论北方建筑工程中节能保温的设计方法

咏菊 布克 单文林

摘要：建筑工程保温节能措施对于北方建筑而言有着重要的意义，不仅仅可以有效的环节能源也可有效的降低污染。随着建筑技术的发展，建筑保温和节能的技术也随之不断提高和丰富，而合理的将多种技术结合起来，构成完整的建筑保温节能体系就成为了保温节能设计的重点。本文从建筑工程节能保温设计的基本要点出发，分析了北方建筑工程节能保温基本原则。

关键词：保温设计；节能措施；建筑结构设计；节能措施

一、北方建筑工程节能保温设计的必要性分析

建筑的保温和节能的关系较为紧密，从实质上看都是为了提高热源的利用效果。其思路就是在满足人们对建筑的使用需求的同时将能源的损失降低到最低，并且保证设计的合理性。北方地区的在冬季需要采暖以保证生活的舒适，因此其建筑的保温就直接和节能联系到了一起。从宏观的角度看北方艰难中工程中的节能保温设计其必要性主要体现在以下几个方面：

1、资源节约的需求

我国虽然地域广阔资源丰富但是因为人口众多，许多的资源资源和能源储量数量较大但是人均占有量却没有任何优势可言。从这个层面上看，我国的能源储备远远不能满足人民长期的需求。尤其我国的北方其四季温差明显，夏季空调降温、冬季采暖升温这些都是利用能源消耗来保证生活的舒适性，其本质就是能源的巨大消耗。因此在北方节能保温是十分重要的一种节能措施，尤其是建筑工程的保温节能措施对能源消耗的影响更是不容忽视。因为建筑是人们生活起居的重要场所，各种建筑在不间断的消耗着能源，因此建筑工程节能设计是最为直接的节能减排的措施。

2、降低污染

在北方冬季采暖时所造成的污染是不容忽视的，我国北方因为水电资源较少，因此冬季采暖依靠的主要就是热电预热进行供暖，大面积的采暖供热将直接导致煤炭的消耗量增加，也就容易造成排碳量的增加 ，对环境造成的负面影响将加剧。因此我国北方冬季的大气环境相对恶劣也是有情可原的。而建筑工程如果采用较高标准的保温和节能设计标准进行设计和施工，其最终的影响就是降低夏冬季节保持建筑物内部温度的能源消耗，以此减少煤炭消耗当然也就可以降低 对环境的污染程度。

二、建筑工程保温节能设计的基本要点

1、建筑选址的节能型考虑

在建筑進行规划和设计的过程中，应全面考虑当地气候的因素，对选址进行模拟和分析，要详细的分析北方季风对建筑的影响，合理的布局将气候因素和人类活动的因素综合起来。如：通常采用的是坐北朝南的建筑物朝向，这种朝向主要是考虑到冬季北方地区温度较低，而适当的增加建筑的采光量。同时夏季因为季风的原因可以保持良好的通风。因此习惯性的将建筑物的朝向设置为南方。这样夏季时东南季风就可带走建筑物表面的热量，并使得建筑间的热岛效应降低。从而降低室内温度，降低夏季空调能耗。同时还应当保持建筑物之间的距离以此保证建筑物可以受到充分的日照，以满足冬季升温的需求。而对于北方的工业建筑应首先考虑其满足工业生产的需求，即所有的设计都应当首先服务于生产环节。然后再利用节能的思路对其进行必要的调整，如：合理建筑的布局，尽量紧凑的设计生产车间和辅助设施，以此降低厂区的面积节约土地和供暖管道的长度，从而降低热量损失。另外，在工业厂区还应当注意利用绿化来调节环境温度，绿色植物可以在夏季降低地面温度，从而减缓厂区的整体环境温度升高，冬季可以降低风速而减缓建筑物的热量流失，对环境可以起到一定的改善作用。

2、建筑的型体设计

建筑物的型体设计方面应在保证具有艺术效果的同时具有一定的实际应用价值。而从节能的角度看，也应当尽量减小建筑物的表面积，即保证建筑的相对简单而紧凑，利用合理的设计增加进深和 减少面宽就可以获得较好的节能效果，此种方法可以有效的降低建筑表面与环境接触的面积，从而降低其热量的损失。

3、墙体节能

在北方建筑工程设计中外墙的设计是尤为重要的一个环节，因为外墙直接担负着保温的作用，如果墙体可以达到节能效果也就直接降低了能量的消耗，因此目前北方建筑的墙体都会采用复合墙体以此达到保温的效果。如：外墙内保温设计就是在墙体的内侧设计有保温砂浆或者粘合保温板等，以此提高外墙的保温性能。此种方法因为设计简单、不影响建筑的整体载荷，但是其缺点是容易在楼板与外墙的衔接处形成热桥。北方目前普遍采用的是墙外保温设计，即在外墙的外面进行保温材料的铺装，以此形成一个整体性较好的保温层。其优势是不会形成热桥而产生负面影响，同时还可以保护墙体不受气候的影响而加速老化，延长建筑寿命。同时对室内没有任何影响，可以保证室内环境的安全。

