北方建筑节能设计的几点看法

摘　要：我国北方地区冬季寒冷，集中供热面积大，采暖能耗是建筑能耗的最大组成部分，因此，节约能源已成为北方建筑设计的一个重要课题。

关键词：北方建筑；节能设计
北方建筑节能是指在建筑物的规划、设计、新建、改建和使用过程中，执行建筑节能标准，采用新型建筑材料和建筑节能新技术、新工艺等提高建筑物用能系统效率。
　　一、北方节约型建筑设计的主要原则
　　1.整体关联原则。建筑为自然生态系统的有机组成，应保持资源再生和自然景观的连续性。如果只把人作为考虑问题的出发点，一味地满足人的欲望，很可能违背生态规律，破坏生态平衡。从关于人与自然相互关系的伦理出发，节约型思想认为要节制对自然资源、能源的掠夺性索取，要在追求人与自然和谐协过程中实现人类社会的可持续发展。
　　2.经济高效原则。目前，以住宅建筑为主的中国建筑业是一个高能耗的行业。在以开发商投资建造住宅为主的经济模式下，经济性不言而喻是个很重要的标准，但开发商眼里的经济性和建筑师眼里的经济性并非是一回事。建筑设计的经济性是指将空间、资源、人力物力、建筑的低成本和低能耗等方面回归到整个社会的资源和能源的节约上的本质上来思考，正本清源，才是最终的标准。
　　3.健康舒适原则。节约不能在牺牲建筑使用功能的基础上来进行。必须建立在对人体生理和心理需求深入研究的基础上，或巧妙发挥传统建筑中的适用技术，根据建筑使用人员的负荷、环境的负荷，对室内环境进行敏感而聪明的自我调节，为人类创造一个非常舒适、健康的室内环境。追求室内环境质量，使建筑空间既有利于人体健康，又具有美学价值。
　　4.全寿命周期设计原则。关注建筑的节约型不光是建筑师的事情，实际操作牵涉面很广。因此，节约型建筑设计的原则要有整体性的宏观思维。这种整体性既体现在各构成要素的共存性上，又体现在系统结构的层次性与复杂性上。用整体性的宏观思维进行生态住区的设计，不在仅仅局限于对建筑空间物质环境因素机器效率、经济的关注，同时更要对社会结构、居民生活、交往行为、文化观念等进行多层次的关注与探索。实现自然、社会、经济、技术生态的全面发展，决不能以牺牲一方面甚至几方面为代价。
　　二、加强北方建筑节能设计的几点建议
　　1.自然通风设计
　　从节能和舒适的角度考虑，自然通风是设计中要注意的一个很重要的问题，在建筑设计中平面应避开冬季主导风向，充分利用春、夏、秋季凉爽时段的自然通风，通过被动方式，利用室外气流带走室内产生的余热，从而保证室内的热舒适性，并缩短空调开启时间，达到节能的目的。
　　2.建筑朝向设计
　　朝向对建筑能耗的影响也十分重大。太阳的辐射的热量在夏季会增加制冷负荷，在冬季则能降低采暖负荷。朝向选择时应从当地气象条件，地理环境，建筑用地等全面考虑，从节约用地的前提出发，优先采用本地区的最佳或接近最佳朝向，满足冬季能争取较多的日照，夏季避免过多的得热，还应有利于自然通风。从长期实践经验来看，南向是我国各地区较为适宜的建筑朝向，但在建筑设计时会受到各方面因素的制约，不可能都采用南向，就应因地制宜合理确定建筑朝向，以满足节能与舒适的要求。
　　3.建筑体形系数
　　建筑体形系数是节能建筑设计特别要重视的问题。体形系数就是指建筑物的外表面积与外表面积所包围的体积之比。建筑体形的变化，直接影响建筑采暖空调的能耗大小。从降低能耗的角度出发，应将体形系数控制在一个较低的水平，但过低的体形系数会压制建筑设计师的创作灵感，平面布局受到限制，使建筑造型呆板，使用功能不能合理的安排。因此，在具体的设计过程中，须权衡利弊，合理确定建筑造型，凹凸面不要过多，尽可能减少建筑的外围护面积，避免体形变化过多而使体形系数增大，应将体形系数定在一个标准规定的范围内，以减少建筑能耗。
