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摘要：本文阐述了住宅建筑节能技术的应用，从改善住宅建筑的室内热环境、提高住宅的保温隔热性能、提高能源利用效率、降低空调采暖和降温期间的建筑使用能耗，从而降低居民的用电量，改善城市的生态环境的方面进行了分析。
关键词：住宅建筑；节能技术；保温材料；节能设备
Abstract：This paper expounds the application of energy saving technology for residential building, from improving the residential building indoor thermal environment, improve residential insulation performance, improve energy efficiency, reduce air conditioning and heating and cooling during the period of building energy consumption, thereby reducing the electricity consumption of residents, improve the urban ecological environment are analyzed.
Key words：Residential building；Energy saving technology；Thermal insulation material；Energy saving equipment
中图分类号：S210.4 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
前言
建筑节能检测主要检测建筑的墙体、屋顶、外墙、楼梯间墙、分户门、阳台门板、门窗等部位的传热系数，检测周期为四天，正式检测从建筑的供热效果稳定后开始，以四天检测数据的平均值作为最终的检测结果。这种检测方法比较科学，经过节能检测合格的住宅项目就是符合建筑节能要求的节能住宅。
以上所指的节能住宅主要是指通过保温技术来节能的住宅。常规的保温技术是指住宅围护结构节能技术，是通过采用墙体保温（外保温、内保温、自保温、夹芯保温等技术）、门窗节能（中空玻璃窗等）、屋面节能等措施减少住宅的使用能耗。
2、 高效保温材料的应用
（1）高效保温材料在节能建筑中的可应用范围很广，包括墙体的外保温、夹芯保温和内保温，坡屋面的中间保温以及平屋面的倒置保温和正置保温等。其中，發泡聚苯板或矿棉板用于外墙外保温仅需３０ｍｍ厚，即可获得比节能指标优越得多的保温隔热性能，特别是有利于解决空心小砌块外墙“热（冷）、裂、渗”的老大难问题。聚苯板或玻璃棉板用于坡屋面保温，与常用的珍珠岩保温制品相比，屋面厚度可减薄，造价降低；而挤塑型聚苯板用于平屋面倒置保温，可改变屋面需要设置排气道排气孔的繁琐做法，简化屋面构造，并且保护防水层，减少屋面渗漏。
（2） 保温材料在屋顶上的应用国外民用建筑屋顶一般采用尖顶的较多，在尖顶的阁楼空间紧接屋顶的下面都装有供空心流通的通道，既能解决空气的流通，又可起到一定的保温隔热作用。同时在天花板的上面，一般都要铺设玻璃棉或矿物棉毡、垫，或在空间直接吹入松散的保温棉，有的直接吊装由玻璃棉或岩棉等保温材料和装饰贴面复合而成的天花板。
（3）防空气渗透是保温的重点在建筑物中空气的渗透是影响节能效果的一个重要因素，在建筑物内产生的水蒸气会造成建筑结构、墙体屋顶的渗透，聚集式结露会造成保温材料功能的下降，从而降低保温节能的效果。
国外在建筑结构的设计中都很重视解决阻断水蒸气向墙体和屋顶的渗透，采用的一般办法有：
（1）在玻璃棉或岩棉板材的一面复合一层塑料薄膜或金属薄膜使该层薄膜朝向在取暖季节里温度较高的一面。
（2）用塑料薄膜直接铺设在已放置好的保温材料上，其朝向也是朝向温度较高的一面。此外，为了防止空气渗透，还要在墙体与屋顶结合处、墙与地板结合处、地基与地板结合处采取特殊的施工设计和工艺处理。对于管道和电线周围的缝隙和孔洞，必须采用各种密封材料进行处理。保温材料在地面中的应用国外大部分建筑都有地下室和地下空间，居住和活动空间的地板并不是直接暴露在外界环境中，这就为生活空间的保温创造了有利条件。但是如果地下室和地下空间不是采暖空间时，尤其是在冬季，仍会有相当多的热量通过一楼的地板传出。因此，在建筑物的一楼地板下面，仍然需要真充高密度的保温材料。同时，在地下室的混凝土地坪和地基与土壤之间铺设一定厚度的刚性和半刚性保温材料。
