嚴寒地區建筑節能新技術應用策略研究

張惠玲，蘆麒元

（1.中國市政工程東北設計研究總院有限公司，吉林 長春 130021；2.吉林省城鄉規劃設計研究院，吉林 長春 130000）

隨著綠色建筑節能減排理念的進一步深入，衍生出了被動式超低能耗綠色建筑關鍵技術，該技術的提出，順應了嚴寒地區建筑節能發展的新思路與新方法。被動式超低能耗綠色建筑關鍵技術的應用，可在沒有主動的采暖與空調系統的條件下，就能夠維持室內舒適的環境。具體是對當地的氣候條件與自然特征進行利用，結合具有良好性能的圍護結構，及高效的新風系統，對可再生能源進行充分利用，從而建造出低能耗的建筑，這樣的建筑物不僅具備良好的質量，還具備較長的使用壽命。

1 嚴寒地區被動式超低能耗綠色節能新技術

被動式超低能耗綠色建筑關鍵技術的設計建造基本原則為：被動優先，主動優化。關于設計工作的開展，需要堅持性能化與一體化的原則，立足于不一樣的氣候環境與地理環境，在不一樣的氣候地區，在符合建筑美學、建筑使用功能、建設成本等基礎上，結合不一樣的自然資源、氣候條件等，來科學合理地設計建筑，以此減輕建筑對能源設備與環境的依賴程度，達到節能降耗的目的。當前關于嚴寒地區被動式超低能耗綠色節能新技術的應用主要應注意以下幾點：

（1）對建筑的外墻外圍機構進行優化設計，例如吉林建筑大學城建學院，該建筑就應用了被此項技術，借助外墻外保溫、外遮陽、中空Low-e 玻璃外窗保溫等方式，以此來將氣候環境對建筑室內生活居住造成的影響進行大大降低，使其在無其他供暖與制冷措施的情況下，依舊保持人體感知舒適的溫度，從而在極大程度上降低建筑物供暖與制冷方面的能源消耗。

（2）有效地利用了太陽光、植被、風力等自然條件，借助一系列優化設計與規劃，使建筑物能夠減少機械設備的使用，降低能耗，還能夠符合建筑物降溫、采光及供暖的需求。

（3）充分利用地源熱泵，土壤源作為一種最為生態和清潔的能源，建筑企業可對地球表面淺層的地熱能源資源進行充分利用，從而實現建筑物的制冷與供暖，大大降低建筑的能源消耗。

（4）有效地監測與控制建筑物的各項指標，待建筑物建設完成后，被動式超低能耗綠色建筑關鍵技術可對建筑物的舒適性、運行過程中的能源消耗、土壤溫度變化情況、太陽能系統參數等進行監測，從而有利于相關部門進一步優化建筑的功能系統能效，從而確保建筑物的節能優勢。

2 嚴寒地區建筑節能新技術的具體應用策略

2.1 節地

對于嚴寒地區建筑的節地措施，建筑企業需要結合建筑工程的具體情況及專業人員的經驗，對室外道路、停車場及廣場的占地面積進行合理規劃，通常透水混凝土面積占整個建筑工程總面積的10%，植草磚面積占5%，綠地面積占35%。因為嚴寒地區氣候寒冷，且全年有一半為冬季，所以不建議選擇屋頂綠化措施，應選擇鋪貼式墻體綠化、植物攀爬式墻體綠化。

2.2 節能

（1）建筑規劃與設計。對于這一環節，建筑企業應結合當地的氣候條件和建筑工程現場的環境特征，對自然環境進行有效的利用，營造出舒適的建筑室內氣候，在極大程度上減少各種電子設備的使用率；同時，建筑的設計與規劃應滿足恰當的建筑形體設計，通過對室外微環境進行有效的利用，即借助建筑構件的結構設計與建設內部的恰當分隔設計，從而對室內的微環境進行有效的改善。

