嚴(yán)寒地區(qū)住宅建筑的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計

潘曉楠 牡丹江林業(yè)勘察設(shè)計院

1 引言

嚴(yán)寒地區(qū)建筑能源處于較高水平，特別是冬季取暖期較長，需要消耗更多的能源。在當(dāng)前能源緊缺的新形勢下，需要重視建筑節(jié)能，有效的降低建筑能耗。目前我國在建筑節(jié)能方面還沒有達到預(yù)期的效果和目標(biāo)，因此針對于嚴(yán)密地區(qū)住宅建筑，需要重視節(jié)能優(yōu)化設(shè)計，提高建筑能源的使用率與舒適度，為人們打造一個適宜的建筑環(huán)境。

2 嚴(yán)寒地區(qū)住宅建筑的節(jié)能設(shè)計

在嚴(yán)寒地區(qū)住宅建筑設(shè)計時需要以取暖為主要設(shè)計原則，通過盡可能的利用日照資源，在節(jié)能的基礎(chǔ)上保證室內(nèi)的溫度。在具體進行住宅建筑設(shè)計時，要保證建筑布局要與寒地氣候相適應(yīng)，一般建筑會采用行列式排列方式，所有建筑朝向陽光，保證建筑之間合理的間距，底層建筑也要保證其能夠獲得長時間的陽光照射，這樣可以實現(xiàn)陽光熱效應(yīng)的最大限度利用，保證室內(nèi)的溫度和光亮，從而達到節(jié)能的效果。住宅平面布置宜采用溫度分區(qū)法，將對熱環(huán)境質(zhì)量要求不高的房間設(shè)置在朝向相對差的區(qū)域內(nèi)，南向朝向布置舒適性要求高的房間。在過渡區(qū)域設(shè)置對溫度有較高要求的空間。住宅建筑夏季要保證自然通風(fēng)，在設(shè)計時需要合理處理門窗相對位置與主導(dǎo)風(fēng)向之間的關(guān)系，以便于能夠形成較好的風(fēng)壓條件，一旦風(fēng)壓達不到自然通風(fēng)要求，則要借助于熱壓通風(fēng)手段，并在平面中合理設(shè)置中庭，進一步提升建筑內(nèi)部的通風(fēng)效果，達到的夏季建筑內(nèi)部降溫的目的。在住宅建筑立面節(jié)能設(shè)計時，需要保證窗墻比的的適宜性，合理設(shè)計陽臺尺寸、窗戶大小和遮陽構(gòu)件形式及角度，并采取有效的措施來提升圍護結(jié)構(gòu)的熱工性能，在屋頂設(shè)置保溫層，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)太陽能的有效利用，保證住宅室內(nèi)的采光、通風(fēng)保溫和立面效果，達到節(jié)能降耗的目標(biāo)。

3 嚴(yán)寒地區(qū)住宅建筑的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計分析

3.1 墻體節(jié)能設(shè)計

對于住宅建筑而言，墻體作為外圍護結(jié)構(gòu)的重要的組成部分，墻體設(shè)計宜采用具有較好保溫和蓄熱性的砌塊墻體，也可以采用復(fù)合墻體設(shè)計形式，如當(dāng)前在嚴(yán)寒地區(qū)普遍應(yīng)用外保溫復(fù)合墻體形式，其無論是保溫效果還是節(jié)能效果都十分顯著，而且隨著外墻保溫材料的不斷增多，外保溫復(fù)合墻體具有較好的應(yīng)用前景。在具體針對外保濁復(fù)合墻體設(shè)計時，需要重視保溫材料的選擇，所選擇保溫材料不僅要具備較好的保溫效果，而且要具備防火和防水性能，并要具備較好的經(jīng)濟性。

3.2 門窗節(jié)能設(shè)計

門窗是住宅建筑中能耗損失最嚴(yán)重的部位，無論是傳熱損失還是冷風(fēng)滲透都達到較高的比例。因此在設(shè)計時宜解決門窗的能耗問題，即要在滿足日照、采光、通風(fēng)和觀景等需要的基礎(chǔ)上，要進一步增強門窗的氣密性。這就需要選擇適宜的窗墻面積比，并增加窗玻璃層數(shù)。在窗墻比設(shè)計時，宜結(jié)合嚴(yán)密地區(qū)自然環(huán)境的特點，嚴(yán)格照民用建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)來選擇合適的窗墻比。窗戶設(shè)計時要設(shè)置光潔密封條，采用具有較好的氣密性的門窗材料，利用泡沫材料填充門窗框和墻之間的縫隙，采用雙層玻璃或是中空玻璃，在提高窗戶氣密性的同時，還能夠獲得較好的保溫效果。另外，嚴(yán)寒地區(qū)住宅建筑門窗設(shè)計時還要重視保溫隔熱性能的改善，門窗設(shè)計時要重視防火和防盜的要求。在門的內(nèi)腹內(nèi)空間內(nèi)需要利用聚苯乙烯板或是巖棉板進行填充，有效的提高門的隔熱效果。同時還要對陽臺進行封閉處理，設(shè)計封裝式的樓梯間，以此來達到良好的節(jié)能效果。

3.3 屋面節(jié)能優(yōu)化設(shè)計

住宅建筑屋面不僅是失熱較多，同時也直接按受太陽輻射，因此需要針對屋面節(jié)能進行優(yōu)經(jīng)設(shè)計。在具體設(shè)計住宅層面保溫層時，保溫材料的選擇非常重要，要綜合考慮屋面的重量、厚度、保溫、防水和節(jié)能等要素，盡量選擇聚苯乙烯泡沫塑料板、擠塑性聚苯板、水泥聚苯板和巖棉等輕質(zhì)高效的保溫隔熱材料。由于嚴(yán)寒地區(qū)氣候的特點，在屋面設(shè)計時宜將采用坡屋面，不僅有利于提高屋面的熱工性能，而且更具實用性，能夠達到較好的節(jié)能和保溫效果。

3.4 利用可再生能源

對于嚴(yán)寒地區(qū)的住宅建筑而言，在節(jié)能優(yōu)化設(shè)計時要重視可再生能源的利用，具體可以利用的可再生能源以太陽能、地?zé)崮堋L(fēng)能和生物質(zhì)能等為主。太陽能利用設(shè)計時一般會選擇太陽能光熱利用技術(shù)。地?zé)崮軇t通過利用地源熱泵技術(shù)來進行取暖。目前風(fēng)能因其穩(wěn)定性較差，不易控制，因此在住宅建筑節(jié)能設(shè)計時一般會將其作為輔助能源。

4 結(jié)語

嚴(yán)寒地區(qū)住宅建筑耗能相對較高，通過針對其進行節(jié)能優(yōu)化設(shè)計，其作為一個整體性優(yōu)化過程，在具體設(shè)計過程中，要結(jié)合地區(qū)特點來選擇適宜的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計措施，在保證建筑質(zhì)量和整體性能的基礎(chǔ)上，通過節(jié)能優(yōu)化設(shè)計來實際建筑能耗的盡可能節(jié)省，營造出良好的建筑室內(nèi)外熱環(huán)境，為人們打造舒適的室內(nèi)環(huán)境空間。