論北方建筑工程中節能保溫的設計方法

詠菊 布克 單文林

摘要：建筑工程保溫節能措施對于北方建筑而言有著重要的意義，不僅僅可以有效的環節能源也可有效的降低污染。隨著建筑技術的發展，建筑保溫和節能的技術也隨之不斷提高和豐富，而合理的將多種技術結合起來，構成完整的建筑保溫節能體系就成為了保溫節能設計的重點。本文從建筑工程節能保溫設計的基本要點出發，分析了北方建筑工程節能保溫基本原則。

關鍵詞：保溫設計；節能措施；建筑結構設計；節能措施

一、北方建筑工程節能保溫設計的必要性分析

建筑的保溫和節能的關系較為緊密，從實質上看都是為了提高熱源的利用效果。其思路就是在滿足人們對建筑的使用需求的同時將能源的損失降低到最低，并且保證設計的合理性。北方地區的在冬季需要采暖以保證生活的舒適，因此其建筑的保溫就直接和節能聯系到了一起。從宏觀的角度看北方艱難中工程中的節能保溫設計其必要性主要體現在以下幾個方面：

1、資源節約的需求

我國雖然地域廣闊資源豐富但是因為人口眾多，許多的資源資源和能源儲量數量較大但是人均占有量卻沒有任何優勢可言。從這個層面上看，我國的能源儲備遠遠不能滿足人民長期的需求。尤其我國的北方其四季溫差明顯，夏季空調降溫、冬季采暖升溫這些都是利用能源消耗來保證生活的舒適性，其本質就是能源的巨大消耗。因此在北方節能保溫是十分重要的一種節能措施，尤其是建筑工程的保溫節能措施對能源消耗的影響更是不容忽視。因為建筑是人們生活起居的重要場所，各種建筑在不間斷的消耗著能源，因此建筑工程節能設計是最為直接的節能減排的措施。

2、降低污染

在北方冬季采暖時所造成的污染是不容忽視的，我國北方因為水電資源較少，因此冬季采暖依靠的主要就是熱電預熱進行供暖，大面積的采暖供熱將直接導致煤炭的消耗量增加，也就容易造成排碳量的增加 ，對環境造成的負面影響將加劇。因此我國北方冬季的大氣環境相對惡劣也是有情可原的。而建筑工程如果采用較高標準的保溫和節能設計標準進行設計和施工，其最終的影響就是降低夏冬季節保持建筑物內部溫度的能源消耗，以此減少煤炭消耗當然也就可以降低 對環境的污染程度。

二、建筑工程保溫節能設計的基本要點

1、建筑選址的節能型考慮

在建筑進行規劃和設計的過程中，應全面考慮當地氣候的因素，對選址進行模擬和分析，要詳細的分析北方季風對建筑的影響，合理的布局將氣候因素和人類活動的因素綜合起來。如：通常采用的是坐北朝南的建筑物朝向，這種朝向主要是考慮到冬季北方地區溫度較低，而適當的增加建筑的采光量。同時夏季因為季風的原因可以保持良好的通風。因此習慣性的將建筑物的朝向設置為南方。這樣夏季時東南季風就可帶走建筑物表面的熱量，并使得建筑間的熱島效應降低。從而降低室內溫度，降低夏季空調能耗。同時還應當保持建筑物之間的距離以此保證建筑物可以受到充分的日照，以滿足冬季升溫的需求。而對于北方的工業建筑應首先考慮其滿足工業生產的需求，即所有的設計都應當首先服務于生產環節。然后再利用節能的思路對其進行必要的調整，如：合理建筑的布局，盡量緊湊的設計生產車間和輔助設施，以此降低廠區的面積節約土地和供暖管道的長度，從而降低熱量損失。另外，在工業廠區還應當注意利用綠化來調節環境溫度，綠色植物可以在夏季降低地面溫度，從而減緩廠區的整體環境溫度升高，冬季可以降低風速而減緩建筑物的熱量流失，對環境可以起到一定的改善作用。

2、建筑的型體設計

建筑物的型體設計方面應在保證具有藝術效果的同時具有一定的實際應用價值。而從節能的角度看，也應當盡量減小建筑物的表面積，即保證建筑的相對簡單而緊湊，利用合理的設計增加進深和 減少面寬就可以獲得較好的節能效果，此種方法可以有效的降低建筑表面與環境接觸的面積，從而降低其熱量的損失。

3、墻體節能

在北方建筑工程設計中外墻的設計是尤為重要的一個環節，因為外墻直接擔負著保溫的作用，如果墻體可以達到節能效果也就直接降低了能量的消耗，因此目前北方建筑的墻體都會采用復合墻體以此達到保溫的效果。如：外墻內保溫設計就是在墻體的內側設計有保溫砂漿或者粘合保溫板等，以此提高外墻的保溫性能。此種方法因為設計簡單、不影響建筑的整體載荷，但是其缺點是容易在樓板與外墻的銜接處形成熱橋。北方目前普遍采用的是墻外保溫設計，即在外墻的外面進行保溫材料的鋪裝，以此形成一個整體性較好的保溫層。其優勢是不會形成熱橋而產生負面影響，同時還可以保護墻體不受氣候的影響而加速老化，延長建筑壽命。同時對室內沒有任何影響，可以保證室內環境的安全。

