寒冷地区办公建筑节能设计参数研究

摘要：随着城市化进程的加快，办公建筑的发展也随之加快，然而，在发展过程中能源的消耗更是逐渐增加。因此办公建筑的节能设计与推广迫在眉睫。本文结合自己的工作经验进行分析，对寒冷地区办公建筑的节能设计提出一些设计思路，仅供参考。

关键词：寒冷地区；办公建筑；节能设计

中图分类号：TE08文献标识码： A

引言

严寒地区的办公建筑耗能巨大，但是随着节能环保技术的发展，低碳建筑的成本也会有所降低，因此作为建筑设计者，要将节能技术贯穿到整个设计的方方面面，注重建设过程的每一个环节，以便有效控制和降低碳排放，并形成可循环持续发展的模式。公共建筑节能有着其特殊的必要性和迫切性，所以建筑物有效的节能减排并达到相应的标准，是我国建筑业健康发展的必经之路。

一、建筑方案与节能设计概述

节能设计作为近年来逐步强化的一项设计内容，在刚起步的时候，并未得到足够的重视，往往在施工图设计的尾声才开始介入，常出现节能计算不通过、进而通过对屋顶、墙身构造及门窗用料的调整来满足计算要求。最终结果只能是一种不得已而为之的折中做法。作为设计人员，我们应该自始至终将节能的观念融入整体设计，从单体的朝向、平面布局以及形体等方面入手，再结合具体的构造做法，利用新型节能材料，真真正正地设计一栋节能的建筑。

按照我国的气候条件，划分为五个分区：严寒地区，寒冷地区，夏热东冷地区，夏热冬暖地区以及温和地区。热工分区的基本规律是：严寒地区和寒冷地区基本上是我国的东北、华北、西北。这些地区地域辽阔，面积大，建筑节能设计起步也比较早，经验相对来说比较丰富，主要考虑是冬季保温。夏热冬冷地区大体上是长江中下游地区，如成都、武汉、南京、上海等，这些地区的建筑节能设计由于历史原因起步较晚，面积不是最大，但人口密度高，也是我国经济最发达地区，也可以说这一地区的节能潜力最大，效果也最明显，设计时考虑的冬季保温与夏末防热兼顾。

二、寒冷地区办公建筑节能设计

1、控制体型系数

体形系数是指建筑物与室外大气接触的外表面积（不计地面）与其所包围的建筑体积之比。体型系数越大，说明单位建筑所分担的热损失面积越大，能耗就越多。反之，体型系数越小就越有利于节能，减少外表面与室外空气的接触就越减少散热。建筑体型系数还与建筑物的体型是否规整及建筑物体量大小有关。所以建筑师在设计时要考虑平面布局要少凹凸面，尽量减少面积，使建筑物的体型不要太复杂，以达到节能的目的。

2、窗墙面积比

近年来年公共建筑的窗墙面积比有越来越大的趋势，这是由于人们更加希望空间更加通透明亮，立面造型更加新颖、更突出。窗墙面积比是影响建筑能耗的重要因素，也受建筑日照、采光、自然通风等室内环境要求的制约。窗户的保温隔热性能比墙体差很多，窗墙面积比越大，采暖和空调能耗也越大。因此，从降低建筑能耗的角度出发，必须限制窗墙面积比。

3、墙体节能

墙体节能是建筑护结构的主题，其所用材料的保温性能直接影响建筑的耗热量。日前常用的加气混凝土砌块及在复合墙体保温性能差，不能满足设计标准，均采用外贴挤塑板以达到节能要求。当难以实施外保温时，可采用其他保温构造做法，且结构性热桥的内表面温度（在冬季必须大于冬季室内设计温度、湿度条件下的露点温度）。

墙体保温构造应符合下列要求：（1）阳台、雨篷、外墙阳台底板及栏板、空调机搁板、附壁柱、凸窗、装饰线等应采取保温措施。（2）门、窗框外侧周边墙面应保温，门、窗框与墙间的缝隙应采用高效保温抗渗材料填实。（3）不同材料的接缝处应做好防水处理，护结构悬挑构件、洞口部位应做构造防水。

