浅析新疆严寒地区建筑的节能设计

帕合尔丁·奴力买买提

【摘 要】能源消耗问题已经成为制约我国经济发展的一大瓶颈，建筑行业对能源的消耗比重越来越大，我国处于城市化建设的飞速发展阶段，建筑面积逐年成倍增长，建筑节能已经提上日程，并成为当前建筑行业的重点研究课题。新疆地处我国西北，冬季寒冷，建筑节能工作的形势更加严峻。文章就我国严寒地区建筑节能的发展背景、现状、政策做简要分析，提出几点节能建议，以期为今后的建筑节能工作提供有价值的参考。

【关键词】新疆；严寒；建筑；节能

1.建筑节能发展的能源与环境背景

我国是能源生产大国也是消耗大国，在能源消耗中，增长最快的是建筑能耗，其中60%以上的建筑能源消耗来自于燃料消耗，并且我国的城镇化脚步不断加快，建筑面积也在飞速增长，建筑能耗也随之不断增加。尤其是我国的严寒和寒冷地区，主要采用燃煤供暖，而由于建筑围护结构保温性能差等设计缺陷而直接导致冬季供暖能源消耗巨大，也给冬季的空气造成严重污染。一方面由于石油、煤炭等不可再生资源的过度消耗引起了全球的危机意识，同时也注意到使用化石燃料给我们的环境和气候带来了巨大的破坏与变化，但建设不会止步，建筑能耗比例也会持续上涨，另一方面随着人们物质生活水平的提高，对于居住环境要求的提升也为建筑设计带来更高的要求和挑战，在这样的时代机遇下，建筑的节能设计理念应运而生，并广泛取得各界关注，在可持续发展战略的要求下，更加高效的建筑节能是建筑行业必经之路，也是未来的必然发展趋势。

2.新疆地区建筑节能的政策与现状

新疆地处我国西北，幅员辽阔，跨越了寒冷、严寒两个气候区，冬季的采暖期长，而采暖能源主要以煤炭为主，这在根本上致使新疆地区冬季采暖期间的大气污染严重，以乌鲁木齐市为例，其地处严寒地区，冬季取暖期较长的时候为149天，城区内有大量的未节能的既有居住建筑，建筑能耗相当高。随着国家节能建筑相关规定的出台，新疆地区也在逐步完善建筑节能措施，制定符合本地实际情况的建筑节能标准。为了响应贯彻执行国家2010年实施的《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ26-1010）节能65%的标准，新疆制定了《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准新疆维吾尔自治区实施细则》（XJJ001-2011）并规定从2012年1月1日开始实施，实现新建居住建筑节能65%的目标。

2012年乌鲁木齐市的“煤改气”供热在节能方面取得了良好的成效，但是随着城市化进程的加快，建筑采暖能耗大幅增加，特别是居住建筑的采暖能耗，使得城市燃气十分紧缺。为实现国家节约能源与可持续发展战略，落实“十二五”时期建筑节能发展规划目标，由新疆建筑设计研究院、乌鲁木齐市建筑节能墙体材料革新办公室经调研论证，于2014年4月编制完成《严寒C区居住建筑节能设计标准》（XJJ/T063-2014，节能75%），2014年5月1日正式实施，对新疆地区建筑节能工作的开展具有十分积极的指导意义。进入2015年，自治区加大了对新建建筑节能强制性标准的监管力度，全区县及以上城市新建公共建筑全面执行节能50%标准，新建居住建筑全面执行节能65%标准，乌鲁木齐市、克拉玛依市率先执行了居住建筑节能75%标准。开展了超低能耗建筑试点示范工作，建成超低能耗建筑试点示范项目。积极組织开展了绿色建筑和绿色生态城区建设工作，加强既有居住建筑节能改造，2015年，新增绿色建筑示范项目100万m2，新增绿色建筑标识项目10个，建筑面积195.95万m2。

3.新疆严寒地区建筑设计的节能措施

对于建筑物来说，主要的节能手段有：提高太阳辐射热及建筑内部的热比例，减小建筑物外表面积，提高外围护结构的保温性能，减少建筑耗热损失，改善采暖供热系统的设计及运行管理，提高锅炉运行效率，提高室外管道输送效率等，旨在通过提高能源的利用率，从而降低建筑能耗。严寒地区的采暖居住建筑的热损失主要来自于围护结构的传热失热和通过门窗缝隙的空气渗透损失的热量，墙体、门窗、屋面这些部件的传热性能对建筑物供暖能源的消耗有着最直接、最大的影响，在建筑节能设计时，应当着重引起我们的注意。

