寒冷地區的居住建筑節能設計研究

單利偉

【摘 要】節約能源是我國的基本國策，建設節約型社會是我們目前的主要發展方針，也是走可持續發展道路的重要途徑。我國建筑用能已達到全國能源消費總量32%左右，建筑節能刻不容緩。我國北方城鎮采暖能耗占全國建筑總能耗的36%，為建筑能源消耗的最大組成部分。單位面積采暖平均能耗折合標準煤為20kg/㎡·年，為北歐等同緯度條件下建筑采暖能耗的2～4倍。因此嚴寒寒冷地區也是我國建筑節能工作的重點。

【關鍵詞】寒冷地區；居住建筑；節能設計

導言

在社會經濟不斷進步的過程中，消耗了大量的能源，現階段，社會生產過程中的能源緊缺現象越來越嚴重，在這種情況下，全球范圍內提出了節能理念，希望通過改變人類生產和生活習慣，加強對能源的保護，從而有效緩解能源短缺與生產需求之間的矛盾。建筑業在人類社會進步和能源消耗過程中都發揮了重要的作用，新時期在加強宣傳節能理念的過程中應首先從建筑業入手，在這種情況下，加強寒冷地區居住建筑節能設計要點分析具有重要意義。近年來我國的建筑業在快速發展的過程中，消耗了大量的能量，因此我國加強了對寒冷地區居住建筑節能設計的關注。

一、外門窗要求

在居住建筑當中，能耗最大的部位就是外門窗，在建筑整體能耗當中，外門窗的能耗量占有三分之二，而其他因素導致的傳熱損失僅占三分之一，如寒冷風的滲透和熱傳過程。因此，寒冷地區居住建筑在進行節能設計的過程中應加強對外門窗的設計，要求外門窗在日常應用過程中既能夠為室內帶來良好的景觀、采光和通風等基礎狀況，還應當以最小的安裝面積出現在建筑物當中。

首先，在對外門窗進行安裝的過程中，要對其安裝面積進行精確的控制，在控制過程中，需要對寒冷地區當地的地理緯度、采光要求和日常狀況進行充分的考察，寒冷地區居住建筑在進行外門窗控制的過程中應從充分滿足以上條件，并在此基礎上促使按照面積減小。同時還應當充分考慮到不同朝向的居住建筑的外門窗安裝面積要求。

其次，促使氣密性在外門窗當中得以提高，因此應加強對密封條的設置。在這一過程中，門窗材料應應用具有良好密閉性的新型材料，現階段先進的門窗材料有鋁塑復合和斷橋隔熱鋁合金等材料；在安裝門窗的過程中，應將轉型材料有效的填入到門窗與墻體的縫隙當中，這一轉型材料應當具有較高的密封性；還可以將橡膠填充于窗扇與窗框之間，或者可以應用泡沫等材料；還應當加強回風槽和邊框高低縫的設計等。

二、增加對新型高效保溫節能材料的應用

外圍結構在建筑當中擁有最大的占用面積，在寒冷地區，居住建筑通常會在外圍結構上失去百分之二十二左右的熱量，同時還有百分之九的屋頂熱量損失，由此可見，寒冷地區居住建筑節能設計過程中加強外圍結構設計具有重要的意義。在這一過程中，節能維護體系應當具有多樣性，實現這一特色的基礎就是對新型高效保溫材料進行大量的應用，從而促使熱能散失降低，促使保溫性能大大提升，節能的目的就能夠得以實現。從實現節能墻體的角度來看，現階段所出現的外墻材料包含復合和單一兩種類型，復合材料當中能夠有效實現內保溫，其主要材料包括夾芯復合、外保溫復合等；單一材料有空心砌塊、空心磚砌體等。

在進行屋頂保溫的過程中，現階段主要應用的材料有兩種，一種是復合型節能材料，能夠有效結合保溫和結構；另外一種是保溫性屋面，應用的材料以保溫材料為主。通常狀況下，在進行居住建筑設計的過程中，鋪釘和粘貼在外墻建設中應用較多，在這種情況下，提高墻體和屋面的節能性最好的方法就是使用多種高效保溫材料。

三、加大南向熱量獲取面積

據有效數據顯示，在寒冷地區，建筑物的南向同其他方位的朝向相比，獲取的熱量要大得多，這是因為南向建筑能夠獲得更多的太陽直射時間。正南方向的建筑在一天之中獲得的太陽輻射值要高于朝向東側和西側建筑的三倍，對于節能具有良好的效果。在這種情況下，如果在進行建筑設計的過程中，受客觀條件限制，無法進行正面朝南的設計，那么應盡量選擇南偏東或南偏西兩種設計方式，這樣一來雖然太陽直射會減少，但是還是具有一定的節能效果。

四、屋面節能技術

屋面保溫節能多采用高效保溫材料保溫屋面、架空型保溫屋面、倒置型保溫屋面、種植屋面等節能屋面。

倒置式屋面，保溫層為憎水性保溫材料，防水材料置于保溫層下部，延緩了防水層老化，延長了防水層的使用壽命，簡化了構造，降低了造價。另外，保溫層置于上部，施工中因受天氣、工期等影響內部的水分可以順暢排出。與普通保溫屋面相比，倒置式屋面的優越性顯而易見。

隨著我國城市化進程的高速發展，“城市熱島”現象將更為嚴重。建筑實行屋面綠化，可以大幅度降低建筑能耗、減少溫室氣體的排放，同時可增加城市綠地面積、美化城市、改善城市氣候環境。

五、節能技術在建筑設計中的應用

建筑物壽命一般較長，建筑節能改造難度很大，因此在設計之初便考慮建筑能耗與環境影響便顯得至關重要。而不同地區、不同氣候、不同類型的建筑節能不是依靠墻體保溫等措施就可以解決的，更需要從建筑規劃、單體設計到建筑細部構造處理以及環境控制設備及系統等各種技術的集成來解決。

重視綜合設計過程這個新觀念，在方案之初即讓相關專業工種介人，統籌考慮相互影響，尋求合理的解決方案，不留下遺憾的“硬傷”。作為一名建筑設計人員，在方案之初就應該將節能問題考慮進去，而不僅僅是考慮結構選型、交通組織等問題就行了，如果只考慮外觀造型的美而犧牲了節能降耗的問題，那么這個方案也就是失敗的。比如確定建筑物體形系數和窗墻比，應統籌考慮，使建筑造型、使用功能、建筑節能及建筑成本達到完美統一。有些樓盤，為了追求建筑造型的新奇，為了強調住戶的觀景效果，建筑體型凹凸變化大，所有居室的窗戶均為落地大窗，體形系數及窗墻比超出規范限值，節能設計采用權衡判斷方法，計算結果需降低門窗傳熱系數，選用LOW-E玻璃、鍍膜玻璃或者三層中空玻璃等熱阻大門窗，外墻和屋面保溫層厚度也相應增大，不僅增加了工程造價，還增加了施工難度，得不償失。

六、結語

總之，在社會經濟不斷進步的背景下，能源短缺的矛盾極大的凸現出來，在這種情況下，世界各國開始了節能理念的宣傳。本文在對居住建筑體形系數充分研究的基礎上說明，寒冷地區居住建筑設計過程中，體形系數越小的建筑節能狀況越好，同時還對寒冷地區的外門窗及建筑材料提出了更高的要求。寒冷地區建筑應對房間窗洞口的安裝面積進行更加準確的確定，同時建筑設計和施工過程中應對新型高效保溫節能材料進行充分的利用，從而提高建筑保溫效果，降低能耗。

參考文獻：

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