使用自然通风等热压和风压的方式，将所吸收的太阳辐射热向大气当中转移，其转移的热量会随着风速的大小而增减，从而使得屋盖的隔热能力得到增强，将室外热作用对住宅建筑产生的影响降低。通风间层屋顶具有诸多优势，例如其材料层相对较少，且使用较少建筑材料，同时易于对其开展维修，具有防雨防漏功能等等。但是通风间层屋顶的最主要优势则为构造相对简单，与实体材料隔热屋顶相较而言，降温效果更佳。即使使用瓦面建筑屋顶，也要加砌架空瓦，这样不仅可以在白天隔热，在夜晚也可以实现散热的目的。

其次，种植屋面。种植屋面主要是指将锯末等疏松质料铺设至住宅建筑的屋面防水层当中，并在其中栽设一些植物，从而产生隔热作用。人们通常将种植屋面理解为空中花园，但是其并不仅仅包括屋顶的花园或者屋顶的庭院，同时包含一些其他形式，主要是指人们在住宅建筑的天台或者露台等区域的屋顶开展种植，从而形成绿化。种植屋面可以更好地利用土地资源，并且使得城市住宅建筑环境得到改善。当今时代城市化建设不断发展，城市基础设施建设与城市绿化建设之间的矛盾不断加大，因此需要采用种植屋面这一特殊绿化形式，对城市当中的这种矛盾作出平衡，提高城市土地利用效率的同时绿化城市住宅环境。种植屋面可以将园林绿化用地与住宅建筑之间的问题消除，通过种植植物可以使得空气当中的二氧化碳达到均衡，同时可以吸附空气中的有害气体，对空气产生净化作用。种植屋面同时可以为人们提供休息场所，因为种植屋面远离城市噪音，还可以避免遭受阳光的照射热，因此适合人们在此休息。最后，种植屋面可以对人们在建筑空间方面的使用需求产生满足。城市当中的住宅建筑大多使用钢筋混凝土建设，而种植屋面不仅可以改善顶层住户的居住环境，而且可以对住宅建筑的防水层以及建筑屋顶构造产生保护作用，更好地满足城市居民的住宅需求。

再次，蓄水屋面。蓄水屋面具有较多优势，可以保护城市住宅建筑的防水层，并发挥隔热以及保温作用，使城市住宅建筑所应用的防水材料寿命得到延长。在城市住宅建筑节能设计当中，使用蓄水屋面，可以对住宅建筑的空气进行净化，同时对其建筑环境小气候做出改善。因为我国太阳辐射在夏热冬暖地区较强，进入住宅建筑室内的热量会因为日照时间较长，而更多地进入住宅建筑墙体当中。如果住宅建筑不具备良好隔热性能，无法对热量防水阻挡作用，那么在住宅建筑当中居住的居民则会感到炙热，而人们为了降低建筑室内的热度，则会使用空调，那么城市住宅建筑因此产生的能耗则会增多。因此应当采用合适措施解决屋面的隔热问题。通过使用蓄水屋面则可以实现防热节能目标。蓄水屋面主要利用水的比热容，通过在住宅建筑屋顶当中积蓄一定厚度的水层，以此进行隔热，这样不仅具有较高的节能效率，同时可以在较短时间之内降低建筑室内温度，使得住宅建筑的高峰热负荷得到降低。蓄水屋面可以利用天然雨水，实现屋顶蓄水以及防热节能，不仅可以节约水资源，同时可以节约城市住宅建筑能耗。

最后，太阳能屋面。太阳能作为一种可再生能源，同时具有绿色环保功能，且源源不断。在城市住宅建筑当中，太阳能屋顶直接接触阳光，我国为了加快实现节能减排目标，加强城乡建筑行业对于太阳能的应用，逐渐开始推行太阳能屋顶计划。太阳能的主要呈现方式为光热以及电热，通过使用能热技术，将其转化为热能，从而对其开展合理利用。日常生活当中随时随地可见太阳能，且开发太阳能并不需要经过复杂的程序，同时也不需要对其进行开采或者运输，相对较为清洁，而且太阳能是无穷无尽的。但是太阳能会受一些自然条件的影响，例如雨雪天气等不确定因素，但总体来看其优势较为明显。如果在太阳能屋顶开发过程中应用太阳能，虽然具有较高造价，但是会大大提升城市住宅建筑的节能效率，减少住宅建筑对于能源所产生的损耗。而且可以对太阳能自身的特点开展应用，使用太阳能进行发电，为住宅建筑居民提供便利，这样不仅可以减少城市住宅建筑对于能源的消耗，同时可以解决居民日常用电问题，因此太阳能屋顶具有广阔的发展空间。

　结论

当今时代，节能理念已经在建筑行业中得到广泛重视，本文通过分析国内外对于节能建筑的研究现状，分析节能建筑的相关概念以及理念，总结我国在节能建筑方面所存在的问题，分析如何在我国城市住宅建筑过程中，实现节能设计。通过在城市住宅建筑规划设计环节分析建筑选址以及建筑布局，在门窗设计环节、墙体设计环节以及屋顶设计环节等采用节能技术，对城市住宅建筑的节能效果开展综合考虑，以期提升城市住宅建筑的整体节能效果，减少住宅建筑过程中对于能源所产生的损耗，推动我国建筑行业实现可持续健康发展。

　致谢

值此论文完成之际，我要对我的指导教师由衷地表示感谢，在我论文撰写期间，导师给予我悉心指导，其严谨的求学态度以及丰富的学识，深深地感染了我，使我收获颇多。同时，我要感谢我的父母朋友，是他们在我面对困难时不断鼓励我，帮助我跨过难关，使我迎来更好地今天。再次，我要感谢我的导员以及任教教师，他们在生活中给我关心，在学业上给我指引，使我的大学生活更加丰富。最后，我要感谢各位参与答辩的老师，感谢你们在百忙之中抽出时间参与我的论文答辩，感谢各位老师的批评与指正。

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