北方寒冷地區(qū)綠色住宅建筑技術(shù)策略淺析

張方圓

西藏大學(xué) 西藏 拉薩 850000

引言

近年來我國工業(yè)以及科技力量發(fā)展進(jìn)入加速階段，在給人民生活帶來一定便利的同時(shí)，也帶來了新的問題，例如環(huán)境污染以及能源枯竭。為了有效地實(shí)現(xiàn)科學(xué)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，需要對(duì)與生活息息相關(guān)的生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行相關(guān)的創(chuàng)新，科學(xué)合理地利用大自然給我們的饋贈(zèng)，與自然和諧相處，共同發(fā)展和進(jìn)步?；诖吮尘?，在于建筑方面推廣了綠色建筑，綠色建筑因?yàn)槠渚哂袃?yōu)秀的綜合性能，目前被廣泛地運(yùn)用到建筑工程當(dāng)中，在保證安全性、功能性以及舒適性的同時(shí)，也有效地實(shí)現(xiàn)了資源的節(jié)約。綠色節(jié)能建筑時(shí)科學(xué)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的產(chǎn)物，也是未來建筑行業(yè)發(fā)展的趨勢及方向，本文主要通過對(duì)綠色建筑在實(shí)際過程中的運(yùn)用，科學(xué)合理地利用太陽能、風(fēng)能等自然資源分析，實(shí)現(xiàn)綠色建筑在建筑領(lǐng)域當(dāng)中的可持續(xù)發(fā)展。

1 我國建筑行業(yè)能耗現(xiàn)狀分析

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速增長和發(fā)展，對(duì)于能源的需求量日益增加，就目前的情況來看，短時(shí)間內(nèi)還是會(huì)呈現(xiàn)持續(xù)增長的情況。通過分析我們能夠發(fā)現(xiàn)，在于建筑的主要能源消耗方面主要是采暖空調(diào)、熱水供應(yīng)、電氣設(shè)備以及炊事等方面，其中根據(jù)相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示采暖空調(diào)消耗能源最為廣泛，占比65%，已經(jīng)超過1半，為了更好地有效節(jié)約能源，從建筑節(jié)能保溫效果上研究具有一定的必要性。

近幾年，我國城鎮(zhèn)化腳步加快，截止到2019年，我國城鎮(zhèn)化覆蓋率達(dá)到60.60%，并且呈現(xiàn)繼續(xù)上漲的趨勢。城鎮(zhèn)化的發(fā)展和進(jìn)步推動(dòng)了建筑行業(yè)的發(fā)展，給建筑行業(yè)帶來了巨大的市場。同時(shí)，為了堅(jiān)持科學(xué)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，需要對(duì)建筑進(jìn)行相關(guān)的節(jié)能設(shè)計(jì)，以節(jié)約資源。

我國建筑節(jié)能產(chǎn)值占工業(yè)節(jié)能服務(wù)產(chǎn)值大約在34%左右，從2011年的413億元增加到2018年的1575億元，年平均的增長率超過了20%。建筑節(jié)能的相關(guān)設(shè)計(jì)起到了重要的作用，對(duì)于整個(gè)建筑行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步也起到了一定的促進(jìn)作用。

2000年至2014年，建筑業(yè)能源消耗總量跨度相對(duì)較大，從2014年至2018年，建筑業(yè)能源消耗總量呈現(xiàn)減緩的趨勢，同時(shí)這段時(shí)間也是城鎮(zhèn)化加速推廣的時(shí)間，充分說明綠色建筑設(shè)計(jì)對(duì)能源節(jié)約具有重要的作用以及必要性。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，從2011年至今，我國新建節(jié)能建筑面積一直呈現(xiàn)穩(wěn)步增長的趨勢，2015年，新建節(jié)能建筑面積更是達(dá)到了28.1億平方米，截止到2018年，累計(jì)節(jié)能建筑已經(jīng)超過188.5億平方米，從數(shù)據(jù)上也可以發(fā)現(xiàn)，近年來我國對(duì)于節(jié)能的認(rèn)知逐漸提高，對(duì)于綠色建筑的重視程度也逐漸提高，從而被廣泛運(yùn)用到建筑工程當(dāng)中，不僅滿足了城鎮(zhèn)化快速發(fā)展所帶來的供求關(guān)系，還在一定程度上大大降低了能源的消耗，實(shí)現(xiàn)了我國科學(xué)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)[1]。

