浅析寒冷地区居住建筑节能设计

浅析寒冷地区居住建筑节能设计

张晓宇

哈尔滨市松北区建设项目管理办公室

摘要:建筑是人们日常工作、生活所赖以生存的重要场所，因此合理的建筑设计十分重要。在我国寒冷地区冬季时需要进行采暖，合理的节能设计，有利于降低燃料的消耗量，并提高建筑整体的舒适度。在切实有效的满足人们的实际需求的同时，实现可持续发展。

关键词:建筑体型；冬季保温；夏季隔热

一、寒冷地区气候特征

我国幅员辽阔所跨纬度较多，其中部分地区属于寒冷地区。寒冷地区通常四季明显，夏热而冬天则寒冷且干燥。无论是日温差还是年温差均相对较大，其中全年总天数的40%左右为平均的气温小于5摄氏度的，而全年总天数的23%左右则为日平均气温大于35摄氏度的。该地区通常为干旱且雨少的，全年约有60天至100天为降雨天气。该地区具有较强的太阳辐射，日照的时数占全年中约2000小时至2800小时。太阳辐射较强致使这部分地区夏季高温，需要借助部分工具提升建筑的舒适度。而冬季天数较多温度较低，则需要进行采暖工作。

通常寒冷地区具有以下几个主要的气候特征，冬季寒冷时间相对较长，而夏季高温天气相对较短，二者均会对建筑的舒适度产生严重的影响。具有较大的年较差，因此在夏季和冬季间具有过渡性的季节，四季明显。受年降水量、太阳辐射等影响，该地区与南方地区相比，较为干燥。

二、寒冷地区居住建筑特征

寒冷地区具有较为明显的四季和气候特征，因此该地区的建筑具有自身独特的需求。在进行建筑的设计时，设计人员除需要考虑建筑的结构的合理性和外观的美观性，整体建筑的质量和经济性外，还应对当地的气候条件和建筑的舒适度等进行有效的考虑。航冷地区通常夏季多高温需要进行降温，而冬季多寒冷低温因此需要进行采暖。每年约有四个月左右的时间需要进行采暖，还需根据建筑所在地的具体纬度和气候条件，决定采暖时间的长短。作为能源储备相对丰富的国家，通常采用煤作为取暖燃烧的主要材料。建筑结构应充分满足寒冷地区冬季保温夏季隔热的需求，采暖工作的相关设计应与城市的整体规划相结合，并符合当地的采暖需求，还符合节能降耗的标准。所在进行建筑结构的设计时，应对建筑的保温性、体形系数、虚热型等根据冬季的实际情况进行针对性的设计，从而保障设计的合理性和可行性。进而在保障建筑质量和经济性的前提下，保障建筑的节能性。

三、寒冷地区居住建筑节能设计特点

1.建筑体型设计

在进行建筑结构的设计时，一个最为重要的环节便是体型的设计。该环节不仅影响建筑的外观，还对整体结构的合理性和节能性、经济性等具有重要影响。在进行体型设计时，充分考虑其节能性，并结合相应的节能策略，还有利于提高建筑结构的合理性，增加创作的灵感等。建筑给人最为直观的印象便是整体的外形，除了整体的色彩搭配和装饰外，最为显眼的便是外形。为避免千篇一律的建筑外形设计，体现建筑的美观性和艺术性，越来越多的建筑设计师在进行设计时，提高了对建筑外形的重视。根据城市的整体面貌、历史文化、地形走势等定制建筑的外形，致使建筑的外形多种多样，与以往规规矩矩、四四方方的建筑外形相比，现在更多的是异性建筑。新颖的建筑外形为城市的整体面貌增添了浓墨重彩的一笔，将建筑的艺术性和合理性、经济性、节能性充分结合。

（1）基于采暖目的

寒冷地区冬季多低温寒冷干燥的天气，因此需要进行有效的取暖。过度依赖燃煤取暖，只会加剧煤炭资源的使用。受煤炭燃烧的有效利用率等影响，致使供暖有效但煤炭资源浪费较为严重。所以应采取有效的措施解决，如增加建筑的保温措施，减少自身温度的丧失，利用太阳能等，从而将建筑受热的面积扩大，减少相应的体形系数等。切实有效的满足人们采取的实际需求，并实现节能降耗。

（2）基于夏凉目的

在建筑热工设计分区的设计标准中，寒冷地区要求部分地区应兼顾夏季防热，《住宅设计规范》中多次提到寒冷地区的防热问题，如其中5.2.3条规定:“寒冷地区、夏热冬冷地区和夏热冬暖地区的夏季炎热，住宅建筑朝西的房间室温很高”。在寒冷地区，居住建筑内空调的使用率越来越高这也间接说明了夏季防热也应是寒冷地区居住建筑设计的一个重要部分。为了达到此目的，建筑师通常设计研究具有自遮阳效果或者有利于利用自然通风的形体。

2.室内外过渡空间的节能设计

①楼梯间

该部位的隔墙传热耗热量约占采暖住宅建筑总耗热量的10%，因此不可忽视楼梯间的保温。具体措施加下:选用保温性能好的门窗，把开敞式楼梯间改为封闭式:北向单元出入口设门斗，避免冬季西北风灌入;对屋顶上人孔做密封处理。使其不能形成通风道，致使热能从楼梯间顶部抽出。

②坡屋顶下部空间

坡屋顶除了防渗外，其保温和外观等功能均比平屋面要好。屋顶通风窗尽量不设，如设应在冬季能关闭且采取密闭措施，使屋顶下部的空间形成一个封闭的保温空间。

③阳台

封闭北阳台，并做好栏板的保温措施，减小冬季西北风对室内的直接渗透:适当减少南阳台及其外伸长度，以免影响对下一户的冬季日照的遮挡。

④地下室

住宅楼设地下室己成为一种趋势，它不仅改善了底层住户的居住条件，而且为住户提供了储藏空间。地下室一般不设暖气，因此除了必须对一层地板采取保温措施外，还应提高地下室窗的保温和密闭性能，在楼梯口处设保温门，阻止地下室中的冷空气渗入到楼梯间。

3.围护结构节能设计

建筑物围护结构包括:外墙、门窗、屋顶、地面。在寒冷地区，居住建筑冬季要充分利用太阳能，夏季要避免太阳辐射的影响。这种矛盾具体表现在对围护结构性能的选择上。在冬季太阳能利用方面.应尽量保证窗户为“净得热”。这里的“净得热”并非指窗户单纯的得热大于失热，而是建立在与墙体比较的基础上。围护结构节能指通过改善建筑物围护结构的热工性能，达到夏季隔绝室外热量进入室内，冬季防止室内热量泄出室外，使建筑物室内温度尽可能接近舒适温度，以减少通过辅助设备(如采暖、制冷设备)来达到合理舒适室温的负荷，最终达到节能的目的。

四、结语

建筑是人们生存所必须的重要场所，是夏季抵御高温冬季抵御严寒的重要工具。因此建筑设计师在进行建筑的设计时，不仅要考虑整体结构的合理性、经济性、观赏性，还应对建筑的舒适性、实用性进行有效的考虑。寒冷地区夏季高温且太阳辐射较大，冬季则温度过低且干燥，因此建筑结构应具有夏季隔热冬季保温的效果。为响应我国可持续发展战略目标，促进生态平衡型和环境友好型社会的构建。在进行建筑结构的设计时还行对节能性进行综合考虑，对建筑的围护结构、室内外的结构空间、以及建筑的体型等进行节能设计。从而切实有效的满足人们实际需求的基础上，实现节能降耗、可持续发展。

参考文献:

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