寒冷地区的居住建筑节能设计研究

单利伟/中国核电工程有限公司郑州分公司

寒冷地区的居住建筑节能设计研究

单利伟/中国核电工程有限公司郑州分公司

节约能源是我国的基本国策，建设节约型社会是我们目前的主要发展方针，也是走可持续发展道路的重要途径。我国建筑用能已达到全国能源消费总量32%左右，建筑节能刻不容缓。我国北方城镇采暖能耗占全国建筑总能耗的36%，为建筑能源消耗的最大组成部分。单位面积采暖平均能耗折合标准煤为20kg/m2·年，为北欧等同纬度条件下建筑采暖能耗的2～4倍。因此严寒寒冷地区也是我国建筑节能工作的重点。

寒冷地区；居住建筑；节能设计

导言

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、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。

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。

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。

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。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。

四、屋面节能技术

屋面保温节能多采用高效保温材料保温屋面、架空型保温屋面、倒置型保温屋面、种植屋面等节能屋面。

倒置式屋面，保温层为憎水性保温材料，防水材料置于保温层下部，延缓了防水层老化，延长了防水层的使用寿命，简化了构造，降低了造价。另外，保温层置于上部，施工中因受天气、工期等影响内部的水分可以顺畅排出。与普通保温屋面相比，倒置式屋面的优越性显而易见。

随着我国城市化进程的高速发展，“城市热岛”现象将更为严重。建筑实行屋面绿化，可以大幅度降低建筑能耗、减少温室气体的排放，同时可增加城市绿地面积、美化城市、改善城市气候环境。

五、节能技术在建筑设计中的应用

建筑物寿命一般较长，建筑节能改造难度很大，因此在设计之初便考虑建筑能耗与环境影响便显得至关重要。而不同地区、不同气候、不同类型的建筑节能不是依靠墙体保温等措施就可以解决的，更需要从建筑规划、单体设计到建筑细部构造处理以及环境控制设备及系统等各种技术的集成来解决。

重视综合设计过程这个新观念，在方案之初即让相关专业工种介人，统筹考虑相互影响，寻求合理的解决方案，不留下遗憾的“硬伤”。作为一名建筑设计人员，在方案之初就应该将节能问题考虑进去，而不仅仅是考虑结构选型、交通组织等问题就行了，如果只考虑外观造型的美而牺牲了节能降耗的问题，那么这个方案也就是失败的。比如确定建筑物体形系数和窗墙比，应统筹考虑，使建筑造型、使用功能、建筑节能及建筑成本达到完美统一。有些楼盘，为了追求建筑造型的新奇，为了强调住户的观景效果，建筑体型凹凸变化大，所有居室的窗户均为落地大窗，体形系数及窗墙比超出规范限值，节能设计采用权衡判断方法，计算结果需降低门窗传热系数，选用LOW-E玻璃、镀膜玻璃或者三层中空玻璃等热阻大门窗，外墙和屋面保温层厚度也相应增大，不仅增加了工程造价，还增加了施工难度，得不偿失。

六、结语

总之，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。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。

[1]刘伟伟，建筑的艺术技术与建筑的生态发展[J]，小城镇建设，2002，20（11）：58-59。

[2]李琪，建筑创作中的技术观念[J]，建筑创作2010，22（3）：34-35。