（3）对围护结构的保温主要是通过切断热桥来实现的，如外墙面、屋面、楼地面、分户墙面（包括与公用部位的分户墙面）以及与门窗的结合面。现在屋面绿化成了一种新兴的屋面保温方案。
（4）决定门窗保温性能的是玻璃、窗框型材、密封材料和五金件。双层、中空玻璃因保温隔热性能良好，已被广泛使用，国内的相关产品也基本可符合节能要求；型材方面，因塑料在保温性上是铝合金的1000多倍，塑钢窗用得越来越多，但一般塑钢窗价格是每平方米300元左右，好的进口型材每平方米则要1000多元，质量、档次拉得很大；密封材料是最关键的，一般材料6000～7000元一吨，好的则超过2万元，而不合格密封材料三五年就老化收缩、四处透风，住户更换起来非常麻烦，好材料却能用至少20年！五金件成本较高，产品档次、保温效果也相差很大。
目前新技术的有断桥铝合金节能窗，配以低辐射率中空玻璃，内充惰性气体氯气，外窗的平均传热系数为2.0，并在国内高层住宅首次应用了铝合金外遮阳卷帘，这种遮阳方式比遮阳板、室内百叶窗效率要高得多。窗户是节能的关键和难点，需具有采光、实现、通风、气密性、水密性、隔音性、保温性等功能，该系统全面解决了这些问题。
3、设备节能
（1）与结构节能相对应的另一半就是设备节能。国外流行的“智能型房屋呼吸系统”包括“自平衡单户式空气置换系统”、自然送风系统、室外空气预处理新风系统、热量回收系统、住宅新风系统。国内采用比较多的是“空气置换系统”，北京锋尚采用的恒温恒湿的“置换式新风系统”是一个比较成功的案例。目前国内的主要节能手段还是采用节能型的中央空调系统，如“集中供暖，分户制冷”的中央空调系统、“蓄能中央空调系统”及变频技术。同样中央吸尘系统、防火门电磁阀控制系统、户内消防软管系统在国内也很少看到。
（2）其他一些有效又简单的节能技术有：采用节电稳压器、节电器和节电系统（路灯节电系统）；采用箱式变电站，减少线损；采用声光开关、节能灯具和稀土材料等高科技手段。
（3） 设计上应力推“集成建模”系统。中国863计划的最新成果是以集成建模为核心的建筑节能技术，其全称为“建筑物能量系统的多层次集成建模”，将是未来解决妨碍住宅产业可持续发展问题的一个有效措施。据有关权威专家介绍，常规的建筑节能将系统划分成两个独立的领域：一是建筑设计中的被动节能，这部分主要由建筑师通过建筑结构设计来完成；二是建筑设备中的主动节能，这部分主要由设备工程师通过设计水、暖、电系统来完成。传统的设计模式将这两部分串联安排，设计完成之后一般不因能耗问题而做修改。集成建模则强调在建筑物寿命周期中实现并进行设计。建筑师在初步设计阶段完成的报建图在设计完成之后，仍需设备工程师作能耗费用分析，在确定能量转化系统优化方案之后再对围护结构重新优化，通过子系统协调优化来完成系统全局优化。
4、节水措施
（1）节能住宅另一项必须节约的是“水”，我国是一个水资源极其匮乏的国家，因此节水势在必行。居民小区合理配置水资源，实行分质、分类多种水源供水，实现优质优用目标。即生活饮用要用超净水（饮用水）代替桶装水;生活杂用和小区绿化要用中水代替自来水；配置节水装置和节水型器具，减少取用新水（自来水等）量；逐步实行定额用水。
（2）管道分质供水具有三大优点：改善居民饮用水水质；降低饮用水成本；避免造水引起的干扰和其它问题。在成本方面，以建筑面积为5万m2小区为例，系统投资约10~12元／m2；在投入使用后，日常营运管理由供水单位负责，居民日常用水费用约0.3元／L，它只相当于一般桶装水费用的40%。由于管道分质供水涉及到居民身体健康，因此分质供水工程必须由具有资质的供水单位实施。
（3）生活杂用和小区绿化要用中水代替自来水把生活污水，就是将盥洗水、洗衣水、厨房水和卫生间冲洗水收集起来，可能占到50%，然后用于小区内的绿地养护、道路喷洒、洗车、水景补充等方面，都是使用处理过的中水。尤其值得一提的是国内最先进的膜生物反应器，采用中空纤维膜，使中水的水质得到保证，并可用于厕所冲洗，可节约用户用于厕所冲洗的水费。再一个就是雨水收集，把净流水通过草坪最大限度地渗透到地面，减少小区的维护费用。新建小区可以考虑把收集雨水作为中水加以利用，比如用来冲洗地下车库、小区绿化等。
