我國寒冷地區(qū)節(jié)能建筑方向研究
節(jié)能減排是國家環(huán)保工作的重點之一，下面就是一篇以建筑業(yè)為出發(fā)點，研究我國寒冷地區(qū)的節(jié)能設(shè)計的畢業(yè)論文，一起學習研究吧。
摘要：建筑作為一個高能耗的行業(yè)，勢必要走在節(jié)能的最前沿。而我國寒冷地區(qū)采暖能耗占全國年總能耗的比例相當大，降低寒冷地區(qū)的建筑物能耗成為了寒冷地區(qū)節(jié)能的重要途徑。本文介紹了我國寒冷地區(qū)建筑物的能耗現(xiàn)狀，指出寒冷地區(qū)建筑物的能耗主要是圍護結(jié)構(gòu)的散熱量，并提出了從建筑規(guī)劃的節(jié)能設(shè)計、外墻、窗體、和屋面的節(jié)能設(shè)計方面來進行寒冷地區(qū)建筑的節(jié)能設(shè)計。
關(guān)鍵詞：寒冷地區(qū)，建筑，節(jié)能設(shè)計，途徑，能源
Abstract: The construction industry as a high energy consumption, it is bound to go in the forefront of energy efficiency. In China, the country's total energy consumption for heating in cold regions in a large proportion of total energy consumption, reduce energy consumption in buildings in cold regions has become an important way to energy-efficient cold areas. This article describes the current situation of the energy consumption of buildings in cold regions, cold regions indicate the energy consumption of buildings is mainly heat dissipation envelope structure and proposed energy-saving design from architectural planning, facades, window and roofing design for energy-saving building design in cold areas.
Keywords: cold areas, buildings, energy-saving design, approach, energy
一、我國寒冷地區(qū)建筑能耗現(xiàn)狀
據(jù)資料顯示，我國新增采暖能耗以每年6×109kg標準煤的速度在增長。我國北方城鎮(zhèn)采暖人口只占全國人口總數(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采暖房屋面積的50%，且每年有3～6個月的采暖期。在80年代末期，寒冷地區(qū)采暖能耗占到當時全國年總能耗的11.5%，占采暖地區(qū)全社會能耗的20%以上，在一些嚴寒地區(qū)城鎮(zhèn)建筑能耗則高達當?shù)厣鐣偰芎牡?0%以上。因此，我國建筑節(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結(jié)構(gòu)的熱傳導和冷風滲透，建筑圍護結(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。如何改善建筑圍護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性，節(jié)約能源，開發(fā)和利用太陽能，保證人們生活在良好的環(huán)境中，是建筑設(shè)計中應重點考慮的。
三、寒冷地區(qū)建筑節(jié)能設(shè)計
筆者認為寒冷地區(qū)的建筑節(jié)能設(shè)計應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)計之初進行節(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。下面將詳細論述。
(一)建筑的規(guī)劃節(jié)能設(shè)計
現(xiàn)在說建筑節(jié)能，人們往往只考慮建筑的構(gòu)造、材料、圍護結(jié)構(gòu)的熱工性能，而忽略了建筑規(guī)劃設(shè)計創(chuàng)作階段的節(jié)能控制。我們應該在設(shè)計之初將建筑設(shè)計創(chuàng)作與規(guī)劃、構(gòu)造、材料等方面進行綜合考慮，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)計的先決條件。住宅小區(qū)選址應根據(jù)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?shù)�，因為冬季冷氣流在凹地里易形成對建筑物�?ldquo;霜洞”效應。
2、道路設(shè)計與小區(qū)通風
為使建筑單體爭取更好的朝向，我們在設(shè)計初通常將小區(qū)道路的布局與用地結(jié)合布置。除施工便利、方便使用，道路也是整個小區(qū)的通風道。道路設(shè)計時應便于組織小區(qū)通風，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
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、防風抗風、改善通風質(zhì)量，從而抑制熱島效應，改善住宅建筑外維護結(jié)構(gòu)的熱工性能。綠化應以綠植物為主，形成點、線、面相結(jié)合的完整綠化系統(tǒng)，形成良好適應氣候特點的植物群落。
4、雨水收集利用。
在現(xiàn)代住宅的節(jié)能設(shè)計中，應建立雨水收集與中水利用系統(tǒng)，并使其用量達到總用水量的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水落管將雨水收集引流，進入小區(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，這樣雨水可以通過滲水磚和水溝進入小區(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
建筑物耗熱量主要由通過圍護結(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，所以改善圍護體系節(jié)能對于提高住宅節(jié)能設(shè)計有著深遠的影響。住宅建筑圍護體系的節(jié)能設(shè)計重點在其外墻、門窗和屋面三大部分。
1、外墻保溫設(shè)計
(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)點在于：對飾面和保溫材料的防水、耐候性等技術(shù)指標的要求不高;內(nèi)保溫材料被樓板所分隔，僅在一個層高范圍內(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，對內(nèi)側(cè)墻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、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，近年來在嚴寒地區(qū)得到一定的應用。
(4)外墻外保溫
由于對節(jié)約能源與保護環(huán)境的需求不斷提高，建筑圍護結(jié)構(gòu)的保溫也在日益加強，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。其對主體結(jié)構(gòu)具有保護作用，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;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;對原有建筑改造時，減少對室內(nèi)的干擾;不占用室內(nèi)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;適用范圍廣泛，綜合效益顯著。 外墻外保溫技術(shù)在國內(nèi)已有良好的基礎(chǔ)，特別是在北方寒冷地區(qū)推廣應用中已取得了成效。因此應成為日后寒冷地區(qū)外墻保溫的首選設(shè)計。
2、窗體節(jié)能設(shè)計
窗戶是建筑外圍結(jié)構(gòu)重要的組成部分，也是外圍護結(jié)構(gòu)中能量損失最大的部位。一般住宅的外窗(包括陽臺門)面積約占建筑面積的20%左右，其中通過外窗傳熱散失的能量約占建筑能耗的28%左右，通過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.改進這部分的熱工性能對整個窗戶的節(jié)能性能有很大的影響。隨著技術(shù)的發(fā)展和人們節(jié)能意識的提高，窗戶玻璃材料發(fā)生了巨大的技術(shù)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(jié)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(jié)能效果好、具有推廣價值的節(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�？蚺c扇之間的密封可用橡膠、橡塑或泡沫密封條以及高低縫、回風槽等。
(3)選擇節(jié)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(nèi)開下懸翻轉(zhuǎn)窗、上下提拉窗等。固定窗如果安裝合理是氣密性最好的，且造價低，但是在要求有良好通風的地方不能使用，故一般用于工業(yè)建筑中。安裝了密封條的外平開窗、下懸翻轉(zhuǎn)窗有適度的氣密性，在開啟時還有良好的通風性能，但開啟時需占用空間。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(guān)閉后，窗扇和窗框之間壓條壓得較緊，很難形成對流，節(jié)能優(yōu)勢明顯。
3、屋面的節(jié)能設(shè)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，屋頂作為建筑的主要圍護構(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)過多年使用效果很好。
結(jié)語
節(jié)能降耗是目前建筑業(yè)發(fā)展的趨勢，寒冷地區(qū)建筑節(jié)能的主要途徑就是要加強外圍結(jié)構(gòu)的保溫設(shè)計，應用高效保溫隔熱材料并改進建筑構(gòu)造。使中國建筑業(yè)不斷走向可持續(xù)發(fā)展的道路，為創(chuàng)造節(jié)約型社會做貢獻。
參考文獻
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