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一、我國(guó)寒冷地區(qū)建筑能耗現(xiàn)狀
據(jù)資料顯示，我國(guó)新增采暖能耗以每年6×109kg標(biāo)準(zhǔn)煤的速度在增長(zhǎng)。我國(guó)北方城鎮(zhèn)采暖人口只占全國(guó)人口總數(shù)的13。6%，但北方集中采暖地區(qū)的房屋建筑的建筑面積約占全國(guó)采暖房屋面積的50%，且每年有3～6個(gè)月的采暖期。在80年代末期，寒冷地區(qū)采暖能耗占到當(dāng)時(shí)全國(guó)年總能耗的11。5%，占采暖地區(qū)全社會(huì)能耗的20%以上，在一些嚴(yán)寒地區(qū)城鎮(zhèn)建筑能耗則高達(dá)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)總能耗的50%以上。因此，我國(guó)建筑節(jié)能中心工作首先是圍繞著降低北方寒冷地區(qū)城鎮(zhèn)的采暖能耗展開(kāi)的。寒冷地區(qū)的建筑能耗主要是以供熱為主，所以，建筑節(jié)能絕大部分是供熱節(jié)能。
二、建筑物能耗消耗的途徑
寒冷地區(qū)建筑物的能耗主要取決于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)和冷風(fēng)滲透，建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的散熱量，往往要占采暖熱耗的1/3以上，如果建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)具有良好的保溫隔熱性能，便可減少冬季室內(nèi)傳出室外的熱量和夏季室外傳入室內(nèi)的熱量，從而減少為維持室內(nèi)舒適熱環(huán)境提供的采暖和制冷能量。
建筑節(jié)能按圍護(hù)結(jié)構(gòu)界面劃分主要包括墻體節(jié)能、門窗節(jié)能和屋面節(jié)能。如何改善建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性，節(jié)約能源，開(kāi)發(fā)和利用太陽(yáng)能，保證人們生活在良好的環(huán)境中，是建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)重點(diǎn)考慮的。
三、寒冷地區(qū)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)
筆者認(rèn)為寒冷地區(qū)的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)著重做好以下三方面的工作：一是要從建筑物的規(guī)劃設(shè)計(jì)之初進(jìn)行節(jié)能控制；二是要發(fā)展高效的保溫隔熱材料，做好屋面保溫隔熱防止室內(nèi)外熱交換，從而減少建筑能耗；三是要控制建筑物的體形系數(shù)、選擇適宜的朝向及采用合理的構(gòu)造措施。下面將詳細(xì)論述。
（一）建筑的規(guī)劃節(jié)能設(shè)計(jì)
現(xiàn)在說(shuō)建筑節(jié)能，人們往往只考慮建筑的構(gòu)造、材料、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能，而忽略了建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)創(chuàng)作階段的節(jié)能控制。我們應(yīng)該在設(shè)計(jì)之初將建筑設(shè)計(jì)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)。
1、住宅選址與規(guī)劃布局
國(guó)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(jì)的先決條件。住宅小區(qū)選址應(yīng)根據(jù)地形特點(diǎn)，選擇避風(fēng)向陽(yáng)的朝南坡地或平原，避開(kāi)迎風(fēng)的水域岸邊或容易形成風(fēng)道的山谷、山頂?shù)龋驗(yàn)槎纠錃饬髟诎嫉乩镆仔纬蓪?duì)建筑物的“霜洞”效應(yīng)。
2、道路設(shè)計(jì)與小區(qū)通風(fēng)
為使建筑單體爭(zhēng)取更好的朝向，我們?cè)谠O(shè)計(jì)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(gè)小區(qū)的通風(fēng)道。道路設(shè)計(jì)時(shí)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。
3、景觀綠化設(shè)計(jì)
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(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能。綠化應(yīng)以綠植物為主，形成點(diǎn)、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(diǎn)的植物群落。
4、雨水收集利用。
在現(xiàn)代住宅的節(jié)能設(shè)計(jì)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(guò)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(guò)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。
（二）建筑外圍體系節(jié)能設(shè)計(jì)
建筑物耗熱量主要由通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱耗量構(gòu)成，其數(shù)值約占總耗熱量的1/3以上，所以改善圍護(hù)體系節(jié)能對(duì)于提高住宅節(jié)能設(shè)計(jì)有著深遠(yuǎn)的影響。住宅建筑圍護(hù)體系的節(jié)能設(shè)計(jì)重點(diǎn)在其外墻、門窗和屋面三大部分。
