寒冷地区绿色建筑节能构造分析

0引言

绿色建筑即在建筑的“全生命”周期内[1]最大限度地保护环境、节约资源(节能、节水、节地、节材)和减少污染，为人们提供健康、适用和高效地使用空间，最终实现与自然共生的建筑物。绿色建筑中主要涉及能源和环境两大问题。

节能建筑是按节能设计标准进行设计和建造、使其在使用过程中降低能耗的建筑。节能是绿色建筑的一个标志。建筑作为一个高能耗的行业，势必要走在节能的最前沿，所以必须对绿色建筑提出节能的要求。近年来建筑节能技术已成为全世界关注的热点，也是当前国内外节能领域的一个热点研究课题[2]。西方发达国家，建筑能耗占社会总能耗的30%～45%。1999年，我国建筑能耗占社会总能耗的比例为20%～25%，目前正逐步上升到30%。我国单位建筑面积能源消耗为发达国家的3倍多。按目前趋势发展，到2020年我国建筑能耗将达到10.9亿t 标准煤，因此，建筑节能的形势非常严峻。

1寒冷地区建筑能耗现状

据资料显示，我国新增采暖能耗以每年6×109kg

标准煤的速度在增长。我国北方城镇采暖人口只占全国人口总数的13.6%，但北方集中采暖地区的房屋建

筑的建筑面积约占全国采暖房屋面积的50%，

且每年有3～6个月的采暖期[3]。在80年代末期，寒冷地区采暖能耗占到当时全国年总能耗的11.5%，占采暖地区

全社会能耗的20%以上，

在一些严寒地区城镇建筑能耗则高达当地社会总能耗的50%以上。因此，我国建筑节能中心工作首先是围绕着降低北方寒冷地区城

镇的采暖能耗展开的。

寒冷地区的建筑能耗主要是以供热为主，所以，建筑节能绝大部分是供热节能。

2建筑物能源消耗的途径

寒冷地区建筑物的能耗主要取决于围护结构的热传导和冷风渗透，建筑围护结构的散热量，往往要占采暖热耗的1/3以上，如果建筑围护结构具有良好的保温隔热性能，便可减少冬季室内传出室外的热量和夏季室外传入室内的热量，从而减少为维持室内舒

适热环境提供的采暖和制冷能量。

图1为围护结构散热途径示意图。建筑节能按围护结构界面划分主要包

括墙体节能、

门窗节能和屋面节能。如何改善建筑围护结构的保温隔热性，节约能源，开发和利用太阳能，保证人们生活在良好的环境中，是建筑设计中应重点

收稿日期：2009-05-17；修回日期：2009-06-03

寒冷地区绿色建筑节能构造分析

钱坤，尹新生

(吉林建筑工程学院寒地绿色建筑技术工程研究中心，长春

130021)

摘要：节能是绿色建筑的一个标志。建筑业作为我国最大耗能行业，有着巨大的节能空间。寒冷地区采暖能耗占全国年总能耗的比例

相当可观。从分析寒冷地区建筑物能源消耗入手，对寒冷地区墙体、门窗、屋面等围护结构的构造进行分析并给出节能构造做法，供有关设计人员参考。

关键词：绿色建筑；节能建筑；围护结构；节能构造中图分类号：TU111

文献标志码：A

文章编号：1673-7237(2009)08-0044-04

Analysis of Energy-saving Structure of Green Building in Cold Region

QIAN Kun,YIN Xin-sheng

(Research Centre of Green Architecture Technology in Cold Area,Jilin Architectural and

Civil Engineering Institute,Changchun 130021,China)

Abstract:Energy-saving is a sign of green building.As the largest energy-consuming industries,China's construction industry has great energy-saving space.Energy consumption of cold regions accounts for considerable ratio in the country's total heating energy consumption.Starting from the analysis of the energy consumption of buildings in cold regions,the envelop structure including walls,doors and windows,roofing in cold regions was analyzed,and energy-saving construction practice provides reference for the designers.

