寒冷地区居住建筑节能设计要点分析

孙蕊

【摘要】近年来，世界经济一体化进程加快，在科学和信息技术不断进步的背景下，各国经济取得了巨大的进步，这给建筑行业提供了广阔的发展空间，然而在实施建筑工程的过程中，建材、水暖等项目对能源的消耗巨大，这与日渐短缺的能源形成了鲜明的对比。在这种情况下，全球范围内开始加强建筑节能的设计。本文针对寒冷地区居住建筑节能设计的要点展开了分析，首先对居住建筑的体形系数进行了阐述，在此基础上对寒冷地区居住建筑的外门窗及建筑材料等的要求进行了分析。

【关键词】寒冷地区；居住建筑；节能设计；要点分析

前言：在社会经济不断进步的过程中，消耗了大量的能源，现阶段，社会生产过程中的能源紧缺现象越来越严重，在这种情况下，全球范围内提出了节能理念，希望通过改变人类生产和生活习惯，加强对能源的保护，从而有效缓解能源短缺与生产需求之间的矛盾。建筑业在人类社会进步和能源消耗过程中都发挥了重要的作用，新时期在加强宣传节能理念的过程中应首先从建筑业入手，在这种情况下，加强寒冷地区居住建筑节能设计要点分析具有重要意义。近年来我国的建筑业在快速发展的过程中，消耗了大量的能量，因此我国加强了对寒冷地区居住建筑节能设计的关注。

一、体形系数

（一）简介

能够同大气进行直接接触的建筑面积同建筑体积之间的比值就是居住建筑的体形系数。分子的计算过程中，应除去建筑占用的地表面积，同时还应当除去建筑内部不提供采暖的墙壁和门户面积。现阶段，该体形系数被广泛应用于建筑设计的过程当中，它充分说明较大的建筑外表面积将导致更多的热量的散发。在这种情况下，居住建筑体形系数越大，其耗热量也越大。在对寒冷地区居住建筑进行节能设计的过程中，应对体形系数进行严格的限制[1]。

（二）体形系数的影响因素

在对体形系数进行研究的过程中，主要应从三个方面入手，它们决定了该系数的高低，对于建筑节能具有重要意义。首先，居住建筑体形系数随着建筑物高度的增加而变小。这是因为在不断增加高度的过程中，其体积的增长数要高于面积的增加数。现阶段，世界各地在进行高层建筑建设的过程中，始终促使该体形系数的值最高不超过0.15，最低保持在1.10。这一系数值不高，所以在保证建筑物相关功能的基础上，提高建筑高度具有重要的节能意义。

其次，居住建筑联排越多，体形系数越小，对于建筑节能的实现具有更高的促进作用。联排建筑越多，说明建筑裸露在外面的面积就会减少，因此就能够有效降低体形系数值。

最后，如果拥有相同的标准层面积，将居住建筑的进深进行提高，从而能够有效促使面宽的减少，这样一来，体形系数就能够有效的减少。同方形的形状相比，体形系数较小的是正方形[2]。在这种情况下，要想实现各项功能的充分發挥，应当在采用多种先进技术的基础上，促使建筑物的各种平面更加接近正方形[3]。

二、寒冷地区居住建筑节能设计要点

（一）外门窗要求

在居住建筑当中，能耗最大的部位就是外门窗，在建筑整体能耗当中，外门窗的能耗量占有三分之二，而其他因素导致的传热损失仅占三分之一，如寒冷风的渗透和热传过程。因此，寒冷地区居住建筑在进行节能设计的过程中应加强对外门窗的设计，要求外门窗在日常应用过程中既能够为室内带来良好的景观、采光和通风等基础状况，还应当以最小的安装面积出现在建筑物当中。这样做最好的效果就是能够促使气密性在外门窗当中提高，从而寒冷风在向室内进行渗透的过程中难度就会加大。同时还应当对这部分构建的保温性能进行提高，促使热传两在门窗部位减低。

