建筑节能设计存在问题分析及应对措施
关键词：建筑节能设计；问题；措施
1建筑规划与节能设计
目前有许多住宅小区在进行规划设计时，往往只考虑的是容积率、日照间距、空间形态、建筑物的外观及造型上的独特和别具一格，重视绿化景观设计和相关配套工程的建设。过于重视图案化，忽视规划给住区小环境、小气候带来影响变化。往往把建筑的单体设计的节能措施墙体保温、屋顶保温隔热、采用密闭性好的门窗等作为节能设计的重点。很少从节能的角度来指导设计。节能设计只有在单体设计时才得到重视，从而产生了许多单体在施工图设计阶段难以解决的问题。节能建筑的设计首先应该从规划入手，以节能作为指导规划设计的主要原则，充分考虑建筑与外部环境的关系，从分析地区的气候条件出发，将设计与建筑技术和能源利用有效地结合，使建筑在冬季最大限度地利用自然能采暖，多获热量，减少热损失，夏季最大限度地减少得热和利用自然条件降温和冷却。在总体规划上为建筑节能创造良好的先决条件。
建筑朝向、建筑间距以及建筑的相互组合关系将是规划节能设计的重点。建筑的主要朝向应迎合当地夏季的主导风向，我国大部分地区以南北向或接近南北向布局为宜一般以正南偏东、南偏西10°以内为好。同时，南北朝向的建筑物在夏季所受到的太阳辐射也相对东西朝向建筑要少很多，可以节省夏季空调的用量；而在冬季时，建筑受到太阳辐射的情况刚好与夏季相反，从而节约了建筑保温所需的能耗。选择夏季主导风向为导风口，使住区内风速流畅，从而使建筑物与空气的热交换增加，有效降低建筑物的温度。
2建筑物围护结构的节能设计
围护结构的节能设计主要是外墙，外门窗和屋面部分。
2.1外墙的保温与隔热
（一）目前建筑中常使用的外墙保温主要有外墙外保温、外墙内保温和外墙夹心保温形式。外墙外保温较外墙内保温和外墙夹心保温形式优势：
（1）适用范围广。外保温不仅适用于北方需冬季保温地区的采暖建筑，也适用于南方需夏季隔热地区的空调建筑；既适用于新建建筑，也适用于既有建筑的节能改造；
（2）保温效果明显。由于保温材料置于建筑物外墙的外侧，基本上可以消除在建筑物各个部位的“热桥”影响；
（3）保护主体结构。置于建筑物外侧的保温层，大大减少了自然界温度、湿度、紫外线等对主体结构的影响。随着建筑物层数的增加。温度对建筑竖向的影响已引起关注；
（4）有利于改善室内环境。外保温不仅提高了墙体的保温隔热性能，而且增加了室内的热稳定性。它在一定程度上阻止了雨水等对墙体的浸湿，提高了墙体的防潮性能，可避免室内的结露、霉斑等现象，因而创造了舒适的室内居住环境；
（5）扩大户内的使用空间。与内保温相比，采用外墙外保温使每户使用面积约增加1.3m2～1.8m2；
（6）利于旧房改造。目前，全国有许多既有建筑由于外墙保温效果差，耗能量大，冬季室内墙体结露、发霉，居住环境差。采用外墙外保温进行节能改造时，不影响居民在室内的正常生活和工作。
（二）近年来采取外墙外保温技术建造了大批的节能住宅，这些节能住宅的建成推动了建筑节能产业的发展与逐步完善。但是，在外墙外保温技术大力推广与应用过程中，也发现了问题：由于外保温系统处于建筑物外墙外侧，直接与外界环境接触，这样外界环境的风雨侵蚀作用、外墙内保温和外墙夹心保温形式、温度变化引起的应力、以及大气环境中酸碱腐蚀作用等直接考验着外保温系统，在运用外保温技术建成的节能住宅，不少外墙出现脱落、空鼓、开裂、室内泛潮反霜、结露等若干问题。
通过对已建项目的跟踪调查发现，设计因素引起外保温系统技术出现的质量问题主要表现在：（1）外墙外保温设计的不完善或构造不合理，窗的节能节点设计不合理，存在热桥效应或接口处理不严密导致渗水现象。居住建筑中碰到的窗较多的为飘窗与带有窗套的平窗，本地区大多数建筑的窗周边未考虑保温，严格地说设计上是不合理的，因为窗周边基本是钢筋混凝土结构，热桥效应较大。那么在实际施工存在两种情况：一是窗周边窗套应用保温板按照规定尺寸与规格定做构件做成，粘贴安装确保牢固，需要精心施工，窗根部上口做好滴水处理与窗下口窗台的防水处理；二是窗周边不做保温，存在热桥效应与保温部分与非保温部分的接口处理问题。（2）忽视外墙外保温细节部位的设计。1）忽视结构伸缩缝的节能设计，保温系统在此存在接口，如果施工处理不严密，会导致渗水现象，从而水进入保温系统内部而造成危害。结构伸缩缝两侧的墙体，是建筑围护结构外墙耗热量较大的部位，也存在热桥效应，设计时常常忽略。