4、屋面节能

在不断改进建筑外墙、外墙的保温性能后，还必须进一步加强屋面保温的隔热的研究，屋面保温层不宜选用吸水率较大的保温材料，以防止屋面湿作业时因保温层大量吸水而降低保温效果。因公共建筑类型的多样化和建筑功能的需要，许多建筑的中庭，在建筑的内区有一个通透明亮的公共空间，使建筑能耗增大了许多，既是采暖、空调也难以满足人们所要求的舒适温度。因此甲类建筑物屋顶透明部分的面积不应大于屋顶总面积的30%，乙类建筑物屋顶部分的面积不应大于屋顶总面积的20%。

5、材料的节能布局

高层建筑主体布局中应考虑建筑的功能需求，哪些空间须布置在较好的朝向，需要接收大量阳光，根据实际需要其围护构件可以尽量做得通透些，更有利于吸纳光线，阳光与景观都从这一侧被引入建筑中。相反，寒地高层建筑有些空间不需要日照，对阳光没有严格要求或不需要布置在有利朝向（南向或东向），根据实际需要其建筑围护构件可以尽量做得厚重些，可以更有利于抵御冷风渗透，具有足够的保温能力，后者就涉及到材料的节能布局问题。

材料节能布局是指高层建筑的围护结构在设置时通透与厚重问题的思考。要把建筑中好的朝向尽量安排适宜接收阳光、视线无遮挡、私密性不严格的空间，如寒地住区高层住宅的起居室、书房、健身房等，就比较适合，它需要选择通透性的材料，其节能原理如同花房一样，气密性、保温性和隔声性等均较好的玻璃材料便成为设计师的首选，将其做成幕墙，不仅可将阳光全部接收进入，也可以起到一定的屏挡、围护作用。

6、门窗节能改造技术

门窗也是建筑结构中耗能较大的部位，尤其是外窗所占的比例更大，通过外窗所传递的热量和产生的热量损耗占据建筑耗能的一半以上，因此，要重视对门窗的节能改造，才能达到降耗的目的。

（1）门的节能改造。在夏热冬暖地区的既有建筑中，大部分都是木门，通过在木门的中间位置粘贴聚苯乙烯板，能够有效的提高建筑的保温效果。同时，民用建筑中使用的防盗门，在进行定制时可以在门腔内填充一些玻璃棉或者是矿棉等材料，可以达到防火和隔热的目的。

（2）窗的节能改造。既有建筑中的铝合金框要避免热桥，需要根据相应的技术标准设置双层或者多层玻璃窗，在经济条件允许的情况下可以使用低辐射玻璃，如热反射玻璃，Low－E玻璃，镀膜玻璃等，能够起到更好的隔热效果。需要注意的是，玻璃层之间要做好密封工作，避免长时间使用导致玻璃层间进入灰尘，影响玻璃透明度。

（3）窗帘的合理应用。内置窗帘的应用容易将热量从玻璃窗外部抵挡，就如同将能量浪费，所以建议室内可以应用镀膜窗帘，通过镀膜的循环作用能够阻挡夏季的高温直射和降低冬季室内热量的流失，镀膜窗帘在国外已经获得广泛应用。百叶的形式可以在使用的时候拉开，不使用的时候关闭，对建筑物的空间和使用性能不会产生影响。

（4）窗的外遮阳改造。根据《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》JGJ75－2012中规定，东、西向外窗需要遮阳措施，所以对外窗的节能要求变得更加严格。对于东西向外窗除了选择低辐射的玻璃外，还可以选择增加外遮阳的方法。可以选用外遮阳百叶或活动遮阳。

7、阳台、楼梯间及外露传热构件的节能改造

有很多建筑节能改造时针对阳台的措施，都采取将阳台密封、加保温窗等措施，而针对一些没有阳台的建筑，则可以通过加装阳台的方式来进行改造。这种加装阳台的技术在国外已经有一定的应用，通过单独设置相应的支柱实现阳台与原有建筑物结构的连接，能够增加建筑物的使用面积，也为建筑物增加了保温的效能。对于楼梯间的节能改造，可以通过增加保温防盗门的方式来提高楼梯间的热工性能。同时在改造过程中，应安装能随时关闭的单元门，并且用新型的节能隔热窗对原有的窗进行替换，适当的增加内墙保温，增强隔热效果。

结束语

节能环保的绿色建筑是一种生活智慧，是创造与自然和谐共生、与环境协调平衡的展览模式，随着人们生活水平日益提高，对居住生活、供给建筑的环境要求也愈来愈高。“保护生态环境”，创造绿色家园越来越受到人们的重视。

参考文献

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[2]路诗奎，张双迎.地板辐射供冷结露问题的理论研究[J].江苏科技大学学报（自然科学版），2011（6）.