（4） 配置节水装置和节水型器具，减少取用新水（自来水等）量。调查表明，目前我市居民家庭用水量的30%用于便器的冲洗。据测试，一个便器水箱滴漏每月漏失水量为2.6立方米；线漏为12立方米；大漏仅一天的漏水量就达16立方米。除便器水箱漏水外，一次冲洗便器的水量过大以及不能按大小便分挡冲洗，也是造成浪费用水的原因。
(5)通過应用节水型水箱配件，解决马桶漏水的问题，还可以解决水量过大造成浪费的问题。以每次冲洗水量为11升的坐便器为例，通过更换配件，绝大多数可将每次最大冲洗水量降为9升，还可以实现分挡冲洗，即冲洗一次大便可节水2升，冲洗一次小便可节水6.5升。一个三口之家，每户每年可节水20多立方米。为了解决便器水箱漏水和用水不合理的问题，应采用6升节水型马桶。
同时可以采用真空节水技术。为了保证卫生洁具及下水道的冲洗效果，可将真空技术运用于排水工程，用空气代替大部分水，依靠真空负压产生的高速气水混合物，快速将洁具内的污水、污物冲吸干净，达到节约用水、排走污浊空气的效果。一套完整的真空排水系统包括：带真空阀和特制吸水装置的洁具、密封管道、真空收集容器、真空泵、控制设备及管道等。真空泵在排水管道内产生40·50KPa的负压，将污水抽吸到收集容器内，再由污水泵将收集的污水排到市政下水道。在各类建筑中采用真空技术，平均节水超过40％。
5、可持续生态能源
(1)太阳能利用：将太阳光进行能量形式转换和变向传导。能量转换主要是太阳能光电系统和太阳能光热系统，分别将太阳能转化为电能和热能。变向传导主要是应用光纤导光系统，将太阳光传导到没有日照但需要自然光的区位。
(2)风能利用：利用风力推动电机发电，产生能量。主要构件是水平轴向高速螺旋桨式风力发电机。特点是：发电效率高，结构简单，维护方便，可靠性强。可以单一或组群使用，也可以风电混用。
(3)地热能利用：主要是应用热泵，从地下一定深度的低温热源汲取能量，使其在地面较高温度环境中成为可利用的热能能量。可以应用作建筑的空调系统或供暖系统。特点是：清洁、高效、经济、适用。
(4)生物质能利用：利用有机废水治理过程中或者有机废物发酵时产生的可燃气体提供能量，如沼气。可以用于锅炉燃烧和发电等，另外生活污水处理后可作为中水回用。其主要生成物可以作为肥料。
(5)在住宅水景的设计中，可采用风光互补发电系统，应用各种水头高度从几十厘米（几瓦）至几十米（几千瓦）的喷泉。这类喷泉的特点是顺应环境，在阳光充足时喷泉与日共舞，欢快活泼；在阴雨天且无风时基本停止工作，静谧安详。在广场、湖面中间均可布置。此外，还可布置一些光伏水泵，维持广场封闭水系的流动。
(6)供水系统也可利用太阳能供应热水。太阳能热水系统由单元集热器、储热和恒温水箱或分户承压水箱、循环管路、控制系统组成，与给水设施相结合，形成中央热水系统为住区供应热水。
单个功能体的设计必须将总体规划作为指导原则，功能、位置、朝向、形状、高度、深度，直至一些具体功能指标都要满足总体规划的要求。然后再合理地运用一些科技手段，利用“集成建模”技术，使每个功能体真正做到节约能源和资源。
6、结束语
节能住宅特别是生态住宅首先要从规划入手，进行足够的技术调研和储备，结合并利用当地的气候、地形、原生态和材料 ，充分考虑当地居民的生产生活习惯和现状，以及将要建设小区的定位和发展。在规划过程中要充分考虑各功能块之间能源链的关系，将节能和能源的再生利用作为一个大的总体概念溶入整个小区的规划，并且要要生态保护的需要。
关键词：住宅建筑；节能技术；保温材料；节能设备
Abstract：This paper expounds the application of energy saving technology for residential building, from improving the residential building indoor thermal environment, improve residential insulation performance, improve energy efficiency, reduce air conditioning and heating and cooling during the period of building energy consumption, thereby reducing the electricity consumption of residents, improve the urban ecological environment are analyzed.
