严寒和寒冷地区住宅建筑节能设计

贾淑明徐彦明

（1兰州工业学院土木工程学院，甘肃 兰州 730050；2 八冶建设集团有限公司，甘肃 金昌737100）

严寒和寒冷地区住宅建筑节能设计

贾淑明1徐彦明2

（1兰州工业学院土木工程学院，甘肃 兰州 730050；2 八冶建设集团有限公司，甘肃 金昌737100）

本文以寒冷地区住宅建筑节能设计为例，针对寒冷地区住宅建筑施工的特点，对严寒和寒冷地区住宅建筑节能设计进行了介绍，通过实际工程的节能计算得知，该工程完全符合国家规范对住宅节能的要求，也满足寒冷地区的正常使用要求。可为本地区住宅节能工程的应用提供参考依据。

严寒和寒冷地区；建筑节能；节能设计；热工节能

建筑节能在国内外一直倍受人们的关注，它是建筑业可持续发展的一个重要特征，是我国建筑行业科技发展的一个重要研究领域。建筑节能既是社会文明、进步与发展的象征，与人们生活质量的提高密切相关[1]。建筑节能是一项较为完善的系统工程，它不但与建筑的设计密切相关，而且还应综合考虑新材料的使用，新技术的开发和新工艺应用，以及设备的管理和设计等。只有充分考虑诸多因素，才能做到节约能源消耗，提高热工效率，从而达到节能的目的。

1 严寒和寒冷地区住宅建筑节能设计[2]～[5]

1.1 建筑规划设计

在对建筑物总体规划时，建筑的平面布置与能耗有着密不可分的关系。

严寒和寒冷地区太阳辐射得热对建筑能耗的影响很大，在冬季太阳辐射得热可大大降低采暖负荷。南北朝向是最有利于建筑通风和增加太阳辐射得热的建筑朝向。

在严寒地区，外墙面越多则耗热量越大，越容易在墙面上产生结露、长毛的现象。一个房间外墙面积越大，则能耗过大，这对建筑节能极为不利。如果一个房间有两面外墙时，不宜在两面外墙上均开设窗户，以避免增强冷空气的渗透，而增多了采暖能耗。

1.2 外围护结构节能设计

1.2.1 外窗节能设计

按照《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ26-2010的要求，先确定建筑物所在气候分区，然后计算出建筑物的体形系数和窗墙面积比，根据外窗传热系数的限值选择外窗的规格和材料。在严寒和寒冷地区最常用的外窗为断桥铝合金中空玻璃节能窗。

1.2.2 屋面节能设计

先确定建筑物所在气候分区，根据建筑物的层数选择屋面外保温材料的种类。在严寒和寒冷地区，多层建筑屋面多采用挤塑聚苯板，耐火等级为B级，高层建筑须选用耐火等级为A级保温材料，如双面水泥聚氨酯板、玻璃棉毡、岩棉板等材料。

1.2.3 外墙节能设计

在严寒和寒冷地区，多层建筑外墙多采用挤塑聚苯板，耐火等级为B级，高层建筑须选用耐火等级为A级保温材料，如双面水泥聚氨酯板、玻璃棉毡、岩棉板等材料。

在外墙节能设计中，计算外墙传热系数时需同时考虑外墙的冷桥部分（梁、柱等部位）和热桥部分（墙面）。

1.3 外部构造节能设计

主要是对女儿墙、外窗檐口、雨棚、阳台等部位的节能构造设计，不同的节能构造对建筑物的外保温效果均有影响。

2 工程实例

2.1 工程概况

本工程位于甘肃省民勤县，为六层的框架结构住宅楼，建筑面积2906.71m2。

2.2 该地区气候参数

该地区为寒冷(A)区。夏季通风室外计算温度为26.5℃，夏季空调室外计算温度：24.7℃，夏季空调室外计算相对湿度42%，夏季大气压力841.5hPa。冬季采暖室外计算温度为-12.5℃，冬季通风室外计算温度为-7.9℃，冬季空调室外计算温度为-16.4℃，冬季空调室外计算相对湿度48%，冬季大气压力850.4hPa。

