浅议严寒地区建筑节能概念设计

代玮礼

【摘要】本文提出在严寒地区进行建筑时，从方案设计阶段开始就应注重建筑“节能概念设计”，符合建筑节能设计原则，对所设计的建筑节能性能有所估计，减少由于不符合节能设计标准而进行的“权衡判断”计算。

【关键词】建筑节能；节能概念设计

一、引言

我国正在经历历史上前所未有的建筑繁荣，我国建筑用能已经超过全国能源消耗总量的1/4，建筑节能已是国家的重大战略问题。1996年施行了《民用建筑节能设计标准》（采暖居住建筑部分），2005年实施了《公共建筑节能设计标准》。

二、建筑节能概念设计的提出

1、目前提出“建筑节能概念设计”，从建筑方案设计开始，使建筑设计符合节能设计的基本原则，提高设计效率。

2、建筑节能建筑设计应全面考虑周边环境，通过改变建造方式和充分利用自然的能量，提高建筑室内环境的舒适度，达到节能的目的。

三、建筑节能概念设计的基本内容

1、建筑节能设计必须因地制宜，充分利用自然资源，从建筑方式、建筑热工、采暖、通风、空气调节、照明设备等多方面综合考虑，做到多管齐下。

1）在全年能耗中大约50%～60%消耗于空调制冷与采暖系统，20%～30%用于照明，仅靠建筑本身的节能设计，往往很难满足节能的总体要求。只有综合考虑节能设计，才能达到节能标准规定的全年采暖、通风、空气调节和照明的总能耗减少50%的要求。

2）照明用电能耗的比例也较大，应采取电气节能措施，如设计选用高效照明光源、灯具和电器附件。采用高效变压器、降低损耗。采用建筑照明分区开关控制，达到照明节能的目的。

3）采暖燃气（煤）能耗、通风与空调用电能耗在建筑总能耗中比重较大，应精确设计采暖、通风和空调系统，避免超量设计。此外，应选用节能的设备和供热系统，做好供热管道敷设和保温。

4）关注给排水节能措施。生活供水采用节能的变频供水设备，节水感应式卫生洁具、小便斗感应式冲水龙头，二段式冲水节水马桶等节水型卫生设备在内地已经广泛使用。现在许多建筑工程已经广泛使用太阳能热水供应等节能措施。

2、严寒地区在建筑总平面设计时，建筑单体应尽量南北向布置，建筑平面布置应当按功能进行区分。

1）严寒地区冬季漫长，春季多风沙。在建筑总平面和建筑平面设计时，应考虑冬季最大限度的利用太阳能，并避开冬季风的主导方向。夏季能利用自然通风并防止太阳辐射。建筑平面布置应当按功能进行区分。将日照、采光、保温、隔热、隔声、自然通风、公共卫生和居住方便作为衡量住宅质量的主要指针，其中的大部分内容与节能设计有关。

3、重视绿化的节能效果。

1）国家现在对建筑小区的绿地率提出了明确的要求，新区建设不低于30%，旧区改造不宜低于25%。应充分利用绿化环境，组织有效通风，加强建筑的夏季防热。

2）充分利用绿化节能，种植成片高大的杨树，夏季枝密叶繁的杨树遮挡了强烈的阳光直射，顶层的夏季室内温度也比同类型的建筑低。充分利用了自然资源，达到了节能的目的。

4、建筑设计严格控制体形系数，可有效减少外围护结构的采暖能耗。

1）建筑的体形系数与建筑的热损耗成正比，体形系数越大，单位面积对应的外表面积越大，建筑的热损失就越大。有关研究表明，体形系数每增大0.01，能耗指标约增加2.5%。建筑的体系应当紧凑，减少平面和立面上的凹凸，控制合理的体形系数，是减少建筑外表面热损失的有效措施。

