农村住宅建筑围护结构节能设计研究

[收稿日期]2012-11-08[作者简介]周建勇，男（1966-），海门市建筑设计院有限公司，高级工程师，长期从事建筑设计及相关科学研究工作。

近年来，随着新农村建设的兴起，也随着城镇房地产业发展对土地的渴求，很多农村地区开始了“农村城镇化”建设，随之而来的就是传统用能方式的改变和农村能耗的大幅增长。

盲目套用城镇建设的发展模式、城镇建筑的节能方法是行不通的，必须根据不同区域、不同经济条件、不同文化背景，以及资源、土地、环境等特点来规划、发展相适应的农村用能系统，来实现新农村建设中的农村建筑节能。

建筑能耗主要包括建筑围护结构以及暖通、空调、照明用能源消耗，围护结构的耗热量要占建筑采暖热耗的1/3以上[1]，因此，要实现江苏地区50%甚至65%的节能目标，做好建筑围护结构的保温隔热，对建筑节能目标的实现具有重要意义。

基于此，本文从新农村住宅建筑建设的实际出发，探索新农村住宅建筑围护结构节能设计技术，为农村住宅建筑节能技术的发展与推广应用拓展思路。

围护结构由建筑的外墙、屋顶、外门窗等构件组成，这些构件将室内环境与建筑外部所处的大气分隔开，保护房间避免遭受室外的极端低温、高温和高速气流的影响，因此围护结构的保温性能对于房间的热舒适性有重要影响。

1外墙节能设计在建筑外围护结构中，建筑外墙的面积所占的比例最大，是冬季散失热量和夏季室内得热的主要渠道。

墙体保温隔热是一项系统工程，涉及保温、隔热材料及配套材料的选取、系统性能优化设计、施工保障等多个方面。

结合本工程实际，对某农村住宅外墙采取了如下设计方案（表1，表2；图1），经过计算，墙体热阻值满足相关规范标准要求[2]。

2门窗建筑外门窗是建筑物外围护结构的重要组成部分，除了具备基本的使用功能外，还必须具备采光、通风、防风雨、保温隔热、防火、隔声等功能。

但是，建筑外门窗又是整个建筑围护结构中保温隔热性能最薄弱的部分，是影响室内热环境质量和建筑能耗量的重要因素之一[3]，其能耗约占建筑外围护结构总能耗的40%-50%，是影响建筑节能和室内热工舒适度的重要因素。

建筑外门窗一方面是能耗大的构件（热量主要通过窗框、玻璃、窗框与窗页的缝隙散失），另一方而也是得热构件（太阳光通过玻璃射入室内而使室内温度升高）。

农村住宅建筑围护结构节能设计研究周建勇（海门市建筑设计院有限公司，江苏海门226100）[摘要]农村地区"城镇化"进程的不断加快，必然导致农村传统用能方式的改变和能耗的大幅增长，因此，新农村建设中农村住宅建筑的节能设计就显得尤为重要。

围护结构作为住宅建筑节能设计当中的重要部分，其保温隔热性能的好坏对于建筑整体节能效果有着举足轻重的影响。

通过工程实例，对围护结构（墙体、门窗、屋面等）进行了节能设计。

[关键词]新农村建设；住宅；围护结构；节能设计[中图分类号]TU241.4∶TU201.5[文献标识码]A [文章编号]1005-6270（2012）06-0104-03Study on Energy-saving Design of Building Envelope for Residential Buildings in Rural AreasZHOU Jian-yong(Haimen Architectural Design Institute Co.,Ltd,Haimen Jiangsu 226100China)Abstract ：The rapid development of "urbanization"in rural areas will lead to the changes of traditional energy use and the huge increase in energy consumption.So the energy-saving design methods are of great importance in the new countryside construction campaign.Building envelope is one of the most key parts in residential building design.Whether the building envelope is in good performance of thermal insulation or not has a significant effect on the whole building.Taking a project as example,the energy -saving design of building envelope such as walls,doors and windows,roofs have been elaborated.Key words ：new countryside construction;residential building;building envelope;energy-saving design窗户的能量损失方式主要有3种：传导、辐射和对流。

传导的主要途径是通过窗的框扇材料的热传递，玻璃的热传递（单玻窗）和中空玻璃间隔层材料的热传递；辐射则主要是通过窗玻璃进行；对流是由室内外温差造成的，其主要形式表现在中空玻璃中间气体层的流动以及窗的扇、框缝隙中气体的渗漏。

