寒冷地区住宅建筑节能设计

王首一

[摘要]介绍我国住宅建筑节能的重要性和现行节能状况，通过对寒冷地区住宅建筑的规划节能设计和围护体系的节能设计的阐述，为其它城市或地区的建筑节能研究提供帮助。

[关键词]建筑节能 住宅 寒冷地区

中图分类号：TU2文献标识码：A文章编号：1671－7597（2009）0420086－01

一、住宅建筑节能重要性及发展现况

随着经济建设的稳步发展，土地、原油、电力等能源问题已成为困扰我国发展的瓶颈。据资料显示，建筑能耗占中国能源总能耗的30%，随着现代化建设的进展，比重也将逐年增大。以住宅建筑为代表的中国建筑业，现处在由量变到质变的过程，我们绝不能再走高能耗高污染的老路，建设节能型住宅乃至绿色住宅才是中国住宅建筑发展的必由之路。

所谓建筑节能指建筑材料生产、房屋建筑和构筑物施工过程及使用过程中，合理使用能源；在满足同等需要或达到相同目的的条件下，尽可能降低能耗。我国建筑节能起步较晚，于上世纪80年代开始建筑节能工作，当时确定第一个建筑节能设计标准用于采暖居住建筑，节能率为在1980年1981年当地通用设计能耗水平的基础上普遍降低30%；自1996年起，第二阶段节能（也称50%节能）要求在达到第一阶段要求的基础上再节能30%；第三步阶段节能（也称65%节能）是到2005年达到第二阶段要求的基础上再节能30%，即在1980-1981年住宅通用设计的基础上节能65%。我国寒冷地区住宅总量约占全国住宅总量的27%，本文将重点对寒冷地区住宅建筑做节能设计研究。

二、住宅建筑的规划节能设计

现在说建筑节能，人们往往只考虑建筑的构造、材料、围护结构的热工性能，而忽略了建筑规划设计创作阶段的节能控制。我们应该在设计之初将建筑设计创作与规划、构造、材料等方面进行综合考虑，从而全面提高住宅建筑的节能效果和建筑品质，达到我国“第三步阶段的65%节能”的预期目标。

（一）住宅选址与规划布局。国内住宅建筑多以小区形式出现，住宅建筑选址的好坏、规划的合理性是决定住宅节能设计的先决条件。住宅小区选址应根据地形特点，选择避风向阳的朝南坡地或平原上，避开迎风的水域岸边或容易形成风道的山谷、山顶等，因为冬季冷气流在凹地里易形成对建筑物的“霜洞”效应；

（二）道路设计与小区通风。为使建筑单体争取更好的朝向，我们在设计初通常将小区道路的布局与用地结合布置。除施工便利、方便使用，道路也是整个小区的通风道。道路设计时应便于组织小区通风，并与城市、小区绿化空间结合，把新鲜空气引入小区，从而提高居住区内的小气候环境质量。

（三）景观绿化设计。小区环境绿化要突出居住条件的均好性和共享性，为居民提供户外休闲、观赏和改善生态环境的绿化空间。景观绿化可以有效降低气温、调节湿度、防风抗风、改善通风质量，从而抑制热岛效应，改善住宅建筑外维护结构的热工性能。绿化应以绿植物为主，形成点、线、面相结合的完整绿化系统，形成良好适应气候特点的植物群落。

（四）雨水收集利用。在现代住宅的节能设计中，应建立雨水收集与中水利用系统，并使其用量达到总用水量的30%。一般住宅小区，屋面与路面面积之和约占地面面积40%，做好屋面和路面收集将是雨水收集的重要部分。屋面雨水收集主要是通过水落管将雨水收集引流，进入小区内中水处理系统。小区路面通常采用铺贴渗水砖和设置路面排水沟，这样雨水可以通过渗水砖和水沟进入小区的中水系统中，为小区的绿化灌溉和中水使用提供水源。

三、住宅围护体系节能设计

建筑物耗热量主要由通过围护结构的传热耗量构成，其数值约占总耗热量的73%－77%，所以改善围护体系节能对于提高住宅节能设计有着深远的影响。住宅建筑围护体系的节能设计重点在其外墙、门窗和屋顶三大部分。

（一）外墙保温设计。墙体是建筑物的重要组成部分。在传热耗热量中，外墙约占25%左右，楼梯间隔墙的传热耗热量约占15%左右，改善墙体的传热耗热将明显提高建筑的节能效果。现在住宅外墙节能常采用外墙外保温的方式。所谓外墙外保温，是指在建筑物垂直的砖石或混凝土建造的外墙的外表面上建造保温层，绝热材料附和在建筑物外墙的外侧，并覆以保护层。这样，建筑物的整个外表面都被保温层覆盖，有效抑制了外墙与室外的热交换。另外，在住宅设计时应尽量减少建筑的凹凸面，避免体形复杂化，不做或少做单元少的低层住宅，并在每栋单元的楼梯间设置门窗。

（二）外窗节能设计。窗户是建筑维护结构重要的组成部分，也是外围护结构中能量损失最大的部位。一般住宅的外窗（包括阳台门）面积约占建筑面积的20%左右，其中通过外窗传热散失的能量约占建筑能耗的28%左右，通过外窗透气散失的能量占建筑能耗的27%左右。住宅外窗节能设计中，通常采用以下几种途径：1．控制住宅窗墙比，窗户的面积既要满足采光率，还应兼顾节能保温。简单来说，就是在满足自然采光的范围内，外窗的面积越小越好；2．采用密封的双层或多层中空玻璃。数据显示，玻璃的导热系数λ=0.76W/(m·K) ，静止空气λ=0.02W/(m·K)，很显然空气比玻璃的导热系数低得多，可利用空气间层来提高热阻值；3．提高外窗气密性。如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。框与扇之间的密封可用橡胶、橡塑或泡沫密封条以及高低缝、回风槽等；4. 采用平开窗。固定窗是最节能的窗型，但它无法满足通风要求。推拉窗经过长时间使用后，密封毛条表面毛体磨损严重，空气对流加大，能量消耗加大。在选用相同型材和料玻璃下，平开窗在窗扇关闭后，窗扇和窗框之间压条压得较紧，很难形成对流，节能优势明显。

（三）屋面、楼地面的保温设计。现在，国内屋面节能设计常采用憎水型水泥膨胀珍珠岩保温板、水泥聚苯保温隔热空心砌块等屋面保温隔热材料，这些材料吸水率低，保温性能稳定，使用周期较长。另外，采暖地区住宅楼地面越来越多采用地面辐射供暖（地暖）。所谓地面辐射供暖是指以整个地面为散热器，通过地板辐射层中的热煤，均匀加热整个地面，利用地面自身的蓄热和热量向上辐射的规律由下至上进行传导，来达到取暖的目的。“地暖”相对而言，更高效节能，热稳定性更好，运行费用低，使用寿命更长。

四、结语

建筑节能是中国建筑业走向可持续发展的转折点，也是我国国民经济发展的一项长远战略方针。在未来的几十年内，住宅业仍将保持快速增长的态势，住宅建筑节能设计对我国的发展将具有极其深远的影响。

参考文献：

[1]李涛著，节约型住宅的设计探讨，建筑学报，2007.4.

[2]李江国，浅谈建筑节能及其措施[J].山西建筑，2006.32(12):40-41.

[3]马丽娜，采暖居住建筑的节能设计[J].山西建筑，2007.33(3):218-219.

[4]童悦仲、孙克放著，吸收国外经验提高我国住宅建筑技术水平考察欧洲住宅建筑技术，建筑学报，2004.4.