寒冷地区建筑节能设计思考

　　[摘要] 寒冷地区的建筑，特别是住宅作为大量性民用建筑，其能耗已成为一个不可忽视的问题，在步入21世纪的今天，如何降低使用过程中的能耗，充分利用大自然赋予的一切，推进建筑节能技术的创造和发展具有一定的经济效益和社会效益。

　　[关键词]：建筑;节能;建筑节能

　　1 建筑节能的意义

　　建筑能耗 占国家总能耗的30%-40%，特别是我国寒冷地区传统建筑外围护结构保温隔热性能差，门窗气密性和保温性不良，是造成冬季室内热量散失室温较低，单位建筑面积耗能大的主要原因。因此要为减少能耗，改善居住热环境，更好地完成建筑节能50% 和65%的奋斗目标，就应遵循国家相关标准、法规，提出配套的具有实际应用价值和降低能耗的节能技术，是对实现建筑能耗具有现实意义。

　　2 总平面规划

　　2.1建筑总平面规划中尽可能使长轴朝向东西向，即建筑为南北朝向，其所获得日照辐射多耗能少。

　　2.2 住宅应选择在自然风存在处避免夏季主导风向阴影区内;利用高大建筑物或地形遮挡冬季恶性风流;呈U型布置的组团式住宅开口应面向夏季主导风向;行列式布置时，住宅平面错开或与夏季主导风向成45度~50度布置，小区规划应遵循建筑物南低北高的分布规律，以利于建筑物有充分日照。

　　3平面节能设计

　　3.1一般来说，体型系数越小，散热量越低，节能效果好。在平面设计中宜采用增大房屋进深跨度，减少平面凸凹变化等;体形系数每增大0.01，使耗热量指标约增加2.5%，一般宜使体型系数控制在0.3以下，若大于0.3，则屋面和外墙加强保温，使其符合“民用建筑节能标准”。

　　3.2 推行建筑平面的温度分区法，将起居室置于建筑南部，以充分利用能源，通过室内的温度分区，以满足热能的梯级应用，运用建筑设计方法，使住宅空间成为热流失的阻隔体，达到节能目的。

　　3.3 建筑平面通常南北向布置以便吸收更大的阳光。单元入口往往朝北，门经常敞开，因此冬季北风涌入吸收热量后，经屋顶人孔缝隙外逸，大量失热。为了减少散热量，楼梯间顶不宜设上人孔，在单元门外设挡风门斗，使入口背向冬季主导风向。

　　4 剖面节能设计

　　外墙的传热面积与层高和周长相关，在满足房屋使用净高的前提下，不应随意增加层高而应控制层高，顶层尽量作成坡屋顶。应用被动式太阳能建筑原理进行建筑设计，组织被动式太阳能的对流循环、直接受益及附加阳光室等方法与建筑设计结合有选择地吸收太阳能，合理储存并正确释放，把通风和采暖有机地结合起来。 墙面材质与色彩应合理选择，在寒冷地区外墙面宜暖色特征，吸收冬季阳光增加墙体的吸热量。

　　5 外墙节能设计

　　为使室内保持适宜的较稳定的温度，要求维护结构具有适当的热稳定性，以减少室温的波动。围护结构的蓄热能力愈大，室温波动愈小;从隔热上讲，主要是要降低内表面的温度。为此，可以通过建筑设计，将环境绿化、自然通风、遮阳和维护结构的隔热能力加以综合考虑。

　　5.1 满足外墙要求的最小传热阻值，最小传热阻值是根据室内一定的热舒适感或国家规定的节能要求，通过计算而求出的。因此，节能建筑外墙的传热阻较现有一般的建筑提高了，在体现节能的同时，又保证了室内一定的热舒适感，这是建筑设计者首先应该按规定执行的。

　　5.2 -尽可能采用外墙外保温体系，以利于提高建筑的使用面积，外保温对室内热稳定有利、热桥易于处理，墙体在满足承重的前提下，尽可能取最小厚度，以减轻自重增加使用面积

　　6 屋面节能设计

　　屋面在住宅的围护结构中占有一定的比重，改善屋面的热工性能，对改善顶层住宅冬冷夏热的状况，提高顶层住户的舒适度，减少屋面的能耗，具有相当重要的意义，

　　6.1 屋面为达到最小传热阻值要求，屋顶保温、隔热的构造层次上， 屋面的防水层下面铺保温材料，为了在晚间不使热向室内辐射，屋面设有通风的间层或架设隔热板，或可考虑采用“保温材料倒置法”，在屋面上将保温层铺在防水层之上，使防水层被掩盖在保温层之下，而不受阳光及气候变化的影响，使热温差较小，且防水层不易受损伤。这种保温层材料最好采用吸湿性小的憎水材料，如目前所用的挤压型泡沫塑料，在保温层上可设保护层，以此可延缓保温材料的老化过程，可选择大粒径的卵石或混凝土板做保护层。

　　6.2 要保证室内的热稳定性，则围护结构的热惰性值不宜太小，当节能建筑的维护结构采用热惰性D值较小的材料时，要按D值的不同对其屋面、墙体的最小传热阻增大附加系数，以减少热振幅，避免室温忽高忽低。

　　6.3 保温隔热层宜靠进外表面，避免屋顶夏季储存过多的热量，夜间传至室内，对办公楼、教学楼以及白天工作的建筑屋面，保温层靠近内表面或外表面均可。对于住宅来讲，最好是将隔热层靠近外表面，通过空气间层的气流流动，可带走热量，不至于积在内部，将白天收到的热量，在夜间逐渐向室内渗透，提高夜间的室内温度，使人难以入睡。对冬季要保温，夏季要隔热的建筑，宜在保温屋面上增设架空隔热板。

　　7 门窗节能设计

　　住宅中的门窗是耗能的最大部位，热损失达40%,其中传热损失占25%，通过缝隙的冷热风渗透约占15%，如门窗的隙缝较大、气密性差，如无任何密封措施冬、夏季大量的冷、热风进入室内，给室内温度带来巨大的影响。所以，首先要采取减少传热损失的措施。

　　7.1 控制窗墙比、减少窗面积， 根据寒冷地域实际情况，南墙、东墙及北墙的窗墙面积比应分别控制35% ，30%，20%以内，以减少散热面。

　　7.2 采用单框双层或三层玻璃窗， 因为双层、三层密封玻璃之间有空气层阻隔，能大大提高窗户的保温效果。国外在双层、三层玻璃之间充氩气的工艺，更提高了窗户的保温效果，要减少冷风渗透，除双层、三层窗外，密封做的要好，周围打密封胶，减少因冷风渗透引起的热损失，按此做法，一般可提高室温2℃左右，同时窗玻璃结露现象亦大大减轻。

　　7.3 选用保温效果好的塑钢门窗， 塑钢门窗较钢或铝合金的门窗气密性好，变形小，缝隙严密，导热系数小，热损失小，原料来源丰富，并具有耐腐蚀、不生锈的优点，同时加强密封措施减少冷热空气渗透。如门窗上采用密封条，即可节约采暖能耗约10%~15%，具体应择优密封性好、耐久性强，使用方便价格适中的门窗密封材料和技术。

　　8 底层地面节能设计

　　底层地面节能技术底层建筑地面垫层下敷设能满足热工和抗压要求的保温材料，如挤塑板、笨板;外墙外保温中把上述材料垂直延敷至基础顶面或地面下2m处。

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