4、屋面節能設計

屋面的設計對于建筑而言也是十分重要的，因此對于北方建筑的屋面設計也需要進行特殊的考慮，保證其有效性高即使用功能。因此首先需要采用密度小而導熱性能差的材料作為屋面材料；其此還應當保證其具有足夠的強度，因為北方冬季積雪會對屋面造成壓力；最后應保證其吸水率較低，因為吸水會導致屋面材料的保溫性能下降。在建筑工程中多采用的是聚苯乙烯板作為保溫材料。設計正確的鋪裝方法，形成良好的維護結構。防水層應避免陽光的直射，以延長其使用的壽命。如采用倒鋪法則需要注意使用閉孔型材料。隨著節能保溫技術的發展，雙面的彩鋼保溫屋面出現在建筑設計中。此種材料的好處在于具備較好的剛度和強度，可以滿足北方建筑的需求。具有良好的承載能力的同時也可與屋面結構形成一個完整系統。這種屋面的圍護結構在施工實踐中獲得了較好的應用效果，因此在建筑保溫節能設計中得到了應用。

5、門窗系統設計

門窗系統是建筑物最大的熱源損失系統，在以往的設計中主要注重的時候功能性實現，而目前則兼有了美觀的功能。此時就產生了矛盾，一方面用戶希望門窗大，這樣可以提高采光面積，可以達到追求空間的通透和景觀效應的目標，因此需要門窗盡大滿足人們感官的需求；一方面是從節能角度考慮，門窗應盡量小而降低散熱量，提高保溫的效果。為了平衡這個矛盾，就需要利用保溫效果好的材料來構建建筑的門窗系統，即將合理的設計與高科技材料起來，滿足人們感官需求的同時將門窗比例控制在合理的范圍內，降低其散熱量達到保溫節能的目的。

三、北方建筑工程中節能設計原則分析

建筑節能的設計是北方建筑工程中必不可少的重要任務，盡管它是一個逐漸完善的過程，但是其必須遵守一定的原則才能獲得成功：

1、建筑體形系數

建筑設計中對外立面的審美要求是不可避免的，此時在設計時應充分考慮建筑體形系數對建筑節能的影響：相關標準規定當建筑的體形系數小于0.3時，此建筑無論采取何種保溫形式都可獲得節能50%以上的效果；當體形系數大于0.3而小于0.35時，采用外保溫也可以實現節能50%的效果，但是其用于節能的投資將增加，會到達在整個工程造價的10%左右。可見合理的設計建筑工程形態是較為重要的環節，必須如前面提及的合理選擇綜合考慮。不能一味的追求造型而忽視其節能保溫的效果。

2、控制熱橋產生

在設計中如前面所述，利用外墻保溫措施可以有效的控制建筑本身的熱量流失。前面提及的外墻保溫的措施可以有效的降低熱量的流失，但是在保溫節能設計的中并不是做好了外墻的保溫就不需要對梁柱進行節能設計。在設計的過程中除了做到外墻保溫的同時，還應避免梁柱接觸位置產生嚴重的熱橋的外墻保護和相應的節點保溫也應當做好，這樣才能保證這些熱橋的表面溫度不出現低于室內的空氣露點。在設計中如果不對這些熱橋部位進行處理，在利用節能計算軟件進行分析的時候也會對此做出負面結果，即熱橋嚴重，甚至會直接影響設計的結論。，進而影響整個建筑工程的節能設計。

3、底層的保溫設計

某些建筑在設計的時候因為需要具備會出現過街的情況，底部出現敞開的結構。此時如果不對此位置進行保溫設計采取必要的措施則會導致這些位置的散熱加劇，進而影整個建筑的保溫節能設計效果。

4、保溫層間斷位置的處理

在建筑工程中因為及功能性的需求就會出現保溫層間斷的地方，此種結構不在少數，如建筑的門窗位置、雨篷、挑檐、變形縫等，在這些間斷的位置都應當進行妥善的處理，即設計必要的保溫連續性處理，防止產生熱橋而影響整體保溫設計的效果。

5、墻體與屋面的保溫一致性

在建筑工程節能保溫設計的時候，為了滿足保溫設計的效果要求，以一些設計人為的增加了屋面和墻體保溫層的厚度，使得建筑的能耗達到低于國家的規范標準；還有的在刻意增加了墻體和屋面中一種保溫層的厚度，雖然這兩種做法都可以滿足國家對節能設計要求，但是這兩種措施都不是一種合理的優化，即不能實現技術與經濟性的雙贏。目前，采用節能軟件輔助建筑節能保溫設計，可以大大縮短建筑設計中節能設計中所消耗的時間、人力、物力和財力，也可以利用其獲得較高的準確性和精確性。因此可以充分的利用這方面的資源和技術優勢，設計出節能與經濟性更加合理的保溫方案。此時就可以利用此項技術，不斷調整墻體與屋面保溫材料的厚度比例，使得建筑能耗降低與國家標準，還可調整保溫材料的類型和厚度，使得墻體和屋面盡量使用同一種保溫材料并且保證厚度統一，那么就可獲得較好的實際效果。

四、結束語

綜上所述，要想改變我國目前的能源緊張局面,緩解能源供應壓力,關鍵在建筑節能。建筑節能成為各種節能途徑中潛力最大、最為直接有效的方式,是緩解能源緊張,解決社會經濟發展與能源供應不足最有效措施之一。節能保溫措施對于建筑的節能是十分重要的，而且建筑的節能更加有助于為節約能源和環境保護，尤其是北方的建筑工程所面對的環境考驗較為復雜，夏季的溫度較高而冬季的溫度較低，這就為保溫節能設計帶了較大的難度。在設計中應從實際的地理與環境因素出發，對建筑結構、形態、保溫措施等進行合理的設計從而獲得較好的保溫和節能效果。

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