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摘要：建築作爲一個高能耗的行業，勢必要走在節能的最前沿。而我國寒冷地區採暖能耗佔全國年總能耗的比例相當大，降低寒冷地區的建築物能耗成爲了寒冷地區節能的重要途徑。本文介紹了我國寒冷地區建築物的能耗現狀，指出寒冷地區建築物的能耗主要是圍護結構的散熱量，並提出了從建築規劃的節能設計、外牆、窗體、和屋面的節能設計方面來進行寒冷地區建築的節能設計。
關鍵詞：寒冷地區，建築，節能設計，途徑，能源
一、我國寒冷地區建築能耗現狀
據資料顯示，我國新增採暖能耗以每年6×109kg標準煤的速度在增長。我國北方城鎮採暖人口只佔全國人口總數的13.6%，但北方集中採暖地區的房屋建築的建築面積約佔全國採暖房屋面積的50%，且每年有3～6個月的採暖期。在80年代末期，寒冷地區採暖能耗佔到當時全國年總能耗的11.5%，佔採暖地區全社會能耗的20%以上，在一些嚴寒地區城鎮建築能耗則高達當地社會總能耗的50%以上。因此，我國建築節能中心工作首先是圍繞着降低北方寒冷地區城鎮的採暖能耗展開的。寒冷地區的建築能耗主要是以供熱爲主，所以，建築節能絕大部分是供熱節能。
二、建築物能耗消耗的途徑
寒冷地區建築物的能耗主要取決於圍護結構的熱傳導和冷風滲透，建築圍護結構的散熱量，往往要佔採暖熱耗的1/3以上，如果建築圍護結構具有良好的保溫隔熱性能，便可減少冬季室內傳出室外的熱量和夏季室外傳入室內的熱量，從而減少爲維持室內舒適熱環境提供的採暖和製冷能量。
建築節能按圍護結構介面劃分主要包括牆體節能、門窗節能和屋面節能。如何改善建築圍護結構的保溫隔熱性，節約能源，開發和利用太陽能，保證人們生活在良好的環境中，是建築設計中應重點考慮的。
三、寒冷地區建築節能設計
筆者認爲寒冷地區的建築節能設計應着重做好以下三方面的工作：一是要從建築物的規劃設計之初進行節能控制;二是要發展高效的保溫隔熱材料，做好屋面保溫隔熱防止室內外熱交換，從而減少建築能耗;三是要控制建築物的體形係數、選擇適宜的朝向及採用合理的構造措施。下面將詳細論述。
(一)建築的規劃節能設計
現在說建築節能，人們往往只考慮建築的構造、材料、圍護結構的熱工性能，而忽略了建築規劃設計創作階段的節能控制。我們應該在設計之初將建築設計創作與規劃、構造、材料等方面進行綜合考慮，從而全面提高住宅建築的節能效果和建築品質。
1、住宅選址與規劃佈局
國內住宅建築多以小區形式出現，住宅建築選址的好壞、規劃的合理性是決定住宅節能設計的先決條件。住宅小區選址應根據地形特點，選擇避風向陽的朝南坡地或平原，避開迎風的水域岸邊或容易形成風道的山谷、山頂等，因爲冬季冷氣流在凹地裏易形成對建築物的“霜洞”效應。
2、道路設計與小區通風
爲使建築單體爭取更好的朝向，我們在設計初通常將小區道路的佈局與用地結合佈置。除施工便利、方便使用，道路也是整個小區的通風道。道路設計時應便於組織小區通風，並與城市、小區綠化空間結合，把新鮮空氣引入小區，從而提高居住區內的小氣候環境質量。
3、景觀綠化設計
小區環境綠化要突出居住條件的均好性和共享性，爲居民提供戶外休閒、觀賞和改善生態環境的綠化空間。景觀綠化可以有效降低氣溫、調節溼度、防風抗風、改善通風質量，從而抑制熱島效應，改善住宅建築外維護結構的熱工性能。綠化應以綠植物爲主，形成點、線、面相結合的完整綠化系統，形成良好適應氣候特點的植物羣落。
4、雨水收集利用。
在現代住宅的`節能設計中，應建立雨水收集與中水利用系統，並使其用量達到總用水量的30%。一般住宅小區，屋面與路面面積之和約佔地面面積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透過水落管將雨水收集引流，進入小區內中水處理系統。小區路面通常採用鋪貼滲水磚和設定路面排水溝，這樣雨水可以透過滲水磚和水溝進入小區的中水系統中，爲小區的綠化灌溉和中水使用提供水源。
(二)建築外圍體系節能設計
建築物耗熱量主要由透過圍護結構的傳熱耗量構成，其數值約佔總耗熱量的1/3以上，所以改善圍護體系節能對於提高住宅節能設計有着深遠的影響。住宅建築圍護體系的節能設計重點在其外牆、門窗和屋面三大部分。