2）严格把住宅建筑的体形系数控制在小于等于0.30，公共建筑的体形系数控制在小于等于0.40条式办公建筑的体形系数小于等于0.35，点式建筑的体形系数小于等于0.40，应从建筑方案设计时起，就应该综合考虑各制约因素，权衡节能利弊，兼顾建筑造型，尽可能的减少外围护面积，使建筑体形不要太复杂，在建筑节能、使用功能布置和建筑造型的诸矛盾中取得平衡。

5、控制建筑窗地面积比，是建筑节能的重要手段。

1）建筑窗户面积越大，冬季采暖热损耗越大。现在建筑设计中仍然流行的大面积透明玻璃幕墙，是最典型的耗能实例。一般情况下，应当根据采暖季节和制冷季节性能的热平衡来决定开窗面积。建筑外窗应有良好的密闭性和隔热性，减少窗与墙之间空隙的空气渗透和对流，减小窗和透明玻璃幕墙的傳热系数，抑制温差传热是降低窗口和透明幕墙热损失的主要途径之一。

2）近年来公共建筑的窗地面积比有越来越大的趋势，住宅设计中客厅大面积落地窗也屡见不鲜。建筑设计在满足采光要求的前提下应尽量控制开窗面积。在建筑方案设计时，可采用窗地面积比对采光进行估算，满足节能标准控制的不同朝向的窗墙面积比要求。

3）除控制开窗面积之外，选用保温性能好、密封性强的窗户，减少空气渗透，也是节能的有效技术措施。严寒地区应选用“断热型材”的门窗框料，使用镀膜玻璃、中空玻璃等高性能的材料。

6、建筑节能设计必须充分考虑外围护结构的转热性能

建筑设计常用的外围护墙和一般的内外抹灰做法，远远达不到节能标准规定的传热系数限值；对外围护结构不采取有效的保温措施，根本达不到节能标准的要求。构造的外围护墙，在砖墙外侧增加80mm厚的聚苯乙烯泡沫塑料板后满足要求。

7、建筑外围护墙上尽量不留设暖气壁龛，充分考虑钢筋混凝土圈梁、过梁、构造柱等“热桥”作用。

在外围护砖墙传热系数计算时若考虑热桥作用后求其平均传热系数，即使在砖墙外侧增加80mm厚的聚苯乙烯泡沫塑料板，平均转热系数也会大于0.45 ，不满足节能标准要求。

8、有效的屋面保温和隔热措施是建筑节能设计的重要内容。

以前我们常用厚度的屋面保温材料加气混凝土、水泥蛭石、水泥珍珠岩不能满足要求，只有水泥聚苯板、岩棉板的合格产品才能满足要求。故在以后屋面保温材料选用时，应优先用两种合格产品。

2）夏季炎热的地区，黑色屋面的蓄热量非常大，建筑设计时应该考虑有效的屋面隔热技术措施。

9、加设门斗、住宅保温门设置

1）公共建筑的性质决定了它的门外开的频繁，在严寒地区的冬季，建筑物外门频繁，的开启造成冷空气大量侵入室内，导致采暖能耗增加。设置门斗可以避免冷风直接进入室内，在节能的同时，也提高门厅的热舒适性。整个西北地区春节多风沙，加设门斗也可有效的防止风沙进入室内。

2）以前设计的住宅建筑的楼梯间一般没有进行采暖设计，由于楼梯间入口门频繁开启，导致冬季冷空气直接进入楼梯间，楼梯间保温尤差。现在建筑设计和采暖设计中，已适当考虑楼梯间的保温。

四、结语

建筑节能充分体现节能设计的理念，尽量给使用者创造一个健康、舒适、温馨、节能的工作和生活环境，是我国当前正在发展绿色和节能建筑的方向。

参考文献：

[1]《青海省建筑节能管理办法》 青海省建设厅 2005.7.26

[2]《公共建筑节能设计标准》 2008.05.01实施

[3]《民用建筑节能设计标准》（采暖居住建筑部分） 1996.07.01施行

[4]《建筑采光设计标准》GB/T50033-2001

[5]《实用供暖工程设计》建筑工业出版社 荣秀惠等编

[6]“可再生能源在建筑设计中的利用”，田蕾等 《建筑学报》2006年第二期