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摘要：北方寒冷地區居住建筑的能源損耗，主要來源于供暖及室內溫暖環境的維持，這一部分的能源損耗，占土建工程中的能源損耗的比重是很高的。節約能耗，減少能源浪費，對建筑業的持續發展意義重大。探析北方寒冷地區建設項目的節能設計方案，給出優化房屋建筑部位的節能保護措施，選用高效率的節能原材料，達到最合理的節能效果。

關鍵詞：寒冷地區；建筑節能設計；節能措施

能源節約和環境保護是國家經濟發展的重點工作方向。建筑能耗是能源消耗中的重點項目，是節能工作中的重中之重，建筑工程在前期規劃設計階段就要統籌考慮建筑節能方案，在項目的實施階段及最后的驗收階段，均需要和建筑工程同步實施及驗收節能工程。甘肅省武威地區是寒冷地區中的2A區域，結合該地區項目的實際情況，理清建筑節能設計的目標及方案，分析現行居所建設能源損耗的原由，總結建筑節能設計優化的方法及措施。

1建筑節能設計

1.1總平面規劃。居住建筑前期總平規劃時，就應考慮到建筑在冬季大寒日的日照時間必須滿足規范要求。建筑單體的平面布置應盡可能使長軸朝向東西方向，短軸朝向南北方向，即建筑單體擺放為南北朝向，可獲得大量的太陽日照輻射熱，提高建筑的得熱率。住宅總平面規劃應遵循建筑物南低北高的排列規律，以利于每棟住宅都能得到充分的日照時間。北方寒冷2A地區，可不考慮防熱設計，僅滿足保溫設計要求。北方寒冷2B地區，在滿足保溫設計要求下，需兼顧隔熱設計、自然通風、遮陽設計的要求。住宅設計時，營造的主要居所空間的窗戶設置應當避開寒冷地區冬令季節的主導風向。因地制宜，充分利用既有的高大建筑物或自然地勢阻擋冬季寒冷氣流的侵襲。住宅按南北方向并列式布置時，棟與棟之間盡量錯開，避免形成“穿堂風”。1.2建筑平面設計。建筑物與室外大氣接觸的外廓面積與其所包裹的體積的比值是建筑的體型系數，系數值越小，散熱面越少，能源消耗就越少。在建筑平面設計中一般采用增大房屋進深，減少建筑面寬，盡量避免采用體型復雜，凹凸面過多的設計方案；應使體形系數控制在合理的數值范圍內。既能達到節能計算的標準，同時也能滿足建筑對空間變化、造型美觀的需求。建筑平面布局，居住建筑的主要居所空間應設置于建筑向陽面，以充分接收太陽熱能，增加室內的溫暖環境。根據室內空間對于溫度需求的不同，進行區域劃分，形成熱能的分級使用。運用合理的建筑平面設計，使住宅內部空間形成熱流失的阻隔體，完成節能降耗最終目的。1.3建筑外墻節能。外墻是隔絕建筑室內和室外的構造主體，集承重、隔熱、保溫、防水、防潮的性能。外墻是建筑節能的重要部位。墻體結構的傳熱系數越小，熱阻越大，蓄熱能力越強，熱工性能越好。所以墻體材料的選用很關鍵，影響整棟建筑的熱工效應。墻體材質應選用傳熱系數小的材料。建筑墻體如果僅采用單一材質砌筑，很難達到上述要求。疊合型的墻體的出現和運用，解決了建筑節能計算對墻體熱工性能的要求。疊合型墻體由主體的墻體材料和保溫材料組成。墻體的外挑雨棚、圈梁、女兒墻等部位是建筑熱橋位置，熱量集中從這些部位快速釋放出去，是能源損失的薄弱點，這些特殊的部位需要進一步做保溫加強措施。根據保溫物質位置的差異，可以分成外保溫疊合型外墻、內置保溫疊合型外墻以及夾心保溫外墻。內置保溫外墻是將保溫材料放置于墻體的內側，使用膠黏劑與基層結構粘結。目前內置保溫做法多采用復合板、保溫板、保溫砂漿、噴涂硬泡（PU）等保溫系統，經過運用聚苯板或聚苯顆粒等保溫材料達到保溫功效。