2 綠色建筑對(duì)于建筑工程的重要意義分析

綠色建筑的提出是指在建筑的使用期限內(nèi)，通過科學(xué)合理地進(jìn)行設(shè)計(jì)，利用自然能源實(shí)現(xiàn)最大限度的節(jié)約能源、資源，其次能夠?qū)χ苓叺沫h(huán)境起到一定的調(diào)節(jié)作用，在給住宅居民提供一個(gè)高品質(zhì)生活環(huán)境的同時(shí)，也在一定程度上保存了自然原生態(tài)，使人們與自然更加和諧的相融合，一起進(jìn)步和發(fā)展。

綠色建筑是新一代的建筑工程技術(shù)，根據(jù)其特點(diǎn)可以歸納為以下幾個(gè)方面：首先是通過綠色設(shè)計(jì)，科學(xué)合理地利用太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮芤约捌渌淖匀荒茉磥頌榻ㄖ锾峁┦褂脛?dòng)力荷載，在一定程度上降低了建筑物對(duì)于傳統(tǒng)能源的消耗，有效地實(shí)現(xiàn)了能源、資源的節(jié)約。

其次，綠色建筑還講究生態(tài)性，例如在住宅區(qū)根據(jù)實(shí)際情況科學(xué)合理的設(shè)計(jì)一些綠植濕地等，一方面能夠?qū)λ催M(jìn)行有效的過濾凈化，另一方面，對(duì)于溫度、濕度等自然環(huán)境也能夠進(jìn)行一定的調(diào)控。除此之外，通過一些樹籬的設(shè)計(jì)，可以對(duì)園區(qū)不同功能區(qū)進(jìn)行有效的劃分，使其更加具有層次感，空間上來看更加飽滿。綜合來看，綠色建筑能夠給人提供一個(gè)健康、舒適性良好的生活空間環(huán)境。

綠色建筑不僅僅只是傳統(tǒng)的綠色植被或者花園等元素，其更多的是一種設(shè)計(jì)理念，不僅在節(jié)能、提供高品質(zhì)生活環(huán)境以外，還在一定程度上有效的促進(jìn)人與自然的和諧相處，共同發(fā)展和進(jìn)步，是可持續(xù)發(fā)展重要的體現(xiàn)。

3 綠色建筑的特點(diǎn)分析

綠色建筑的特點(diǎn)相對(duì)較多，例如節(jié)能、環(huán)保等，除此之外，還有綠色建筑節(jié)能材料，本文主要就綠色建筑節(jié)能材料進(jìn)行相關(guān)的分析，通過對(duì)節(jié)能材料的選用以及特征分析，探究其在寒冷地區(qū)綠色建筑技術(shù)中的實(shí)際運(yùn)用。

（1）節(jié)能主墻體材料。混凝土空心砌磚。其材料主要由水泥、砂石、外摻劑按照一定的配比進(jìn)行拌和而制成，空心率一般保持在25～50%之間，可以用于綠色建筑高層建筑以及大跨度建筑。另外，還可以利用一些工業(yè)廢渣為制作原料，例如利用粉煤灰、工業(yè)冶煉廢渣為骨料制作的空心墻體，不僅降低了成產(chǎn)成本，還有效地降低了對(duì)于環(huán)境的污染。

EPS砌塊。主要由阻燃型聚苯乙烯泡沫塑料作為建造模板和保溫層隔熱層，在中間澆筑混凝土，從而形成的一種新型的復(fù)合墻體。相對(duì)來講，其施工簡單方便，造價(jià)相對(duì)較低，產(chǎn)品穩(wěn)定并且保溫效果好，被廣泛運(yùn)用到綠色建筑中。

加氣混凝土砌塊。主要以粉煤灰、石灰、水泥、砂石以及石膏為原料制作，自重輕，抗震性能好，強(qiáng)度高、耐高溫、容易加工、隔音效果好、耐火強(qiáng)等特點(diǎn)廣泛運(yùn)用綠色建筑中。

（2）節(jié)能外墻保溫材料。聚苯乙烯泡沫塑料。以聚苯乙烯樹脂作為基礎(chǔ)原料，加入泡發(fā)劑制作而成。其吸水性小、密度小、強(qiáng)度好、易加工等特點(diǎn)，廣泛運(yùn)用于外墻施工。另外還有硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料以及礦物棉，也因?yàn)槠渚C合性能優(yōu)秀作為綠色建筑材料被廣泛運(yùn)用[2]。