4、屋面节能设计

屋面的设计对于建筑而言也是十分重要的，因此对于北方建筑的屋面设计也需要进行特殊的考虑，保证其有效性高即使用功能。因此首先需要采用密度小而导热性能差的材料作为屋面材料；其此还应当保证其具有足够的强度，因为北方冬季积雪会对屋面造成压力；最后应保证其吸水率较低，因为吸水会导致屋面材料的保温性能下降。在建筑工程中多采用的是聚苯乙烯板作为保温材料。设计正确的铺装方法，形成良好的维护结构。防水层应避免阳光的直射，以延长其使用的寿命。如采用倒铺法则需要注意使用闭孔型材料。随着节能保温技术的发展，双面的彩钢保温屋面出现在建筑设计中。此种材料的好处在于具备较好的刚度和强度，可以满足北方建筑的需求。具有良好的承载能力的同时也可与屋面结构形成一个完整系统。这种屋面的围护结构在施工实践中获得了较好的应用效果，因此在建筑保温节能设计中得到了应用。

5、门窗系统设计

门窗系统是建筑物最大的热源损失系统，在以往的设计中主要注重的时候功能性实现，而目前则兼有了美观的功能。此时就产生了矛盾，一方面用户希望门窗大，这样可以提高采光面积，可以达到追求空间的通透和景观效应的目标，因此需要门窗尽大满足人们感官的需求；一方面是从节能角度考虑，门窗应尽量小而降低散热量，提高保温的效果。为了平衡这个矛盾，就需要利用保温效果好的材料来构建建筑的门窗系统，即将合理的设计与高科技材料起来，满足人们感官需求的同时将门窗比例控制在合理的范围内，降低其散热量达到保温节能的目的。

三、北方建筑工程中节能设计原则分析

建筑节能的设计是北方建筑工程中必不可少的重要任务，尽管它是一个逐渐完善的过程，但是其必须遵守一定的原则才能获得成功：

1、建筑体形系数

建筑设计中对外立面的审美要求是不可避免的，此时在设计时应充分考虑建筑体形系数对建筑节能的影响：相关标准规定当建筑的体形系数小于0.3时，此建筑无论采取何种保温形式都可获得节能50%以上的效果；当体形系数大于0.3而小于0.35时，采用外保温也可以实现节能50%的效果，但是其用于节能的投资将增加，会到达在整个工程造价的10%左右。可见合理的设计建筑工程形态是较为重要的环节，必须如前面提及的合理选择综合考虑。不能一味的追求造型而忽视其节能保温的效果。

2、控制热桥产生

在设计中如前面所述，利用外墙保温措施可以有效的控制建筑本身的热量流失。前面提及的外墙保温的措施可以有效的降低热量的流失，但是在保温节能设计的中并不是做好了外墙的保温就不需要对梁柱进行节能设计。在设计的过程中除了做到外墙保温的同时，还应避免梁柱接触位置产生严重的热桥的外墙保护和相应的节点保温也应当做好，这样才能保证这些热桥的表面温度不出现低于室内的空气露点。在设计中如果不对这些热桥部位进行处理，在利用节能计算软件进行分析的时候也会对此做出负面结果，即热桥严重，甚至会直接影响设计的结论。，进而影响整个建筑工程的节能设计。

3、底层的保温设计

某些建筑在设计的时候因为需要具备会出现过街的情况，底部出现敞开的结构。此时如果不对此位置进行保温设计采取必要的措施则会导致这些位置的散热加剧，进而影整个建筑的保温节能设计效果。

4、保温层间断位置的处理

在建筑工程中因为及功能性的需求就会出现保温层间断的地方，此种结构不在少数，如建筑的门窗位置、雨篷、挑檐、变形缝等，在这些间断的位置都应当进行妥善的处理，即设计必要的保温连续性处理，防止产生热桥而影响整体保温设计的效果。

5、墙体与屋面的保溫一致性

在建筑工程节能保温设计的时候，为了满足保温设计的效果要求，以一些设计人为的增加了屋面和墙体保温层的厚度，使得建筑的能耗达到低于国家的规范标准；还有的在刻意增加了墙体和屋面中一种保温层的厚度，虽然这两种做法都可以满足国家对节能设计要求，但是这两种措施都不是一种合理的优化，即不能实现技术与经济性的双赢。目前，采用节能软件辅助建筑节能保温设计，可以大大缩短建筑设计中节能设计中所消耗的时间、人力、物力和财力，也可以利用其获得较高的准确性和精确性。因此可以充分的利用这方面的资源和技术优势，设计出节能与经济性更加合理的保温方案。此时就可以利用此项技术，不断调整墙体与屋面保温材料的厚度比例，使得建筑能耗降低与国家标准，还可调整保温材料的类型和厚度，使得墙体和屋面尽量使用同一种保温材料并且保证厚度统一，那么就可获得较好的实际效果。

四、结束语

综上所述，要想改变我国目前的能源紧张局面,缓解能源供应压力,关键在建筑节能。建筑节能成为各种节能途径中潜力最大、最为直接有效的方式,是缓解能源紧张,解决社会经济发展与能源供应不足最有效措施之一。节能保温措施对于建筑的节能是十分重要的，而且建筑的节能更加有助于为节约能源和环境保护，尤其是北方的建筑工程所面对的环境考验较为复杂，夏季的温度较高而冬季的温度较低，这就为保温节能设计带了较大的难度。在设计中应从实际的地理与环境因素出发，对建筑结构、形态、保温措施等进行合理的设计从而获得较好的保温和节能效果。

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