1、外墻保溫設(shè)計(jì)
（1）外墻節(jié)能構(gòu)造
目前外墻節(jié)能的主要方式是采取復(fù)合墻，即在墻體不同部位設(shè)置高效保溫隔熱層，形成外墻內(nèi)保溫、外墻夾心保溫、外墻外保溫3種復(fù)合墻體。
（2）外墻內(nèi)部保溫
外墻內(nèi)保溫是用保溫材料置于外墻的內(nèi)側(cè)，它的優(yōu)點(diǎn)在于：對(duì)飾面和保溫材料的防水、耐候性等技術(shù)指標(biāo)的要求不高；內(nèi)保溫材料被樓板所分隔，僅在一個(gè)層高范圍內(nèi)施工，不需搭設(shè)腳手架，施工方便。
（3）外墻夾心保溫
外墻夾心保溫是將保溫材料置于外墻的中間部位，內(nèi)外側(cè)墻均可采用傳統(tǒng)的磚、混凝土空心砌塊等，這些傳統(tǒng)材料的防水、耐候等性能均較好，對(duì)內(nèi)側(cè)墻和保溫材料形成有效的保護(hù)，對(duì)保溫材料的選材要求不高，聚苯乙烯、玻璃棉、巖棉等保溫材料均可使用。夾心保溫墻施工季節(jié)和施工條件的要求不十分高，不影響冬期施工，近年來(lái)在嚴(yán)寒地區(qū)得到一定的應(yīng)用。
（4）外墻外保溫
由于對(duì)節(jié)約能源與保護(hù)環(huán)境的需求不斷提高，建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫也在日益加強(qiáng)，其中以外墻外保溫的發(fā)展最為迅速。外保溫墻體適用于有采暖和空調(diào)要求的工業(yè)與民用建筑，既可用于新建建筑，又可用于既有建筑節(jié)能改造。其對(duì)主體結(jié)構(gòu)具有保護(hù)作用，有效避免了室外氣候變化引起墻體內(nèi)部溫度變化，使結(jié)構(gòu)主體壽命延長(zhǎng)；有利于消除或減弱冷、熱橋的影響；可避免室溫發(fā)現(xiàn)較大波動(dòng)；對(duì)原有建筑改造時(shí)，減少對(duì)室內(nèi)的干擾；不占用室內(nèi)空間，在二次裝修時(shí)，避免對(duì)保溫層進(jìn)行破壞；增加了立面裝飾效果；適用范圍廣泛，綜合效益顯著。 外墻外保溫技術(shù)在國(guó)內(nèi)已有良好的基礎(chǔ)，特別是在北方寒冷地區(qū)推廣應(yīng)用中已取得了成效。因此應(yīng)成為日后寒冷地區(qū)外墻保溫的首選設(shè)計(jì)。
2、窗體節(jié)能設(shè)計(jì)
窗戶是建筑外圍結(jié)構(gòu)重要的組成部分，也是外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中能量損失最大的部位。一般住宅的外窗（包括陽(yáng)臺(tái)門）面積約占建筑面積的20%左右，其中通過(guò)外窗傳熱散失的能量約占建筑能耗的28%左右，通過(guò)外窗透氣散失的能量占建筑能耗的'27%左右。
（1）合理選擇玻璃類型
玻璃是窗戶中面積最大的組件。改進(jìn)這部分的熱工性能對(duì)整個(gè)窗戶的節(jié)能性能有很大的影響。隨著技術(shù)的發(fā)展和人們節(jié)能意識(shí)的提高，窗戶玻璃材料發(fā)生了巨大的技術(shù)進(jìn)步。從透明玻璃到有色玻璃、鍍膜玻璃，從單層玻璃到雙層玻璃以及中空、真空玻璃。使用節(jié)能型窗玻璃，是提高整個(gè)窗戶保溫性能的一大重要措施。目前節(jié)能效果好、具有推廣價(jià)值的節(jié)能型玻璃有中空玻璃、鍍膜玻璃等功能性玻璃。
（2）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。框與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。
（3）選擇節(jié)能的窗型
目前常用的窗型有外平開(kāi)窗、左右推拉窗、固定窗、亮窗和上下懸窗，還有內(nèi)開(kāi)下懸翻轉(zhuǎn)窗、上下提拉窗等。固定窗如果安裝合理是氣密性最好的，且造價(jià)低，但是在要求有良好通風(fēng)的地方不能使用，故一般用于工業(yè)建筑中。安裝了密封條的外平開(kāi)窗、下懸翻轉(zhuǎn)窗有適度的氣密性，在開(kāi)啟時(shí)還有良好的通風(fēng)性能，但開(kāi)啟時(shí)需占用空間。平開(kāi)窗由上部固定扇和下部推拉扇組成，平開(kāi)窗能移動(dòng)的窗扇越少氣密性相對(duì)越好。平開(kāi)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(duì)流，節(jié)能優(yōu)勢(shì)明顯。
3、屋面的節(jié)能設(shè)計(jì)
從保溫原理來(lái)說(shuō)，熱氣流是向上運(yùn)動(dòng)的，而冷氣流則向下運(yùn)動(dòng)，屋頂可截住熱氣流使熱量不散出室外，屋頂作為建筑的主要圍護(hù)構(gòu)件比其他界面更要起到保溫、隔熱作用，是建筑節(jié)能的主要部位之一。
屋面節(jié)能措施應(yīng)主要選擇密度大，傳熱系數(shù)小的保溫材料，不宜選擇吸水率大的保溫材料，以防止保溫層大量吸水而降低保溫效果。北方地區(qū)經(jīng)常采用的水泥珍珠巖、加氣混凝土砌塊及水泥聚乙烯苯板等保溫材料上鋪防水層方法，經(jīng)過(guò)多年使用效果很好。
結(jié)語(yǔ)
節(jié)能降耗是目前建筑業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，寒冷地區(qū)建筑節(jié)能的主要途徑就是要加強(qiáng)外圍結(jié)構(gòu)的保溫設(shè)計(jì)，應(yīng)用高效保溫隔熱材料并改進(jìn)建筑構(gòu)造。使中國(guó)建筑業(yè)不斷走向可持續(xù)發(fā)展的道路，為創(chuàng)造節(jié)約型社會(huì)做貢獻(xiàn)。
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