嚴寒和寒冷地區住宅建筑節能設計

賈淑明徐彥明

（1蘭州工業學院土木工程學院，甘肅 蘭州 730050；2 八冶建設集團有限公司，甘肅 金昌737100）

嚴寒和寒冷地區住宅建筑節能設計

賈淑明1徐彥明2

（1蘭州工業學院土木工程學院，甘肅 蘭州 730050；2 八冶建設集團有限公司，甘肅 金昌737100）

本文以寒冷地區住宅建筑節能設計為例，針對寒冷地區住宅建筑施工的特點，對嚴寒和寒冷地區住宅建筑節能設計進行了介紹，通過實際工程的節能計算得知，該工程完全符合國家規范對住宅節能的要求，也滿足寒冷地區的正常使用要求。可為本地區住宅節能工程的應用提供參考依據。

嚴寒和寒冷地區；建筑節能；節能設計；熱工節能

建筑節能在國內外一直倍受人們的關注，它是建筑業可持續發展的一個重要特征，是我國建筑行業科技發展的一個重要研究領域。建筑節能既是社會文明、進步與發展的象征，與人們生活質量的提高密切相關[1]。建筑節能是一項較為完善的系統工程，它不但與建筑的設計密切相關，而且還應綜合考慮新材料的使用，新技術的開發和新工藝應用，以及設備的管理和設計等。只有充分考慮諸多因素，才能做到節約能源消耗，提高熱工效率，從而達到節能的目的。

1 嚴寒和寒冷地區住宅建筑節能設計[2]～[5]

1.1 建筑規劃設計

在對建筑物總體規劃時，建筑的平面布置與能耗有著密不可分的關系。

嚴寒和寒冷地區太陽輻射得熱對建筑能耗的影響很大，在冬季太陽輻射得熱可大大降低采暖負荷。南北朝向是最有利于建筑通風和增加太陽輻射得熱的建筑朝向。

在嚴寒地區，外墻面越多則耗熱量越大，越容易在墻面上產生結露、長毛的現象。一個房間外墻面積越大，則能耗過大，這對建筑節能極為不利。如果一個房間有兩面外墻時，不宜在兩面外墻上均開設窗戶，以避免增強冷空氣的滲透，而增多了采暖能耗。

1.2 外圍護結構節能設計

1.2.1 外窗節能設計

按照《嚴寒和寒冷地區居住建筑節能設計標準》JGJ26-2010的要求，先確定建筑物所在氣候分區，然后計算出建筑物的體形系數和窗墻面積比，根據外窗傳熱系數的限值選擇外窗的規格和材料。在嚴寒和寒冷地區最常用的外窗為斷橋鋁合金中空玻璃節能窗。

1.2.2 屋面節能設計

先確定建筑物所在氣候分區，根據建筑物的層數選擇屋面外保溫材料的種類。在嚴寒和寒冷地區，多層建筑屋面多采用擠塑聚苯板，耐火等級為B級，高層建筑須選用耐火等級為A級保溫材料，如雙面水泥聚氨酯板、玻璃棉氈、巖棉板等材料。

1.2.3 外墻節能設計

在嚴寒和寒冷地區，多層建筑外墻多采用擠塑聚苯板，耐火等級為B級，高層建筑須選用耐火等級為A級保溫材料，如雙面水泥聚氨酯板、玻璃棉氈、巖棉板等材料。

在外墻節能設計中，計算外墻傳熱系數時需同時考慮外墻的冷橋部分（梁、柱等部位）和熱橋部分（墻面）。

1.3 外部構造節能設計

主要是對女兒墻、外窗檐口、雨棚、陽臺等部位的節能構造設計，不同的節能構造對建筑物的外保溫效果均有影響。

2 工程實例

2.1 工程概況

本工程位于甘肅省民勤縣，為六層的框架結構住宅樓，建筑面積2906.71m2。

2.2 該地區氣候參數

該地區為寒冷(A)區。夏季通風室外計算溫度為26.5℃，夏季空調室外計算溫度：24.7℃，夏季空調室外計算相對濕度42%，夏季大氣壓力841.5hPa。冬季采暖室外計算溫度為-12.5℃，冬季通風室外計算溫度為-7.9℃，冬季空調室外計算溫度為-16.4℃，冬季空調室外計算相對濕度48%，冬季大氣壓力850.4hPa。