缝内应紧密填塞聚苯板或泡沫胶，牢固安装好金属盖板。并考虑到缝的热桥效应及保温系统的接口处理与防水；2）忽视女儿墙内侧增强保温处理，施工处理不严密，导致室内顶板棚根部返霜结露，女儿墙墙体开裂，甚至女儿墙构件尺寸变化过大（女儿墙受到太阳辐射程度较大），导致外侧的保温系统破坏，继而渗水。对于女儿墙外侧墙体的保温在设计中往往都能够重视，保温层延续到女儿墙的压顶，可是设计人员常忽略对女儿墙的内侧保温。女儿墙的根部靠近室内的顶板，如果不对该部位采取保温处理，该部位极容易引起热桥通路，导致顶层房间的顶板棚根部受到外界温度变化影响较大，常产生返霜结露现象。对女儿墙的内侧保温处理有利于解决这一危害，同时还保护主体结构，避免了女儿墙墙体裂纹的产生；3）忽视节能建筑底层的勒脚处保温处理。勒脚处的保温节点做法一是勒脚高于散水坡，二是勒脚深入到散水坡以下。前者要求不高，需要考虑在保温层背面做防水处理，防水层至少高于基层面30cm，以防止水从地下沿着外墙找平层渗透至保温层内部；后者除了防水层按照前者做法外，最好将深入地下的部分与高于地30cm区域保温板改为挤塑板为好，以确保保温层极低的吸水率与良好的抗腐蚀性而稳定持久。因为底层属于溅水区，大雨时水常积聚且潮气严重；4）忽视保温系统与非保温系统接口部位处理，导致接口处开裂与渗水现象。在外墙连续式的保温系统上，常出现保温系统部分与外墙构件的接口以及保温系统部分收口，即出现保温层与其他不同材质的连接，由于同一平面构造层次不同材质差别较大，如密度、弹性模量、线形膨胀系数等，保温系统容易在接口处开裂而导致渗水现象，所以要慎重考虑该部位的抗裂措施与防水措施。
上述问题产生是由于外墙外保温技术在我国应用时间还不是很长，建筑设计人员对于各种外保温技术还没有很好的掌握，导致设计与实际施工脱节，对实际施工没有起到有效指导作用。防治措施如下：重视这些细部处理，明确细部的节点图构造，明确用材，确保接口处密封、抗开裂、防水抗渗；为施工创造良好条件。
2.2改善外门窗性能
外门窗是住宅能耗散失的最薄弱部位，其能耗占住宅总能耗的比例较大，其中传热损失为1/3，冷风渗透为1/3，所以在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下，尽量减小住宅外门窗洞口的面积，提高外门窗的气密性，减少冷风渗透，提高外门窗本身的保温性能，减少外门窗本身的传热量。有效的节能措施有：
1．控制住宅窗墙比。住宅窗墙比是指住宅窗户洞口面积与住宅立面单元面积的比值。
2．提高住宅外窗的气密性，减少冷空气渗透。对于寒冷和严寒地区的住宅如设置泡沫塑料密封条，使用新型的、密封性能良好的门窗材料。而门窗框与墙间的缝隙可用弹性松软型材料（如毛毡）、弹性密闭型材料（如聚乙烯泡沫材料）、密封膏以及边框设灰口等密封;框与扇的密封可用橡胶、橡塑或泡沫密封条以及高低缝、回风槽等;扇与扇之间的密封可用密封条、扇与玻璃之间的密封可用各种弹性压条等、高低缝及缝外压条等。
3．改善住宅门窗的保温性能。户门与阳台门应结合防火、防盗要求，在门的空腹内填充聚苯乙烯板或岩棉板，以增加其绝热性能;窗户最好采用钢塑复合窗和塑料窗，这样可避免金属窗产生的冷桥，可设置双玻璃或三玻璃，并积极采用中空玻璃、镀膜玻璃，有条件的住宅可采用低辐射玻璃;缩短窗扇的缝隙长度，采用大窗扇，减少小窗扇，扩大单块玻璃的面积，减少窗芯，合理地减少可开启的窗扇面积，适当增加固定玻璃及固定窗扇的面积。
4．设置“温度阻尼区”。所谓温度阻尼区就是在室内与室外之间设有一中间层次，象热闸一样可阻止室外冷风的直接渗透，减少外墙、外窗的热耗损。住宅中，将北阳台的外门、窗全部用密封阳台封闭起来，外门设防风门斗，防止冷风倒灌，楼梯间设计成封闭式的，对屋顶上人孔进行封闭处理等措施均能收到良好的节能效果。
总之，只要按照节能新标准严格把好节能设计关，监督好施工节能用材关，就能有效提高居住建筑节能效率，降低建筑能源耗费，打造真正的环保节能、舒适、健康、方便的高品质建筑，为国民经济可持续发展做出贡献。有效地节约土地和能源，是中国可持续发展的战略。将建筑热工技术与恰当应用新材料、新构造相结合，搞好节能建筑设计，促进建筑节能和利用自然能的进一步发展和建筑热功能的进一步改善，是我国建筑师进人21世纪的重要任务。