因此，外窗节能与否的关键是看透明部分也就是玻璃的热工性能如何，其次是窗框型材的类型（影响窗的传热系数和遮阳系数）和窗的制作质量（影响窗的气密性）。

因此在节能设计时，应根据不同建筑功能要求和气候条件，选择适当的门窗材料并在窗框与外墙等热桥连接部图1墙体外保温表1涂料外墙热阻计算材料名称导热系数/λ热惰性指标/D蓄热系数/S修正系数/α热阻/R(1)外表面换热阻0.040(2)8厚防裂抗渗砂浆(内设耐碱玻纤网)0.870.1617.50.009(3)北墙用20厚聚苯挤塑保温板南东西墙用15厚聚苯挤塑保温板0.030.5510.95 1.150.5800.030.4130.95 1.150.435(4)240厚烧结砖0.63 3.4489.050.381(5)20厚1:3石灰膏砂浆打底纸筋石灰面0.700.30710.750.029(6)内表面换热阻0.110总值北墙 4.466 1.149南.东.西墙 4.328 1.004保温标准值北墙≥4≥0.96南.东.西墙≥4≥0.80注：墙体冷桥传热阻最小为0.761（m 2·K ）/W>0.52（m 2·K ）/W 材料名称导热系数/λ修正系数/α热阻/m 2·K/W(1)外表面换热阻0.040(2)8厚防裂抗渗砂浆(内设耐碱玻纤网)0.870.009(3)南.东.西墙用15厚聚苯挤塑保温板0.03 1.150.435(4)240混凝土1.740.138(5)20厚1:3石灰膏砂浆打底纸筋石灰面0.700.029(6)内表面换热阻0.110热阻总值0.761规定标准值≥0.52表2冷桥热阻计算注：根据计算得出外墙主体总面积与冷桥总面积所占的百分比分别为10%和90%,加权平均外墙传热阻R 总=90%R1+10%R2=1.11（m 2·K ）/W>0.96（m 2·K ）/W>(北墙)朝向外窗平均传热系数窗墙面积比传热系数限值结论南 2.50.28≦3.0满足“江苏省居住建筑热环境和节能设计标准”（DGJ32/J 71-2008）东 2.50.08≦3.0西 2.50.08≦3.0北2.50.25≦2.6表3窗墙面积比及传热阻计算注：东西向遮阳系数0.60，满足≦0.60的遮阳系数限值;南向遮阳系数0.60，满足≦0.60的遮阳系数限值。

位填充玻璃棉等绝热材料，外侧用密封胶对缝隙进行密封，而且还要保证施工质量。

3窗墙面积比及传热阻计算窗墙面积比=窗户洞口面积总和Ac/墙体总面积Aq 。

窗户采用塑料单框双层玻璃，窗玻璃选用4+12+4中空玻璃，空气层厚度12mm ，则本工程项目建筑窗墙面积比及外窗传热系数计算见表3，满足相应规范标准要求。

4楼（地）面、屋面设计在寒冷的冬季，采暖房间地面下土壤的温度一般都低于室内温度，从而造成较大的热损失；同样，由于采暖（制冷）房间与非采暖（制冷）房间存在温差，必然造成通过楼板导热而产生较大的采暖（制冷）能耗，因此，楼（地）面的保温隔热设计同样不能忽视。

屋面是建筑物上部与外界直接接触的重点部位，其保温隔热对建筑节能具有重要意义。

江苏省屋面建筑节能技术主要有：结合进行屋面防水处理的XPS 倒置屋面保温隔热技术、PU 屋面防水保温隔热技术、干铺加气混凝土块屋面保温隔热技术等。

由于这些技术产品比较适合屋面部位的受力状态，技术相对成熟，应用后的保温隔热效果较好。

目前保温隔热屋面的其他形式如种植屋面、蓄水屋面等也大量出现并在局部得到应用[4]。

结合本工程实际，对某农村住宅楼面、屋面分别采取了如下设计方案（表4，表5；图2，图3），经计算，均满足相应规范标准要求。

5结语建筑围护结构保温隔热是降低冬季采暖、夏季制冷能耗的重要途径。

由于农村居民的生活模式、地区资源条件等与城镇有着巨大的差异，所以在新农村建设当中，农村住宅建筑围护结构保温不应简单照搬城镇做法，而应体现农村特色，注重就地取材、因地制宜。

在我国农村经济发展、人民生活水平及对建筑环境品质要求不断提高的前提下，作为建筑设计者，如何从可持续发展的角度出发，在农村住宅建筑设计、施工过程中深入开展节能推广工作，不断提高建筑围护结构的保温隔热性能，提高室内环境质量，降低建筑使用能源损耗，是我们应该思考的重要课题，只有这样，才能真正使农村建筑业进入可持续发展的良性轨道。

参考文献[1]季翔，张宝军，等.苏北地区农村建筑能耗分析与节能技术研究[J].徐州建筑职业技术学院学报，2007（4）：37-37.[2]DGJ32/J 71-2008江苏省居住建筑热环境和节能设计标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2008.[3]王瑞.建筑节能设计[M ].湖北：华中科技大学出版社，2010,9：100-101.[4]周岚，江里程，等.江苏省建筑节能适宜技术专业指南[M ].南京：江苏人民出版社，2009，10：108-108.图2楼面保温设计图3屋面保温设计材料名称λ(W /m ·K)热阻(m 2·K/W)(1)20厚1:2干硬性水泥砂浆,贴地砖0.930.022(2)素水泥浆结合层一道0.006(3)20mm 厚聚苯挤塑保温板0.030.667(4)110mm 厚现浇钢筋混凝土板 1.740.063(5)20mm 厚1:3水泥砂浆0.930.022热阻总值0.78规定标准值≥0.67表4楼板热阻计算屋面材料名称热阻/R外表面换热阻0.040(1)18mm 厚水泥彩瓦挂瓦条0.019(2)35mm 厚挤塑保温板（系数1.2）1.167(3)防水卷材0.059(4)20mm 厚1：2.5水泥砂浆找平0.017(5)120mm 厚现浇钢筋混凝土斜屋面板0.065(6)12mm 厚混合砂浆打底0.014内表面换热阻0.110热阻总值 1.491规定标准值1.42表5坡屋面热阻计算。