1、外牆保溫設計
(1)外牆節能構造
目前外牆節能的主要方式是採取複合牆，即在牆體不同部位設定高效保溫隔熱層，形成外牆內保溫、外牆夾心保溫、外牆外保溫3種複合牆體。
(2)外牆內部保溫
外牆內保溫是用保溫材料置於外牆的內側，它的優點在於：對飾面和保溫材料的防水、耐候性等技術指標的要求不高;內保溫材料被樓板所分隔，僅在一個層高範圍內施工，不需搭設腳手架，施工方便。
(3)外牆夾心保溫
外牆夾心保溫是將保溫材料置於外牆的中間部位，內外側牆均可採用傳統的磚、混凝土空心砌塊等，這些傳統材料的防水、耐候等性能均較好，對內側牆和保溫材料形成有效的保護，對保溫材料的選材要求不高，聚苯乙烯、玻璃棉、岩棉等保溫材料均可使用。夾心保溫牆施工季節和施工條件的要求不十分高，不影響冬期施工，近年來在嚴寒地區得到一定的應用。
(4)外牆外保溫
由於對節約能源與保護環境的需求不斷提高，建築圍護結構的保溫也在日益加強，其中以外牆外保溫的發展最爲迅速。外保溫牆體適用於有采暖和空調要求的工業與民用建築，既可用於新建建築，又可用於既有建築節能改造。其對主體結構具有保護作用，有效避免了室外氣候變化引起牆體內部溫度變化，使結構主體壽命延長;有利於消除或減弱冷、熱橋的影響;可避免室溫發現較大波動;對原有建築改造時，減少對室內的干擾;不佔用室內空間，在二次裝修時，避免對保溫層進行破壞;增加了立面裝飾效果;適用範圍廣泛，綜合效益顯著。 外牆外保溫技術在國內已有良好的基礎，特別是在北方寒冷地區推廣應用中已取得了成效。因此應成爲日後寒冷地區外牆保溫的首選設計。
2、窗體節能設計
窗戶是建築外圍結構重要的組成部分，也是外圍護結構中能量損失最大的部位。一般住宅的外窗(包括陽臺門)面積約佔建築面積的20%左右，其中透過外窗傳熱散失的能量約佔建築能耗的28%左右，透過外窗透氣散失的能量佔建築能耗的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.改進這部分的熱工性能對整個窗戶的節能性能有很大的影響。隨着技術的發展和人們節能意識的提高，窗戶玻璃材料發生了巨大的技術進步。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。使用節能型窗玻璃，是提高整個窗戶保溫性能的一大重要措施。目前節能效果好、具有推廣價值的節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
如門窗框與牆間的縫隙可用彈性鬆軟型材料(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、迴風槽等。
(3)選擇節能的窗型
目前常用的窗型有外平開窗、左右推拉窗、固定窗、亮窗和上下懸窗，還有內開下懸翻轉窗、上下提拉窗等。固定窗如果安裝合理是氣密性最好的，且造價低，但是在要求有良好通風的地方不能使用，故一般用於工業建築中。安裝了密封條的外平開窗、下懸翻轉窗有適度的氣密性，在開啓時還有良好的通風性能，但開啓時需佔用空間。平開窗由上部固定扇和下部推拉扇組成，平開窗能移動的窗扇越少氣密性相對越好。平開窗在窗扇關閉後，窗扇和窗框之間壓條壓得較緊，很難形成對流，節能優勢明顯。
3、屋面的節能設計
從保溫原理來說，熱氣流是向上運動的，而冷氣流則向下運動，屋頂可截住熱氣流使熱量不散出室外，屋頂作爲建築的主要圍護構件比其他介面更要起到保溫、隔熱作用，是建築節能的主要部位之一。
屋面節能措施應主要選擇密度大，傳熱係數小的保溫材料，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。北方地區經常採用的水泥珍珠岩、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，經過多年使用效果很好。
結語
節能降耗是目前建築業發展的趨勢，寒冷地區建築節能的主要途徑就是要加強外圍結構的保溫設計，應用高效保溫隔熱材料並改進建築構造。使中國建築業不斷走向可持續發展的道路，爲創造節約型社會做貢獻。
參考文獻
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