首先，在对外门窗进行安装的过程中，要对其安装面积进行精确的控制，在控制过程中，需要对寒冷地区当地的地理纬度、采光要求和日常状况进行充分的考察，寒冷地区居住建筑在进行外门窗控制的过程中应从充分满足以上条件，并在此基础上促使按照面积减小。同时还应当充分考虑到不同朝向的居住建筑的外门窗安装面积要求。

其次，促使气密性在外门窗当中得以提高，因此应加强对密封条的设置。在这一过程中，门窗材料应应用具有良好密闭性的新型材料，现阶段先进的门窗材料有铝塑复合和断桥隔热铝合金等材料；在安装门窗的过程中，应将转型材料有效的填入到门窗与墙体的缝隙当中，这一转型材料应当具有较高的密封性；还可以将橡胶填充于窗扇与窗框之间，或者可以应用泡沫等材料；还应当加强回风槽和边框高低缝的设计等[3]。

（二）增加对新型高效保温节能材料的应用

外围结构在建筑当中拥有最大的占用面积，在寒冷地区，居住建筑通常会在外围结构上失去百分之二十二左右的热量，同时还有百分之九的屋顶热量损失，由此可见，寒冷地区居住建筑节能设计过程中加强外围结构设计具有重要的意义。在这一过程中，节能维护体系应当具有多样性，实现这一特色的基础就是对新型高效保温材料进行大量的应用，从而促使热能散失降低，促使保温性能大大提升，节能的目的就能够得以实现。从实现节能墙体的角度来看，现阶段所出现的外墙材料包含复合和单一两种类型，复合材料当中能够有效实现内保温，其主要材料包括夹芯复合、外保温复合等；单一材料有空心砌块、空心砖砌体等。

在进行屋顶保温的过程中，现阶段主要应用的材料有两种，一种是复合型节能材料，能够有效结合保温和结构；另外一种是保温性屋面，应用的材料以保温材料为主。通常状况下，在进行居住建筑设计的过程中，铺钉和粘贴在外墙建设中应用较多，在这种情况下，提高墙体和屋面的节能性最好的方法就是使用多种高效保温材料[4]。

（三）加大南向热量获取面积

据有效数据显示，在寒冷地区，建筑物的南向同其他方位的朝向相比，获取的热量要大得多，这是因为南向建筑能够获得更多的太阳直射时间。正南方向的建筑在一天之中获得的太阳辐射值要高于朝向东侧和西侧建筑的三倍，对于节能具有良好的效果[5]。在这种情况下，如果在进行建筑设计的过程中，受客观条件限制，无法进行正面朝南的设计，那么应尽量选择南偏东或南偏西两种设计方式，这样一来虽然太阳直射会减少，但是还是具有一定的节能效果。

结论：在社会经济不断进步的背景下，能源短缺的矛盾极大的凸现出来，在这种情况下，世界各国开始了节能理念的宣传。现阶段，建筑行业是能源消耗的重要领域，加强建筑节能设计的研究具有重要意义。本文在对居住建筑体形系数充分研究的基础上说明，寒冷地区居住建筑设计过程中，体形系数越小的建筑节能状况越好，同时还对寒冷地区的外门窗及建筑材料提出了更高的要求。寒冷地区建筑应对房间窗洞口的安装面积进行更加准确的确定，同时建筑设计和施工过程中应对新型高效保温节能材料进行充分的利用，从而提高建筑保温效果，降低能耗。

参考文献：

[1]王舒扬. 我国华北寒冷地区农村可持续住宅建设与设计研究[D].天津大学，2011.

[2]张海滨. 寒冷地区居住建筑体型设计参数与建筑节能的定量关系研究[D].天津大学，2012.

[3]王立群. 北方寒冷地区居住建筑外窗节能设计研究[D].天津大学，2008.

[4]王志杰. 寒冷地区居住建筑外围护结构综合热工性能节能研究[D].山东建筑大学，2014.

[5]陈景堃，田波，陈雯珺. JGJ26—2010《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》探析[J]. 建筑节能，2012，03：60-62.