3.1墙体节能

（1）严寒地区建筑依靠墙面和屋顶吸收太阳辐射热，因此外围护结构的表面处理也决定着建筑的得热情况，当太阳照射在建筑外表面时，一部分热量被建筑本体吸收，另一部分被反射，而建筑表面的颜色和粗糙度决定了建筑外表吸收热量的多少，建筑表面颜色越深，粗糙度越大则吸收的太阳辐射热就越多，因此严寒地区居住建筑外立面设计宜选用深色粗糙的面层材料，以增加热量吸收。

（2）严寒地区建筑应采用复合墙体，以多孔砖、砌块或现浇混凝土墙板为主体材料，与具有高效保温性能的挤塑板、岩棉板等材料进行复合，使外墙具有较小的传热系数和良好的蓄热能力，保温效果明显。复合墙体保温多采取外保温技术，相对于内保温复合墙体，其能够有效降低墙体热量损失，减少热桥现象，并且不占用室内空间，室内热环境舒适度也较好。

3.2门窗节能

（1）必须合理地限制窗墙面积比，既要满足采光需求，又要做到降低能耗。窗墙面积比应按下列要求进行计算：敞开式阳台的阳台门上部透明部分计入窗户面积，下部不透明部分不计入窗户面积；窗墙面积比应按开间计算；凸窗的窗面积按窗洞口面积计算。严寒（C）区居住建筑的窗墙面积比不应大于规定的限值。当窗墙面积比大于规定的限值时，必须按照标准的要求进行围护结构热工性能的权衡判断，并且在进行权衡判断时，各朝向的窗墙面积比最大值也只能比表1的对应值大0.1。

（2）严寒地区的门窗保温性能十分重要，因此在玻璃、型材、密封胶条的选择上要多做考虑。门窗玻璃可以采用中空玻璃，在中空玻璃空气层填充惰性气体，玻璃间隔条可采用暖边间隔条来降低玻璃周边的热传导，从而降低整窗的K值和防止玻璃周边结露；门窗型材可选用塑料型材，其多腔式结构具有良好的隔热性能，传热系数低，保温性能显著，应当选用大断面（五腔以上）多腔室型材，型材可视面壁厚可增至2.8mm以上，外窗型材耐老化时间不应小于6000h；胶条应采用高质量的三元乙丙、硅橡胶等耐老化、耐低温、密封性能优良的胶条。其制品满足低温脆性温度-40℃，回弹恢复（Dr）不应小于5级，可有效提高整窗的气密性。

（3）保证门窗良好的气密性，按照国家标准《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法》GB/T7106-2008的建筑外窗气密性能分级，外窗气密性等级由65%标准的6级提高为7级。另外还应注意门窗的开启方式，应尽量选用平开门窗，增强气密性，有利于门窗节能。

（4）严寒地区居住建筑中应尽量减少凸窗的设计数量，东西向和北向不应设计凸窗；南向因为可以被动利用太阳福射热能，在保证窗的传热系数的条件下，可适当考虑设计一些凸窗。为了保证室内的热环境舒适性，尽量不要在卧室、山墙房间、顶层房间设计凸窗，防止冬季热损失过大，影响室内温度。

3.3屋面节能

严寒地区屋顶保温的主要措施是采用保温材料作为屋面保温层，以增大屋顶热阻。保温层应选用导热系数低、蓄热系数大、吸水率低的材料，同时不宜选用容重大、密度过大的材料，防止屋面荷载过重。屋面的主要两种形式为平屋面和坡屋面，在屋顶设计方面，《严寒（C）区居住建筑节能设计标准》中要求平屋顶的屋顶透明部分的总面积不应大于平屋顶总面积的5%；坡屋顶房间的屋顶透明部分作为采光用时，屋顶透明部分面积不应超过所在房间面积的1/11。

4.结语

建筑节能是一项系统性工程，节能设计只是其中的一部分，要达到更好的节能效果，实现可持续发展，需要我们共同努力，加大研究投入，提高节能建筑品质，才能更好的为严寒地区的居民创造舒适的生活环境，促进严寒地区建筑的健康发展。