该地区年降水量331.9mm，日最大降水量71.8mm。

2.3 建筑热工节能设计

2.3.1 计算体形系数

体形系数计算公式为

其中F0为建筑物±0.000标高以上的外表面积；V0为外表面面积包围的建筑物体积。

2.3.2 窗户设计

1）窗墙面积比及传热系数K限值见表1

表1 窗墙面积比及传热系数限值K

2）窗的选型

外窗选用HD55系列断桥铝合金低辐射中空玻璃窗，传热系数K=2.30(m2·K)≤2.5W/(m2·K)；

2.3.3 屋面设计

该工程屋面保温层采用70厚挤塑板，热工性能计算值见表2。

表2 屋面热工性能计算值

屋面的传热阻Ro：

屋面的传热系数K＝1/Ro＝0.41＜0.45W/(m2·K)，即屋面的热工节能设计符合标准的规定。

2.3.4 外墙设计[6]

1）外墙主体部位的传热系数Kp

外墙主体部位采用聚苯板薄抹灰外墙外保温系统，构造层次及Kp计算值见表3。

表3 外墙主体部位的Rj计算值

外墙主体部位的传热阻Ro.p：

外墙传热系数Kp＝1/2.11＝0.47W/(m2·K)。

2）外墙结构性冷（热）桥部位的传热系数Kb

该部位也采用聚苯板薄抹灰外墙外保温系统，外墙主体部位的Rj见表4。

表4 外墙主体部位的Rj

外墙结构性冷（热）桥部位的传热阻Ro.b

外墙结构性冷（热）桥部位的传热系数

3）平均传热系数Km

即外墙的热工节能设计符合标准的规定。

2.3.5 楼梯间隔墙设计

该住宅楼梯间隔墙采用200厚多孔砖，水泥砂浆罩面，传热阻Ro的计算值见表5。

表5 楼梯间墙的热阻Rj计算值

楼梯间墙的传热阻Ro＝Re+Rj＝0.04+1.77＝1.81（m2·K)/W

楼梯间墙的传热阻Ro＝1.81（m2·K)/W≥1.5W/（m2·K)/W符合标准的规定。

2.3.6 地面的热工节能设计

1）周边地面传热系数K的计算值见表6。

表6 周边地面的热阻Rj计算值

周边地面的传热阻Ro

周边地面的传热系数

符合标准要求。

2）非周边地面传热系数K的计算值见表7。

表7 非周边地面地面的热阻Rj计算值

非周边地面的传热阻Ro

非周边地面的传热阻Ro＝1.58≥1.50(m2·K)/W，符合标准要求。

2.3.7 不采暖地下室顶板节能设计

表8 不采暖地下室顶板的构造层次及热工性能计算值

不采暖地下室顶板的传热阻

不采暖地下室顶板的传热系数K：

2.3.8 楼板节能设计

表9 架空楼板热工性能计算值

楼板的传热阻Ro

楼板的传热系数K＝0.58＜0.60W/(m2·K)

2.3.9 其他部位的热工节能设计

1）分户门的设计

分户门可采用双面金属板内衬保温材料的多功能门，厂家提供的传热系数K应小于1.7W/(m2·K)；

2）飘窗的设计

飘窗采用聚苯板薄抹灰外保温系统，保温板为40厚聚苯板。

3 结 语

通过计算得知，该住宅建筑节能设计符合规定性指标的设计要求，因此不用进行节能综合指标验算。经过两年来的使用，该工程完全满足寒冷地区住宅节能的使用要求[7]。

[1]任永生．浅析严寒和寒冷地区居住建筑节能设计[J]．低碳世界,2014(5)．170-171

[2]宋德萱．节能建筑设计与技术M]．同济大学出版社．2003。

[3]沈致和．住宅节能原理与设计M]．安徽科学技术出版社．2006。

[4]GB50345-2012屋面工程技术规范[M]．中国建筑工业出版社．2012。

[5]JGJ26-2010严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准[M]．中国建筑工业出版社．2010。

[6]JGJ144-2008外墙外保温工程技术规程M]．中国建筑工业出版社．2008。

[7]鲁性旭．严寒和寒冷地区居住建筑节能设计专篇浅析[J]．建筑节能,2014(11)．93-95

On energy efficiency design for residential buildings in severe cold and cold areas

Taking energy efficiency design for residential buildings in cold areas as an example,the paper introduces energy efficiency design for residential buildings in severe cold and cold areas according to the characteristics of residential building construction in cold areas．Based on the energy-saving calculations of the practical project,it completely meets the demands for national regulations on residential energy-saving and satisfies the normal serviceability requirements in cold areas,which can provide reference for application to energy efficiency constructions in local area．

severe cold and cold areas；building energy efficiency；energy efficiency design；thermally energy saving

TU241

B

1003-8965（2017）03-0028-03