浅谈北方寒冷地区的建筑节能设计

【摘要】：我国北方大多属于严寒、寒冷地区，建筑保温则是节能设计的主要部分。结合北方地区特有的气候条件，从园区规划、单体建筑方案以及建筑维护结构设计等方面分析目前北方地区建筑节能的应用现状，提出建筑节能的发展方向。

【关键词】：北方建筑 节能 生态建筑

1.冷地区的气候特点和北方建筑的基本要求

我国北方冬季漫长特别寒冷，尤其东北可持续半年之久，一年干燥少雨、夏暖冬寒、温差大、气候干燥，多风沙，易发生火灾。

根据以上因素，北方的建筑物应满足冬季防寒、保温、防冻等要求，夏季部分地区应兼顾放热；建筑物宜设在避风、向阳地段，尽量争取主要房间有较多日照；建筑物的外表面积与其包围的体积比尽可能地小，平、立面不宜出现过多的凹凸面。

总体布局：规划应满足冬季日照与防寒的要求，加强冬季密闭性且兼顾夏季通风和利用太阳能等节能措施，结构上要考虑年气温差较大、冬季风的不利影响，保证各部分维护结构的传热系数和窗墙面积比等符合规定要求，施工还要考虑冬季寒冷期较长和夏季多暴雨的特点。

2.生态建筑，节能减排

近年建筑界更多地探讨建筑生态设计，应结合自然生态、经济生态和社会生态三个方面内容达到建筑整体生态设计目标。结合场地太阳光辐射、降雨、水文、风、植物等自然条件，在建筑生命周期过程中与自然合作，充分利用自然提供的潜力，使建筑融入自然，与自然环境和谐。在建筑周期过程中减少物资能源消耗，提高资源利用率，减少废物排放减轻对环境的污染。建筑是物流和能流的综合体系，建筑空间组合，墙体材料，结构体型等都影响到耗能水平，设计应采用与建筑功能相应的能源形势，技术方式和材料，减少常规能源的使用，充分利用太阳能、风能等资源。对于减少能耗，建筑材料的选择是很重要的，应优先考虑本土的建筑材料。

3. 优化围护结构设计

改善单体建筑的围护结构的保温隔热性能是建筑节能设计的关键。

1.外墙

外墙是建筑护结构的主体，主要用于承重、防水、防潮、隔热、保温。多年以来，建筑墙体均采用较单一的材料砌筑，如粘土砖砌墙体、空心砌块墙体、加气混凝土墙体等。随着建筑节能越来越受人们重视，许多单一材料墙体，本身导热系数大，很难同时满足隔热保温的要求，所以，复合墙体的使用越来越广泛。

复合墙体中，根据保温材料位置不同，可分为外保温复合墙体、内保温复合墙体以及夹心保温复合墙体。

其中外墙内保温时在墙体结构内侧覆盖一层保温材料，通过粘接剂固定在墙体结构内侧，在保温材料外侧保护层及饰面。目前内保温多采用粉刷石膏作为粘接和抹面材料，通过使用聚苯板或聚苯颗粒等保温材料达到保温效果，但是内保温，外墙平均传热系统依然高，热桥保温处理困难，易出现结露现象，而且占用室内使用面积，不利于既有建筑的节能改造。

外墙外保温将高效保温材料置于外墙主体结构外侧，其对主题结构具有保护作用，有效避免了室外气候变化引起墙体内部温度变化，使结构主体寿命延长；有利于消除或减弱冷、热桥的影响；可避免室温发生较大波动；对原有建筑改造时，减少对室内的干扰，不占用室内空间，二次装修也避免对保温层进行破坏。

因此两者比较，外保温以绝对优势在北方地区墙体保温不断地发展，常采用粘贴聚苯板外墙保温，胶粉聚苯颗粒外墙外保温，现浇混凝土聚苯板外墙外保温等节能设施，经过实践获得最佳节能效果。

沈阳万鑫大火，火势通过外保温迅速向上蔓延，为防止悲剧再次发生，消防部门出台文件，加强建筑外保温系统防火管理，如民用建筑工程外保温材料不得采用易燃材料，并严格限制使用可燃材料。要推广使用不燃材料，其燃烧性能宜为A级。

2.外窗

窗户兼有围护、采光、通风、沟通室内外视线等多重功能，窗户的热耗在建筑物的总耗热量中所占比重很大，经多次工程计算，约占50%左右，因此减少门窗的热耗量是建筑节能的重要内容，改善建筑窗户的保温性能和加强窗户的气密性是节能的关键措施。

窗户属于薄壁构件，传热系数大，其散热一般为窗玻璃传热；窗扇缝隙热损失；窗框冷桥部位与墙体交接处热损失。

根据北方地区在满足通风和采光的条件下，要根据不同朝向控制窗墙面积比，对于冷风渗透严重的方向，就要减少开窗面积。依照不同寒冷程度，而采用多层窗或者单框双玻，利用玻璃间的空气层减少热损失。选择传热系数小的塑料窗框代替金属窗框，并且注意扇和框与扇和玻璃之间的避风处理，并且结合使用保温隔热性能较好的中空玻璃、吸热玻璃、反射玻璃等透光材料。因为塑钢门窗其密闭性好，不易变形，具有防腐、节能、美观、加工方便等优点值得推广，是目前门窗设计的首选材料。

3.屋面

屋面的热损失量虽然比窗、墙要小，但单位面积耗热量也很大。屋面的节能措施主要选择密度大，传热系数小，吸水率小的保温材料，以防止保温材料吸收大量水份而降低保温效果。北方地区常采用水泥珍珠岩、加气混凝土砌块及水泥聚乙烯聚苯板等保温材料上铺防水层方法，经过多年使用，效果还是不错。

4.地面

考虑到北方地区冻土层比较浅，建筑物外墙在室外地坪以下的垂直墙面及周边直接接触土壤的地面应采用保温措施。在外墙周边从外墙内算起2米范围内，接触室外空气的地方及采暖地下室顶板均需进行保温处理。目前北方地区采用的低温地板辐射采暖系统是个不错的节能措施。

4.结束语

建筑节能设计是一个科技含量很高，涉及专业很多的技术，必须依靠各专业技术合作，各学科通力协作，相互支持配合，采用高效、经济的节能材料和先进的构造技术，因地制宜，提高建筑整体节能效果。要我们不断的在实战中探索，善于发现问题，解决问题，就可以有效的降低建筑能耗，从而更好地节能减排。

参考文献：

1.杨善勤、郎四维.建筑节能[M].北京：中国建筑工业出版社，1999年版

2.全国民用建筑工程设计技术措施（2009年版）

3.民用建筑热工设计规范.GB 50176-93