（3）節(jié)能門窗材料。目前來講，節(jié)能門窗主要分為低輻射玻璃以及吸熱玻璃，低輻射玻璃在冬季可以有效地反射室內(nèi)的紅外熱能，達(dá)到保溫的效果。吸熱玻璃一般在夏天用得較多，本文不著重分析。另外，在北方寒冷地區(qū)也可以采用雙層玻璃，其保溫效果也是較為不錯(cuò)，都是綠色建筑材料中的重要組成部分。

（4）其他建筑節(jié)能材料。除了以上的材料分析，還有透水混凝土、相變材料以及自然界的能源，例如太陽能。太陽能作為最為清潔的能源之一，在綠色建筑設(shè)計(jì)中已經(jīng)被廣泛使用，例如在實(shí)際運(yùn)用中利用光能轉(zhuǎn)換技術(shù)，太陽能與建筑外墻、屋頂?shù)冉Y(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)合利用，可以有效地降低能耗，是綠色建筑中后期設(shè)計(jì)主要的方向。

4 北方寒冷地區(qū)綠色住宅建筑具體技術(shù)分析

（1）充分的利用太陽能等自然資源。綠色建筑住宅除了講究安全性、功能性、舒適性以外，還具有較高的生態(tài)性，綠色建筑在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，會(huì)充分地利用自然界的饋贈(zèng)，例如太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮芤约捌渌问降哪茉?。在寒冷的北方地區(qū)，利用地?zé)崮苋∨苡行p少供暖季節(jié)對(duì)于煤炭資源的消耗，在節(jié)約資源的同時(shí)，也降低了對(duì)于周邊環(huán)境的污染程度。

太陽能是目前利用比較成熟的技術(shù)之一，被廣泛運(yùn)用到生活、生產(chǎn)當(dāng)中，筆者著重通過分析北方寒冷地區(qū)利用太陽能的途徑來分析綠色住宅建筑技術(shù)。對(duì)于太陽能的第一點(diǎn)是住宅設(shè)計(jì)方面，例如科學(xué)合理的設(shè)計(jì)樓的走向以及角度，通過調(diào)節(jié)接收太陽能的光照程度來調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度，這一點(diǎn)可以有效減少供暖所使用的流量，進(jìn)而減少對(duì)于能源的消耗程度。另一方面，是北方寒冷地區(qū)冬季一般伴隨著大風(fēng)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候需要根據(jù)風(fēng)向進(jìn)行設(shè)計(jì)樓宇的走向（因?yàn)榈貐^(qū)地理因素影響，北方寒冷地區(qū)冬季一般以北風(fēng)以及西北風(fēng)為主），在保證光照條件不受影響的前提之下，最大限度地保證住宅園區(qū)的風(fēng)力，進(jìn)而對(duì)于整個(gè)住宅小區(qū)起到了一個(gè)保溫作用。

其次，經(jīng)過實(shí)踐調(diào)查，北方地區(qū)使用太陽能熱水器的較多，因此在進(jìn)行住宅建筑設(shè)計(jì)的過程中，需要預(yù)留一定的空間得以充分的安裝太陽能熱水器設(shè)備，其不僅能夠很好的利用太陽能，還不會(huì)產(chǎn)生污染，是目前為止較為環(huán)保的產(chǎn)品之一。例如在冬季天氣較好的情況下，太陽能熱水器能夠充分有效的發(fā)揮其作用，為居民提供生活熱水，如果遇到較為差的天氣，例如雨雪天氣，那么太陽能熱水器的作用會(huì)降低，這個(gè)時(shí)候可以使用室內(nèi)的電熱水器或者天熱氣熱水等，能最大限度地體現(xiàn)太陽能熱水器的輔助節(jié)能作用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了綠色建筑節(jié)能環(huán)保的效果[3]。

（2）科學(xué)處理保溫材料接縫。北方寒冷季節(jié)主要的能源消耗就是供暖，所以在北方綠色設(shè)計(jì)建筑技術(shù)中首先需要考慮的問題就是保溫。綠色住宅建筑技術(shù)中運(yùn)用的保溫材料相對(duì)較多，例如雙層玻璃、聚苯乙烯板等，關(guān)于常用的保溫材料上文有提及，不再多做介紹，以下內(nèi)容主要就建筑材料的施工技術(shù)進(jìn)行相關(guān)的分析闡述。