該地區年降水量331.9mm，日最大降水量71.8mm。

2.3 建筑熱工節能設計

2.3.1 計算體形系數

體形系數計算公式為

其中F0為建筑物±0.000標高以上的外表面積；V0為外表面面積包圍的建筑物體積。

2.3.2 窗戶設計

1）窗墻面積比及傳熱系數K限值見表1

表1 窗墻面積比及傳熱系數限值K

2）窗的選型

外窗選用HD55系列斷橋鋁合金低輻射中空玻璃窗，傳熱系數K=2.30(m2·K)≤2.5W/(m2·K)；

2.3.3 屋面設計

該工程屋面保溫層采用70厚擠塑板，熱工性能計算值見表2。

表2 屋面熱工性能計算值

屋面的傳熱阻Ro：

屋面的傳熱系數K＝1/Ro＝0.41＜0.45W/(m2·K)，即屋面的熱工節能設計符合標準的規定。

2.3.4 外墻設計[6]

1）外墻主體部位的傳熱系數Kp

外墻主體部位采用聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統，構造層次及Kp計算值見表3。

表3 外墻主體部位的Rj計算值

外墻主體部位的傳熱阻Ro.p：

外墻傳熱系數Kp＝1/2.11＝0.47W/(m2·K)。

2）外墻結構性冷（熱）橋部位的傳熱系數Kb

該部位也采用聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統，外墻主體部位的Rj見表4。

表4 外墻主體部位的Rj

外墻結構性冷（熱）橋部位的傳熱阻Ro.b

外墻結構性冷（熱）橋部位的傳熱系數

3）平均傳熱系數Km

即外墻的熱工節能設計符合標準的規定。

2.3.5 樓梯間隔墻設計

該住宅樓梯間隔墻采用200厚多孔磚，水泥砂漿罩面，傳熱阻Ro的計算值見表5。

表5 樓梯間墻的熱阻Rj計算值

樓梯間墻的傳熱阻Ro＝Re+Rj＝0.04+1.77＝1.81（m2·K)/W

樓梯間墻的傳熱阻Ro＝1.81（m2·K)/W≥1.5W/（m2·K)/W符合標準的規定。

2.3.6 地面的熱工節能設計

1）周邊地面傳熱系數K的計算值見表6。

表6 周邊地面的熱阻Rj計算值

周邊地面的傳熱阻Ro

周邊地面的傳熱系數

符合標準要求。

2）非周邊地面傳熱系數K的計算值見表7。

表7 非周邊地面地面的熱阻Rj計算值

非周邊地面的傳熱阻Ro

非周邊地面的傳熱阻Ro＝1.58≥1.50(m2·K)/W，符合標準要求。

2.3.7 不采暖地下室頂板節能設計

表8 不采暖地下室頂板的構造層次及熱工性能計算值

不采暖地下室頂板的傳熱阻

不采暖地下室頂板的傳熱系數K：

2.3.8 樓板節能設計

表9 架空樓板熱工性能計算值

樓板的傳熱阻Ro

樓板的傳熱系數K＝0.58＜0.60W/(m2·K)

2.3.9 其他部位的熱工節能設計

1）分戶門的設計

分戶門可采用雙面金屬板內襯保溫材料的多功能門，廠家提供的傳熱系數K應小于1.7W/(m2·K)；

2）飄窗的設計

飄窗采用聚苯板薄抹灰外保溫系統，保溫板為40厚聚苯板。

3 結 語

通過計算得知，該住宅建筑節能設計符合規定性指標的設計要求，因此不用進行節能綜合指標驗算。經過兩年來的使用，該工程完全滿足寒冷地區住宅節能的使用要求[7]。

[1]任永生．淺析嚴寒和寒冷地區居住建筑節能設計[J]．低碳世界,2014(5)．170-171

[2]宋德萱．節能建筑設計與技術M]．同濟大學出版社．2003。

[3]沈致和．住宅節能原理與設計M]．安徽科學技術出版社．2006。

[4]GB50345-2012屋面工程技術規范[M]．中國建筑工業出版社．2012。

[5]JGJ26-2010嚴寒和寒冷地區居住建筑節能設計標準[M]．中國建筑工業出版社．2010。

[6]JGJ144-2008外墻外保溫工程技術規程M]．中國建筑工業出版社．2008。

[7]魯性旭．嚴寒和寒冷地區居住建筑節能設計專篇淺析[J]．建筑節能,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