　　4.建筑构造节能设计
　　(1)墙体节能：
　　墙体是建筑外围护结构的主体，其所用材料的保温性能直接影响建筑的耗热量。北方地区属于寒冷地区，目前常用的空心砖墙及其复合墙体保温性能不能满足设计标准，均采用外贴聚苯板以达到节能要求。
　　(2)门窗节能：
　　外门窗是住宅能耗散失的最薄弱部位，其能耗占住宅总能耗的比例较大，其中传热损失为1/3，冷风渗透为1/3，所以在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下，尽量减小住宅外门窗洞口的面积，提高外门窗的气密性，减少冷风渗透，提高外门窗本身的保温性能，减少外门窗本身的传热量。其节能措施有:
　　a.控制住宅窗墙比。住宅窗墙比是指住宅窗户洞口面积与住宅立面单元面积的比值，JGJ26-1995《民用建筑节能设计标准(采暖居住部分)》对不同朝向的住宅窗墙比做了严格的规定，指出“北向、东向和西向、南向的窗墙比分别不应超过20%、30%、35%”。
　　b.提高住宅外窗的气密性，减少冷空气渗透。如设置泡沫塑料密封条，使用新型的、密封性能良好的门窗材料。而门窗框与墙间的缝隙可用弹性松软型材料(如毛毡)、弹性密闭型材料(如聚乙烯泡沫材料)、密封膏以及边框设灰口等密封；框与扇的密封可用橡胶、橡塑或泡沫密封条以及高低缝、回风槽等；扇与扇之间的密封可用密封条、高低缝及缝外压条等；扇与玻璃之间的密封可用各种弹性压条等。
　　c.改善住宅门窗的保温性能。户门与阳台门应结合防火、防盗要求，在门的空腹内填充聚苯乙烯板或岩棉板，以增加其绝热性能；窗户最好采用钢塑复合窗和塑料窗，这样可避免金属窗产生的冷桥，积极采用中空玻璃、镀膜玻璃，有条件的住宅可采用低辐射玻璃；缩短窗扇的缝隙长度，采用大窗扇，减少小窗扇，扩大单块玻璃的面积，减少窗芯，合理地减少可开启的窗扇面积，适当增加固定玻璃及固定窗扇的面积。
　　d.设置“温度阻尼区”。所谓温度阻尼区就是在室内与室外之间设有一中间层次，这一中间层次象热闸一样可阻止室外冷风的直接渗透，减少外墙、外窗的热耗损。在建筑物中，将北阳台的外门、窗全部用密封阳台封闭起来，外门设防风门斗，防止冷风倒灌，楼梯间设计成封闭式的，对屋顶上人孔进行封闭处理等措施均能收到良好的节能效果。
　　(3)屋面节能
　　在不断改进建筑外墙、外窗的保温性能后，还必须进一步加强屋面保温隔热的研究。屋面节能措施的要点，其一是屋面保温层不宜选用密度 较大、导热系数较高的保温材料，以免屋面重量、厚度过大；其二是屋面保温层不宜选用吸水率较大的保温材料以防屋面湿作业时因保温层大量吸水而降低保温效果，如选用吸水率较高的保温材料，屋面上应设置排气孔以排除保温层内不易排出的水分。现在，高效保温材料已经开始应用于屋面，一些建筑的屋面保温，采用膨胀珍珠岩保温芯板保温层代替常规的沥青珍珠岩或水泥珍珠岩做法，就克服了常规作法的诸多缺点。这种保温芯板施工方便 、价格低廉、不污染环境；芯板为柔性制品，不仅适用于具有平面的屋面，也可用于带有曲面的屋面，其保温工程更可显示出它的优越性。而且吸水率和蒸汽渗透系数也都很低。这是保温性能好的材料所必须具备的。
　　综上所述，以上几点建议是在施工中与各位同行的交流接触所积累的一点经验，对于我国北方建筑而言，在这能源日益紧张匮乏的今天，我们只有更好的节约和利用能源，才能更好的改善人们生活所居住的环境。
参考文献:
[1] 范希莹,李超,姚湘宁.对北方建筑节能设计的思考[J].科技信息.2010(5).
[2] 张军,殷青.北方建筑低成本节能技术初探[J].低温建筑技术.2011(1).