內保溫外墻的熱橋位置，保溫處理困難，易呈現結露、潮濕、發霉的現象，同時內保溫系統占用室內的使用面積，不便于建筑物的室內二次裝修。采用這種模式，既有建筑的節能改造工程施工不便，一般改造工程不采用內保溫方式。外墻外置保溫層是將保溫材料設置在墻體結構的外側，對主體結構具有一定的防護作用，避免了室外氣溫變化引起墻體結構內部溫感變化，從而達到延長結構耐久性。對熱橋部位的保溫措施，施工方便，解除及減弱了熱橋對建筑物的影響，同時提高建筑物外墻的氣密性和防水性。外保溫系統不占用室內有效的利用空間，原有建筑改造時，對室內的干擾不大，不影響建筑的室內二次裝修。外保溫系統，保溫材質的選擇，保溫材料經長期不斷地發展，到目前為止，性能較好的保溫材料及做法是粘貼保溫板外保溫系統做法，選用的材料有模塑聚苯板EPS；擠塑聚苯板XPS；硬泡聚氨酯板PUR；還有噴膠粉模塑聚苯板（EPS）顆粒漿料外保溫系統；噴涂硬泡聚氨酯（PUR）外保溫系統等做法。在實際工程中，結合工程情況，運用以上材料及做法均能滿足墻體節能計算的要求。夾心保溫外墻是將保溫物質置于墻體結構的中間。這種墻體結構做法易產生熱橋，結構抗震性能不好，且施工相對困難，這種夾心保溫墻體的做法基本被外保溫系統所取代。經以上三種墻體保溫模式的比較，墻體外保溫體系在北方寒冷地區的墻體保溫中使用得更廣泛。1.4外門窗節能。門窗在建筑工程中具有不可缺少的多重功能，有采光、通風、聯系室內外的功能，同時兼具美觀的功能，也是建筑工程中熱損失的集中通道。做好門窗的節能設計，是土建工程節能的難點也是關鍵點。北方寒冷地區在滿足通風和采光的條件下，首先應控制東、西、南、北不同朝向的窗墻面積比，對于寒冷季主導風的方向，應盡量減少開窗面積。選用合理的窗型及材料，可采用中空的單框三層玻璃窗，即三層玻璃，中間有兩層空氣夾層，空氣的導熱系數比玻璃的導熱系數大很多。利用這種中空玻璃，增大門窗結構的傳熱阻，有效減少門窗結構的傳熱系數。改善外窗的保溫效果。其次，施工時做好窗框與墻體之間的密封處理，安裝密封條，杜絕冷風經窗縫隙滲透到室內。在冷橋位置應加強保溫措施，減少結露現象發生。窗框選用熱工性能好的塑鋼門窗，塑鋼門窗的氣密性高，導熱系數小，加工方便、不易變形，縫隙嚴密，防腐美觀，不生銹，原材料來源豐富，是目前門窗設計的首選材料。1.5建筑屋面節能。屋面是住宅的圍護構造中的重要組成部分，屋面的熱耗量雖然比外窗以及外墻要小，但單位面積耗熱量很大。屋面的保溫性能的提升，對于改進頂層住宅冬季室內熱耗，提升頂層住戶室內溫度的穩定性，具有相當重要的意義。屋面的節能措施主要選擇輕質、多孔、導熱系數小的保溫材料，采用倒置式屋面時，為了防止保溫材料吸收大量水份而降低保溫效果，保溫層材料應采用吸濕性小的憎水材料。北方寒冷地區目前主要采用塊狀式保溫材料，有硬質聚氨酯泡沫塑料板、擠塑聚苯乙烯泡沫塑料板、憎水膨脹珍珠巖板、蒸壓加氣混凝土塊、泡沫玻璃板等。

2結語

板塊狀材質的保溫層具有施工速度快、保溫效果好、防止濕作業的優點，在建設工程中應用得十分普遍。結語節能降耗和綠色建筑是建筑業長期發展的趨勢和研究課題，也是創造節約型社會的動力。建筑節能的技術開發探究是一個觸及多學科專業的工作，必須依附各個學科專業的通力合作、相互配合，采用高效率的建筑節能材料及先進的構造方法，結合地區工程的實際情況，才能因地制宜地提高建筑整體節能效果。

參考文獻

[1]中國建筑科學研究院有限公司中華人民共和國住房和城鄉建設部JGJ26-2018嚴寒和寒冷地區居住建筑節能設計標準[S]，北京，中國建筑工業出版社，2018.

作者:宋藝 單位: 中國電建集團福建省電力勘測設計院有限公司