根據(jù)相關(guān)的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，北方寒冷地區(qū)的建筑容量大約占全國總建筑數(shù)量的百分之三十左右，但是對(duì)于能源消耗方面卻占據(jù)全國消耗的近一半，這充分說明了對(duì)于推廣綠色建筑的重要性以及必要性。在北方寒冷地區(qū)，除了要科學(xué)合理的選擇保溫材料外，對(duì)其施工技術(shù)也有較高的要求，例如，外墻保溫采用擠塑聚苯板是常用的保溫材料之一，板狀的聚苯乙烯泡沫板的施工技術(shù)，特別是板材之間縫隙的施工處理是影響保溫效果的重要因素，在常見的施工過程中常用平縫以及錯(cuò)縫搭接的方式，但是根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)得出這兩種方法容易出現(xiàn)熱橋問題，對(duì)于整體的保溫效果有一定的影響，根據(jù)目前的施工技術(shù)發(fā)展和進(jìn)步，再保溫?cái)D塑聚苯板縫隙施工中采用企口縫鋪貼施工技術(shù)來處理。

企口縫鋪貼施工技術(shù)主要是通過在板材接縫處采用企口縫的形式，企口縫技術(shù)的運(yùn)用能夠有效避免接縫處熱橋問題的出現(xiàn)，其次，企口縫的施工技術(shù)可以有效地避免因?yàn)橛晁疀_刷造成雨水侵蝕外墻的現(xiàn)象，可以提高外墻的防水效果。另外，企口縫施工技術(shù)可以有效地對(duì)板材進(jìn)行連接，對(duì)于板材的穩(wěn)定性的提升具有重要的作用，進(jìn)而保證整體建筑物的保溫效果。建筑保溫效果能夠得到保證以后，對(duì)于能源的消耗能夠有效地減緩，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。

（3）優(yōu)化建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。①建筑外墻體優(yōu)化。在北方建筑保溫效果上，外墻是占據(jù)能量流失的重要部分，因此，建筑外墻是建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，且占據(jù)著重要的位置。上文我們有提及綠色建筑設(shè)計(jì)中朝向的問題，其主要的是利用太陽能來調(diào)節(jié)室內(nèi)的問題。對(duì)于建筑外墻來講，不同的朝向?qū)τ谔栞椛湟泊嬖谳^大的差異，其次是照射時(shí)間等因素影響，例如，南向墻體具有較好的朝向，接受太陽照射時(shí)間長，其熱的時(shí)間以及熱量相對(duì)于其他朝向的墻體相對(duì)較多，所以，在進(jìn)行保溫層施工中需要根據(jù)樓宇的具體的朝向來設(shè)計(jì)。②建筑外門、窗優(yōu)化。建筑外門以及窗戶其散熱和外墻相差無幾，是能量流失的重要組成部分。其材料、朝向、面積都影響保溫效果。根據(jù)實(shí)際情況分析可以得出：首選是窗口的面積需要遵循相關(guān)的設(shè)計(jì)要求，其次朝向遵循宜南少北的原則，且南向長形窗為主，東西方向扁狀窗為主。另外，多采用雙層玻璃以及塑鋼復(fù)合材料等。③建筑屋頂及地面優(yōu)化。為了起到更好的保溫效果，在北方建筑設(shè)計(jì)施工中，除了屋頂?shù)姆浪畬邮┕油?，在設(shè)計(jì)時(shí)還需要在屋頂以及地面增設(shè)保溫層，屋頂?shù)谋卦O(shè)計(jì)可以采用聚苯乙烯泡沫板以及空氣隔熱技術(shù)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)施工時(shí)需要將保溫層設(shè)計(jì)在防水層的上部位置[4]。

5 結(jié)束語

綠色建筑技術(shù)能夠有效地實(shí)現(xiàn)我國科學(xué)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，對(duì)于節(jié)能環(huán)保方面起到了至關(guān)重要的作用。北方寒冷地區(qū)是能源消耗的關(guān)鍵地區(qū)，所以在進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)施工中，需要根據(jù)實(shí)際的情況采取科學(xué)合理的設(shè)計(jì)以及施工工藝，全方位的考慮綠色住宅設(shè)計(jì)理念，進(jìn)一步推動(dòng)我國綠色建筑技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。