寒冷地區(qū)住宅建筑節(jié)能設(shè)計

王首一

[摘要]介紹我國住宅建筑節(jié)能的重要性和現(xiàn)行節(jié)能狀況，通過對寒冷地區(qū)住宅建筑的規(guī)劃節(jié)能設(shè)計和圍護體系的節(jié)能設(shè)計的闡述，為其它城市或地區(qū)的建筑節(jié)能研究提供幫助。

[關(guān)鍵詞]建筑節(jié)能 住宅 寒冷地區(qū)

中圖分類號：TU2文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1671－7597（2009）0420086－01

一、住宅建筑節(jié)能重要性及發(fā)展現(xiàn)況

隨著經(jīng)濟建設(shè)的穩(wěn)步發(fā)展，土地、原油、電力等能源問題已成為困擾我國發(fā)展的瓶頸。據(jù)資料顯示，建筑能耗占中國能源總能耗的30%，隨著現(xiàn)代化建設(shè)的進(jìn)展，比重也將逐年增大。以住宅建筑為代表的中國建筑業(yè)，現(xiàn)處在由量變到質(zhì)變的過程，我們絕不能再走高能耗高污染的老路，建設(shè)節(jié)能型住宅乃至綠色住宅才是中國住宅建筑發(fā)展的必由之路。

所謂建筑節(jié)能指建筑材料生產(chǎn)、房屋建筑和構(gòu)筑物施工過程及使用過程中，合理使用能源；在滿足同等需要或達(dá)到相同目的的條件下，盡可能降低能耗。我國建筑節(jié)能起步較晚，于上世紀(jì)80年代開始建筑節(jié)能工作，當(dāng)時確定第一個建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)用于采暖居住建筑，節(jié)能率為在1980年1981年當(dāng)?shù)赝ㄓ迷O(shè)計能耗水平的基礎(chǔ)上普遍降低30%；自1996年起，第二階段節(jié)能（也稱50%節(jié)能）要求在達(dá)到第一階段要求的基礎(chǔ)上再節(jié)能30%；第三步階段節(jié)能（也稱65%節(jié)能）是到2005年達(dá)到第二階段要求的基礎(chǔ)上再節(jié)能30%，即在1980-1981年住宅通用設(shè)計的基礎(chǔ)上節(jié)能65%。我國寒冷地區(qū)住宅總量約占全國住宅總量的27%，本文將重點對寒冷地區(qū)住宅建筑做節(jié)能設(shè)計研究。

二、住宅建筑的規(guī)劃節(jié)能設(shè)計

現(xiàn)在說建筑節(jié)能，人們往往只考慮建筑的構(gòu)造、材料、圍護結(jié)構(gòu)的熱工性能，而忽略了建筑規(guī)劃設(shè)計創(chuàng)作階段的節(jié)能控制。我們應(yīng)該在設(shè)計之初將建筑設(shè)計創(chuàng)作與規(guī)劃、構(gòu)造、材料等方面進(jìn)行綜合考慮，從而全面提高住宅建筑的節(jié)能效果和建筑品質(zhì)，達(dá)到我國“第三步階段的65%節(jié)能”的預(yù)期目標(biāo)。

（一）住宅選址與規(guī)劃布局。國內(nèi)住宅建筑多以小區(qū)形式出現(xiàn)，住宅建筑選址的好壞、規(guī)劃的合理性是決定住宅節(jié)能設(shè)計的先決條件。住宅小區(qū)選址應(yīng)根據(jù)地形特點，選擇避風(fēng)向陽的朝南坡地或平原上，避開迎風(fēng)的水域岸邊或容易形成風(fēng)道的山谷、山頂?shù)?，因為冬季冷氣流在凹地里易形成對建筑物的“霜洞”效?yīng)；

（二）道路設(shè)計與小區(qū)通風(fēng)。為使建筑單體爭取更好的朝向，我們在設(shè)計初通常將小區(qū)道路的布局與用地結(jié)合布置。除施工便利、方便使用，道路也是整個小區(qū)的通風(fēng)道。道路設(shè)計時應(yīng)便于組織小區(qū)通風(fēng)，并與城市、小區(qū)綠化空間結(jié)合，把新鮮空氣引入小區(qū)，從而提高居住區(qū)內(nèi)的小氣候環(huán)境質(zhì)量。

（三）景觀綠化設(shè)計。小區(qū)環(huán)境綠化要突出居住條件的均好性和共享性，為居民提供戶外休閑、觀賞和改善生態(tài)環(huán)境的綠化空間。景觀綠化可以有效降低氣溫、調(diào)節(jié)濕度、防風(fēng)抗風(fēng)、改善通風(fēng)質(zhì)量，從而抑制熱島效應(yīng)，改善住宅建筑外維護結(jié)構(gòu)的熱工性能。綠化應(yīng)以綠植物為主，形成點、線、面相結(jié)合的完整綠化系統(tǒng)，形成良好適應(yīng)氣候特點的植物群落。