Key words：Residential building；Energy saving technology；Thermal insulation material；Energy saving equipment
中图分类号：S210.4 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
前言
建筑节能检测主要检测建筑的墙体、屋顶、外墙、楼梯间墙、分户门、阳台门板、门窗等部位的传热系数，检测周期为四天，正式检测从建筑的供热效果稳定后开始，以四天检测数据的平均值作为最终的检测结果。这种检测方法比较科学，经过节能检测合格的住宅项目就是符合建筑节能要求的节能住宅。
以上所指的节能住宅主要是指通过保温技术来节能的住宅。常规的保温技术是指住宅围护结构节能技术，是通过采用墙体保温（外保温、内保温、自保温、夹芯保温等技术）、门窗节能（中空玻璃窗等）、屋面节能等措施减少住宅的使用能耗。
2、 高效保温材料的应用
（1）高效保温材料在节能建筑中的可应用范围很广，包括墙体的外保温、夹芯保温和内保温，坡屋面的中间保温以及平屋面的倒置保温和正置保温等。其中，發泡聚苯板或矿棉板用于外墙外保温仅需３０ｍｍ厚，即可获得比节能指标优越得多的保温隔热性能，特别是有利于解决空心小砌块外墙“热（冷）、裂、渗”的老大难问题。聚苯板或玻璃棉板用于坡屋面保温，与常用的珍珠岩保温制品相比，屋面厚度可减薄，造价降低；而挤塑型聚苯板用于平屋面倒置保温，可改变屋面需要设置排气道排气孔的繁琐做法，简化屋面构造，并且保护防水层，减少屋面渗漏。
（2） 保温材料在屋顶上的应用国外民用建筑屋顶一般采用尖顶的较多，在尖顶的阁楼空间紧接屋顶的下面都装有供空心流通的通道，既能解决空气的流通，又可起到一定的保温隔热作用。同时在天花板的上面，一般都要铺设玻璃棉或矿物棉毡、垫，或在空间直接吹入松散的保温棉，有的直接吊装由玻璃棉或岩棉等保温材料和装饰贴面复合而成的天花板。
（3）防空气渗透是保温的重点在建筑物中空气的渗透是影响节能效果的一个重要因素，在建筑物内产生的水蒸气会造成建筑结构、墙体屋顶的渗透，聚集式结露会造成保温材料功能的下降，从而降低保温节能的效果。
国外在建筑结构的设计中都很重视解决阻断水蒸气向墙体和屋顶的渗透，采用的一般办法有：
（1）在玻璃棉或岩棉板材的一面复合一层塑料薄膜或金属薄膜使该层薄膜朝向在取暖季节里温度较高的一面。
（2）用塑料薄膜直接铺设在已放置好的保温材料上，其朝向也是朝向温度较高的一面。此外，为了防止空气渗透，还要在墙体与屋顶结合处、墙与地板结合处、地基与地板结合处采取特殊的施工设计和工艺处理。对于管道和电线周围的缝隙和孔洞，必须采用各种密封材料进行处理。保温材料在地面中的应用国外大部分建筑都有地下室和地下空间，居住和活动空间的地板并不是直接暴露在外界环境中，这就为生活空间的保温创造了有利条件。但是如果地下室和地下空间不是采暖空间时，尤其是在冬季，仍会有相当多的热量通过一楼的地板传出。因此，在建筑物的一楼地板下面，仍然需要真充高密度的保温材料。同时，在地下室的混凝土地坪和地基与土壤之间铺设一定厚度的刚性和半刚性保温材料。
（3）对围护结构的保温主要是通过切断热桥来实现的，如外墙面、屋面、楼地面、分户墙面（包括与公用部位的分户墙面）以及与门窗的结合面。现在屋面绿化成了一种新兴的屋面保温方案。