（2）建筑物圍護結構保溫隔熱系統。建筑物圍護結構的組成部分為屋頂隔熱材料、墻體隔熱材料、地基隔熱材料、密封材料、遮陽設施、門及窗。對于建筑物而言，最佳的保溫隔熱措施為建立保溫隔熱系統，外墻外保溫作為嚴寒地區普及率最好、保溫效果最佳的建筑保溫形式之一，將導熱率和燃燒特性納入保溫材料的選擇中，國外發達國家研究發現：單方向傳熱的熱二極管墻體能夠具備理想的隔熱效果，能夠在性價比較高的熱工性能玻璃進行有效的應用。建筑物所在地區的一級基層墻體材料直接影響到外墻保溫厚度，所以，建筑單位應做好建筑物的保溫層與氣密層的設置，其中氣密層位于保溫層內側，并未穿過保溫層，通過簡潔的設計建筑物保溫層與氣密層，能夠大大降低建筑物的幾何形體變化，具體如圖1 所示。

圖1 建筑物保溫層與氣密層的設計原理

（3）節能窗戶。在建筑中門窗起著采光、通風、圍護的作用，所以該構件極易出現熱損失情況，為能夠增大建筑物采光通風面積，通常需要適當增大門窗所占面積，但這也進一步加大熱量的散失。為了降低這方面帶來的影響，提升建筑的節能性，通常需要從材料和密閉性上入手，門窗材料采用具有較高技術含量的節能產品，且在施工過程中注重其密封性，從而實現門窗構建的節能。

（4）高效能暖通系統。為能夠對建筑物室內冷熱負荷進行有效的調節，建筑企業需要積極應用高效能的暖通空調系統，如新風系統、蓄能系統及熱泵系統等。對于高效能暖通系統的具體應有，可通過能源管理和監控系統雙輪驅動來對建筑物室內的空氣質量、能源消耗情況及舒適度進行監控與調控，如國外發達國家就借助傳感器來對建筑物附近的日照強度與溫濕度加以利用，再立足于建筑動態模型來對建筑物的采暖和空調負荷進行預測，以此對建筑物中暖通空調系統的工作狀態進行有效地控制。對于嚴寒地區而言，需要將濕潤度功能加入到暖通系統之中，讓建筑物室內濕度滿足舒適度；同時，在冬季時期，嚴寒地區的采暖能耗會增大，這就需要借助被動式超低能耗綠色建筑技術，選擇集中與分散供熱的方式，對一系列高效能暖通供熱系統進行恰當應用，將溫度監測設備接入其中，結合當地的具體情況來選擇恰當的供熱空調方式，以此來實現節能降耗。

（5）建筑遮陽系統。對于嚴寒地區而言，內遮陽應以防眩為主，以遮陽為輔，這樣做不僅能夠防止陽光直射，還能夠提高建筑物的室內溫度。外遮陽主要應用到朝西、東、南的大面積窗戶處，從而避免陽光直射，對建筑物室內溫度的升高加以有效地阻止；中置遮陽的優勢在于內外遮陽、較強的一體性、難以損壞。在具體的建筑工程節能設計中，可借助多種遮陽裝置的組合應用，以此降低夏季室內空調的負荷，節省冬季室內的供暖能源。

2.3 節水

由于嚴寒地區的水資源比較匱乏，所以該地區的建筑節能設計，應對雨水收集系統進行合理設計，以此對地面、綠地、屋面的雨水進行收集，再將其用于道路澆灑和綠化灌溉之中，從而大大節約水資源的使用。

3 結語

總而言之，由于嚴寒地區的氣候條件與地理環境比較特殊，為能夠積極響應國家提出節能減排的號召，建筑企業必須積極應用建筑技能新技術，也就是被動式超低能耗綠色建筑關鍵技術，以此對嚴寒地區的自然資源加以充分利用，有效地降低各種能源的消耗。