（四）雨水收集利用。在現(xiàn)代住宅的節(jié)能設(shè)計中，應(yīng)建立雨水收集與中水利用系統(tǒng)，并使其用量達(dá)到總用水量的30%。一般住宅小區(qū)，屋面與路面面積之和約占地面面積40%，做好屋面和路面收集將是雨水收集的重要部分。屋面雨水收集主要是通過水落管將雨水收集引流，進(jìn)入小區(qū)內(nèi)中水處理系統(tǒng)。小區(qū)路面通常采用鋪貼滲水磚和設(shè)置路面排水溝，這樣雨水可以通過滲水磚和水溝進(jìn)入小區(qū)的中水系統(tǒng)中，為小區(qū)的綠化灌溉和中水使用提供水源。

三、住宅圍護體系節(jié)能設(shè)計

建筑物耗熱量主要由通過圍護結(jié)構(gòu)的傳熱耗量構(gòu)成，其數(shù)值約占總耗熱量的73%－77%，所以改善圍護體系節(jié)能對于提高住宅節(jié)能設(shè)計有著深遠(yuǎn)的影響。住宅建筑圍護體系的節(jié)能設(shè)計重點在其外墻、門窗和屋頂三大部分。

（一）外墻保溫設(shè)計。墻體是建筑物的重要組成部分。在傳熱耗熱量中，外墻約占25%左右，樓梯間隔墻的傳熱耗熱量約占15%左右，改善墻體的傳熱耗熱將明顯提高建筑的節(jié)能效果?，F(xiàn)在住宅外墻節(jié)能常采用外墻外保溫的方式。所謂外墻外保溫，是指在建筑物垂直的磚石或混凝土建造的外墻的外表面上建造保溫層，絕熱材料附和在建筑物外墻的外側(cè)，并覆以保護層。這樣，建筑物的整個外表面都被保溫層覆蓋，有效抑制了外墻與室外的熱交換。另外，在住宅設(shè)計時應(yīng)盡量減少建筑的凹凸面，避免體形復(fù)雜化，不做或少做單元少的低層住宅，并在每棟單元的樓梯間設(shè)置門窗。

（二）外窗節(jié)能設(shè)計。窗戶是建筑維護結(jié)構(gòu)重要的組成部分，也是外圍護結(jié)構(gòu)中能量損失最大的部位。一般住宅的外窗（包括陽臺門）面積約占建筑面積的20%左右，其中通過外窗傳熱散失的能量約占建筑能耗的28%左右，通過外窗透氣散失的能量占建筑能耗的27%左右。住宅外窗節(jié)能設(shè)計中，通常采用以下幾種途徑：1．控制住宅窗墻比，窗戶的面積既要滿足采光率，還應(yīng)兼顧節(jié)能保溫。簡單來說，就是在滿足自然采光的范圍內(nèi)，外窗的面積越小越好；2．采用密封的雙層或多層中空玻璃。數(shù)據(jù)顯示，玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)λ=0.76W/(m·K) ，靜止空氣λ=0.02W/(m·K)，很顯然空氣比玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)低得多，可利用空氣間層來提高熱阻值；3．提高外窗氣密性。如門窗框與墻間的縫隙可用彈性松軟型材料（如毛氈）、彈性密閉型材料（如聚乙烯泡沫材料）、密封膏以及邊框設(shè)灰口等密封?？蚺c扇之間的密封可用橡膠、橡塑或泡沫密封條以及高低縫、回風(fēng)槽等；4. 采用平開窗。固定窗是最節(jié)能的窗型，但它無法滿足通風(fēng)要求。推拉窗經(jīng)過長時間使用后，密封毛條表面毛體磨損嚴(yán)重，空氣對流加大，能量消耗加大。在選用相同型材和料玻璃下，平開窗在窗扇關(guān)閉后，窗扇和窗框之間壓條壓得較緊，很難形成對流，節(jié)能優(yōu)勢明顯。

（三）屋面、樓地面的保溫設(shè)計?，F(xiàn)在，國內(nèi)屋面節(jié)能設(shè)計常采用憎水型水泥膨脹珍珠巖保溫板、水泥聚苯保溫隔熱空心砌塊等屋面保溫隔熱材料，這些材料吸水率低，保溫性能穩(wěn)定，使用周期較長。另外，采暖地區(qū)住宅樓地面越來越多采用地面輻射供暖（地暖）。所謂地面輻射供暖是指以整個地面為散熱器，通過地板輻射層中的熱煤，均勻加熱整個地面，利用地面自身的蓄熱和熱量向上輻射的規(guī)律由下至上進(jìn)行傳導(dǎo)，來達(dá)到取暖的目的?！暗嘏毕鄬Χ?，更高效節(jié)能，熱穩(wěn)定性更好，運行費用低，使用壽命更長。

四、結(jié)語

建筑節(jié)能是中國建筑業(yè)走向可持續(xù)發(fā)展的轉(zhuǎn)折點，也是我國國民經(jīng)濟發(fā)展的一項長遠(yuǎn)戰(zhàn)略方針。在未來的幾十年內(nèi)，住宅業(yè)仍將保持快速增長的態(tài)勢，住宅建筑節(jié)能設(shè)計對我國的發(fā)展將具有極其深遠(yuǎn)的影響。

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