（4）决定门窗保温性能的是玻璃、窗框型材、密封材料和五金件。双层、中空玻璃因保温隔热性能良好，已被广泛使用，国内的相关产品也基本可符合节能要求；型材方面，因塑料在保温性上是铝合金的1000多倍，塑钢窗用得越来越多，但一般塑钢窗价格是每平方米300元左右，好的进口型材每平方米则要1000多元，质量、档次拉得很大；密封材料是最关键的，一般材料6000～7000元一吨，好的则超过2万元，而不合格密封材料三五年就老化收缩、四处透风，住户更换起来非常麻烦，好材料却能用至少20年！五金件成本较高，产品档次、保温效果也相差很大。
目前新技术的有断桥铝合金节能窗，配以低辐射率中空玻璃，内充惰性气体氯气，外窗的平均传热系数为2.0，并在国内高层住宅首次应用了铝合金外遮阳卷帘，这种遮阳方式比遮阳板、室内百叶窗效率要高得多。窗户是节能的关键和难点，需具有采光、实现、通风、气密性、水密性、隔音性、保温性等功能，该系统全面解决了这些问题。
3、设备节能
（1）与结构节能相对应的另一半就是设备节能。国外流行的“智能型房屋呼吸系统”包括“自平衡单户式空气置换系统”、自然送风系统、室外空气预处理新风系统、热量回收系统、住宅新风系统。国内采用比较多的是“空气置换系统”，北京锋尚采用的恒温恒湿的“置换式新风系统”是一个比较成功的案例。目前国内的主要节能手段还是采用节能型的中央空调系统，如“集中供暖，分户制冷”的中央空调系统、“蓄能中央空调系统”及变频技术。同样中央吸尘系统、防火门电磁阀控制系统、户内消防软管系统在国内也很少看到。
（2）其他一些有效又简单的节能技术有：采用节电稳压器、节电器和节电系统（路灯节电系统）；采用箱式变电站，减少线损；采用声光开关、节能灯具和稀土材料等高科技手段。
（3） 设计上应力推“集成建模”系统。中国863计划的最新成果是以集成建模为核心的建筑节能技术，其全称为“建筑物能量系统的多层次集成建模”，将是未来解决妨碍住宅产业可持续发展问题的一个有效措施。据有关权威专家介绍，常规的建筑节能将系统划分成两个独立的领域：一是建筑设计中的被动节能，这部分主要由建筑师通过建筑结构设计来完成；二是建筑设备中的主动节能，这部分主要由设备工程师通过设计水、暖、电系统来完成。传统的设计模式将这两部分串联安排，设计完成之后一般不因能耗问题而做修改。集成建模则强调在建筑物寿命周期中实现并进行设计。建筑师在初步设计阶段完成的报建图在设计完成之后，仍需设备工程师作能耗费用分析，在确定能量转化系统优化方案之后再对围护结构重新优化，通过子系统协调优化来完成系统全局优化。
4、节水措施
（1）节能住宅另一项必须节约的是“水”，我国是一个水资源极其匮乏的国家，因此节水势在必行。居民小区合理配置水资源，实行分质、分类多种水源供水，实现优质优用目标。即生活饮用要用超净水（饮用水）代替桶装水;生活杂用和小区绿化要用中水代替自来水；配置节水装置和节水型器具，减少取用新水（自来水等）量；逐步实行定额用水。
（2）管道分质供水具有三大优点：改善居民饮用水水质；降低饮用水成本；避免造水引起的干扰和其它问题。在成本方面，以建筑面积为5万m2小区为例，系统投资约10~12元／m2；在投入使用后，日常营运管理由供水单位负责，居民日常用水费用约0.3元／L，它只相当于一般桶装水费用的40%。由于管道分质供水涉及到居民身体健康，因此分质供水工程必须由具有资质的供水单位实施。
（3）生活杂用和小区绿化要用中水代替自来水把生活污水，就是将盥洗水、洗衣水、厨房水和卫生间冲洗水收集起来，可能占到50%，然后用于小区内的绿地养护、道路喷洒、洗车、水景补充等方面，都是使用处理过的中水。尤其值得一提的是国内最先进的膜生物反应器，采用中空纤维膜，使中水的水质得到保证，并可用于厕所冲洗，可节约用户用于厕所冲洗的水费。再一个就是雨水收集，把净流水通过草坪最大限度地渗透到地面，减少小区的维护费用。新建小区可以考虑把收集雨水作为中水加以利用，比如用来冲洗地下车库、小区绿化等。
