严寒地区居住建筑节能设计要点

发表时间:2020/5/11   来源:《科学与技术》2020年2期   作者:陈磊
[导读] 本文先对严寒地区居住建筑实施节能设计的必要性进行了
        摘要:本文先对严寒地区居住建筑实施节能设计的必要性进行了分析。结合实际情况,提出严寒地区节能设计的要点。在保证能源得到有效利用的基础上,能够尽可能对环境形成良好的控制。
        关键词:严寒地区;地区建筑;节能设计       
        在当前社会经济不断快速发展的背景下,人们的日常生活质量和水平不断提升,对于自己生活的环境也有了更高的要求,而且随着现代材料和科技的不断发展,人们对于提高生活质量有了更多的选择。对于该现状,建筑行业需要结合现代的科学技术,实施节能建筑,对严寒地区的居住建筑进行科学合理的节能设计。在保证能源得到有效利用的基础上,能够为严寒地区的环境起到良好的改善性作用,提高人们日常的生活质量。
        我国严寒地区相对与其他地区建筑能耗较大,对于建筑的节能设计需要从各个方面进行综合考虑,能够在冬季最大限度地利用资源和能源,在一定程度上达到节能的目的。对于居住建筑的节能设计,通常是从建筑的围护结构和采暖系统节能方面进行设计,其中建筑围护结构的节能设计主要是对屋面、外墙体、外窗和体型系数等部分进行节能设计。下面从设计的角度来分析各个方面对节能设计的影响,并提出一点个人的建议。
        1.屋面       
        屋面对于建筑物而言,是能够接受到太阳辐射的最大面积,所以需要结合建筑物的实际情况对其采取有针对性的措施进行有效控制。随着国家以及消防部门的一些政策出台,有些生产材料及措施也逐渐被淘汰,只能利用新的施工工艺来代替原有老旧的施工工艺,所以在设计当中也需要选择合适的材料。
        在现阶段的屋顶保温材料市场上比较常见的包括EPS保温板,岩棉保温板,XPS保温板,聚氨酯等,这些板材在实际使用过程中,其燃烧性能都能够达到防火规范所要求的标准。但是这些板材在实际应用过程中,各自都有不同的优势和缺点,在选择和使用时,需要结合实际情况,科学合理的选择,这样才能够将板材的作用发挥到实处。并且在后期屋面维修或者老旧居住建筑的改造当中也许注意材料之间的上下关系及防火性能。
        2.外墙体
        在针对严寒地区进行居住建筑节能设计的时候,外墙是建筑物的主要部分之一,同时也是建筑主要的围护结构,对建筑节能设计理念的实现而言,具有实质性作用。外墙的热工性能基本上都是由外墙的材料和保温措施对其进行控制。
        对于外墙,采取合理的外保温体系既可有效的提高保温隔热性能,同时还可以解决外墙常见的开裂、渗水等现象[2]。在严寒地区,目前绝大多数的建筑中都要采取外保温才能达到节能标准的要求。外保温体系是目前大力推广的一种建筑保温节能技术。外保温与内保温相比,技术合理,有其明显的优越性,使用同样规格、同样尺寸和性能的保温材料,外保温比内保温的效果好。外保温技术不仅适用于新建的结构工程,也适用于旧楼改造,适用于范围广,技术含量高;外保温在主体结构的外侧,能够保护主体结构,延长建筑物的寿命;有效减少了建筑结构的热桥,增加建筑的有效空间;同时消除了冷凝,提高了居住的舒适度。


        在老旧建筑的改造设计当中,增设或替换外墙保温材料也是选用最多的方法,能极大提高墙体的保温性能,当然所使用的外墙保温材料也需满足现行的设计规范。在设计当中需注意保温材料的燃烧性能等级,需根据居住建筑的性质及高度来判断,这样能更好的满足使用要求且能减少相应的造价。
        3.外窗
        外窗负担了建筑物主要的采光、通风的功能,选择适当的窗墙面积比、采用传热系数小的窗户是提高外窗保温隔热性能的常用方法。从建筑节能这个层面考虑,合适的窗墙面积比应该以满足室内采光需要(即住宅设计规范所要求的窗地面积比值)为限。
        在经济条件许可的情况下,应采用断热桥的铝合金中空窗等传热系数较低的窗户。根据《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ26-2018当中所示[1],对体形系数超标较多的别墅建筑及底层居住建筑,采用低传热系数的窗户则是必须的。另外,在设计当中居住建筑不宜设置凸窗和转角窗。其一、增大了建筑物的表面积,即增大了建筑物的体形系数(因凸窗和转角窗凸出外墙面的空气空间已与室内空气连通,通过空气对流传热使二者融为一体,故凸出空间已成为室内的一部分),从而增大了建筑能耗;其二、增大了窗墙面积比,即增大了建筑能耗;其三、夏季暑天因日照时间较长,阳光可以从多方向进入室内,不但增大空调能耗,还会降低室内舒适度;其四、窗顶板和窗台板直接与室外空气接触,等同于外墙,但要达到外墙的保温隔热性能很难实施;其五、增大了工程造价。凸窗和转角窗只在冬季因日照时间短,能使室内获得标准所规定的围护结构传热系数的限值,只是建筑节能现阶段的目标值。虽然凸窗在销售及展示时较为突出,但是在后期使用会存在较多的问题,所有尤其是严寒地区的节能设计中,应尽量避免凸窗的设计。
        现在老旧小区的改造最多的还是在外墙保温体系中下功夫,而窗户若是选用新型的材料,则既能提高保温性能还能让窗户更加美观,所以在设计当中设计师不但需要考虑材料的性能还需根据其性能选用相应的材料,提高外立面及室内的美观。
        4.体型系数
        建筑体型的控制一直是存在于节能的需要与追求建筑美观和性格之间的问题。设计师要得到构思中理想的建筑形象,也就会造成体形的各种变异变化,也势必带来建筑能耗负荷的增加。建筑体型与气流的关系也会影响到建筑热环境以及自然通风的实现。其中建筑朝向也是需要同时考虑的,比如朝南的房间相比于朝东西向的房间更加利于节能,所对应的的材料要求也相对要低。
        随着经济的发展和社会的进步,建筑节能设计标准将分阶段进行修改,围护结构传热系数的限值也会逐步要求降低。由于居住建筑的设计使用年限为50年,几十年后再来对既有建筑进行节能改造是很困难的,特别是高层建筑。因此,对标准较高的住宅,特别是高层住宅,其围护结构的传热系数宜适当低于标准所规定的限值,即贯彻建筑节能的超前性原则建筑节能设计理念的实施,不仅能够提高人们的日常生活环境,而且还能够对社会环境起到良好的改善作用。在实际的建筑节能设计中,需要将各种因素考虑到设计范围内,注重在实践中不断总结经验,同时结合严寒区域的地理环境特征,有效利用资源。
         参考文献:
        [1]《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ26-2018,建设部主编
          [2]白胜芳.我国既有建筑的节能改造分析.新型建筑材料.2002,(4).
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