（4） 配置节水装置和节水型器具，减少取用新水（自来水等）量。调查表明，目前我市居民家庭用水量的30%用于便器的冲洗。据测试，一个便器水箱滴漏每月漏失水量为2.6立方米；线漏为12立方米；大漏仅一天的漏水量就达16立方米。除便器水箱漏水外，一次冲洗便器的水量过大以及不能按大小便分挡冲洗，也是造成浪费用水的原因。
(5)通過应用节水型水箱配件，解决马桶漏水的问题，还可以解决水量过大造成浪费的问题。以每次冲洗水量为11升的坐便器为例，通过更换配件，绝大多数可将每次最大冲洗水量降为9升，还可以实现分挡冲洗，即冲洗一次大便可节水2升，冲洗一次小便可节水6.5升。一个三口之家，每户每年可节水20多立方米。为了解决便器水箱漏水和用水不合理的问题，应采用6升节水型马桶。
同时可以采用真空节水技术。为了保证卫生洁具及下水道的冲洗效果，可将真空技术运用于排水工程，用空气代替大部分水，依靠真空负压产生的高速气水混合物，快速将洁具内的污水、污物冲吸干净，达到节约用水、排走污浊空气的效果。一套完整的真空排水系统包括：带真空阀和特制吸水装置的洁具、密封管道、真空收集容器、真空泵、控制设备及管道等。真空泵在排水管道内产生40·50KPa的负压，将污水抽吸到收集容器内，再由污水泵将收集的污水排到市政下水道。在各类建筑中采用真空技术，平均节水超过40％。
5、可持续生态能源
(1)太阳能利用：将太阳光进行能量形式转换和变向传导。能量转换主要是太阳能光电系统和太阳能光热系统，分别将太阳能转化为电能和热能。变向传导主要是应用光纤导光系统，将太阳光传导到没有日照但需要自然光的区位。
(2)风能利用：利用风力推动电机发电，产生能量。主要构件是水平轴向高速螺旋桨式风力发电机。特点是：发电效率高，结构简单，维护方便，可靠性强。可以单一或组群使用，也可以风电混用。
(3)地热能利用：主要是应用热泵，从地下一定深度的低温热源汲取能量，使其在地面较高温度环境中成为可利用的热能能量。可以应用作建筑的空调系统或供暖系统。特点是：清洁、高效、经济、适用。
(4)生物质能利用：利用有机废水治理过程中或者有机废物发酵时产生的可燃气体提供能量，如沼气。可以用于锅炉燃烧和发电等，另外生活污水处理后可作为中水回用。其主要生成物可以作为肥料。
(5)在住宅水景的设计中，可采用风光互补发电系统，应用各种水头高度从几十厘米（几瓦）至几十米（几千瓦）的喷泉。这类喷泉的特点是顺应环境，在阳光充足时喷泉与日共舞，欢快活泼；在阴雨天且无风时基本停止工作，静谧安详。在广场、湖面中间均可布置。此外，还可布置一些光伏水泵，维持广场封闭水系的流动。
(6)供水系统也可利用太阳能供应热水。太阳能热水系统由单元集热器、储热和恒温水箱或分户承压水箱、循环管路、控制系统组成，与给水设施相结合，形成中央热水系统为住区供应热水。
单个功能体的设计必须将总体规划作为指导原则，功能、位置、朝向、形状、高度、深度，直至一些具体功能指标都要满足总体规划的要求。然后再合理地运用一些科技手段，利用“集成建模”技术，使每个功能体真正做到节约能源和资源。
6、结束语
节能住宅特别是生态住宅首先要从规划入手，进行足够的技术调研和储备，结合并利用当地的气候、地形、原生态和材料 ，充分考虑当地居民的生产生活习惯和现状，以及将要建设小区的定位和发展。在规划过程中要充分考虑各功能块之间能源链的关系，将节能和能源的再生利用作为一个大的总体概念溶入整个小区的规划，并且要要生态保护的需要。