Key words:green building;energy-saving building;envelop structure;energy-saving structure

■生态与智能建筑

ECOLOGY &INTELLIGENT BUILDINGS

建筑节能

2009年第8期(总第37卷第222期)

No.8in 2009(Total No.222，Vol.37)doi ：10.3969/j.issn.1673-7237.2009.08.016

考虑的。

综合国际建筑节能发展形势，笔者认为建筑节能途径主要包括2个方面：①要发展高效的保温隔热材料，做好屋面保温隔热防止室内外热交换，从而减少建筑能耗；②控制建筑物的体形系数、选择适宜的朝向及采用合理的构造措施，避免热桥。

图1外墙和勒脚处散热途径

Fig.1The channel of dissipating heat of external wall and plinth

3保温材料的选择

建筑节能的最主要措施之一就是发展和应用高效保温隔热材料。材料的选择和施工应根据建筑物的使用要求、建筑的结构形式、环境气候条件、防水处理方法和施工条件等因素综合考虑，保温材料应具有吸水率低、表观密度和热导率较小，并有一定强度的性能。保温隔热材料应以矿物棉、玻璃棉及泡沫塑料等优良保温材料为主，将它们用于墙体、屋顶及周边地面等处，可使建筑围护结构中各部分的传热系数大大地降低。

在保温材料确定的情况下，保温层厚度是决定建筑保温性能的重要参数。一般随着保温层厚度的增加，围护结构的绝热性能提高，采暖成本相应降低，但围护结构的建造费用相应增加。因此，合理确定保温层厚度对建筑节能及建筑经济具有重要的现实意义。当保温材料确定后[4]，应根据建筑气候分区、建筑体形系数确定最小传热系数，从而合理确定保温层厚度。4节能构造分析

在围护结构设计中，根据各地的气候条件和建筑物的使用要求，合理解决建筑外围护结构的保温与隔热问题，是建筑构造设计的重要内容。

4.1外墙节能构造

目前外墙节能的主要方式是采取复合墙，即在墙体不同部位设置高效保温隔热层，形成外墙内保温、外墙夹心保温、外墙外保温3种复合墙体。

4.1.1外墙内保温

外墙内保温是用保温材料置于外墙的内侧，它的优点在于：对饰面和保温材料的防水、耐候性等技术指标的要求不高；内保温材料被楼板所分隔，仅在一个层高范围内施工，不需搭设脚手架。但是在多年的实践中，外墙内保温也显露出一些缺陷，如：许多种类的内保温做法，由于材料、构造、施工等原因，饰面层出现开裂；采用内保温，占用室内使用面积，不便于用户二次装修和吊挂饰物；对既有建筑进行节能改造时，对居民的日常生活干扰较大；由于圈梁、构造柱等会引起热桥，热损失较大。如果采用内保温，主墙体越薄，保温层越厚，热桥的问题就越趋于严重。在寒冷的冬季,热桥不仅会造成额外的热损失，还可能使外墙内表面潮湿、结露，甚至发霉和淌水。

4.1.2外墙夹心保温

外墙夹心保温是将保温材料置于外墙的中间部位，内外侧墙均可采用传统的砖、混凝土空心砌块等，这些传统材料的防水、耐候等性能均较好，对内侧墙和保温材料形成有效的保护，对保温材料的选材要求不高，聚苯乙烯、玻璃棉、岩棉等保温材料均可使用。夹心保温墙施工季节和施工条件的要求不十分高，不影响冬期施工，近年来在严寒地区得到一定的应用。由于在非严寒地区，此类墙体与传统墙体相比偏厚，且由于保温材料把结构墙体分成内外“两层皮”，因此，内外层墙体之间必须采取可靠的拉结措施。这种做法施工工艺较为复杂，且施工质量难以控制，对于墙体的穿筋锚固方式和抗震措施都有待于改进和研究，地震区建筑中圈梁和构造柱的设置尚有热桥存在，保温材料的效率得不到充分的发挥，实际工程应用较少。

4.1.3外墙外保温

由于对节约能源与保护环境的需求不断提高,建筑围护结构的保温也在日益加强，其中以外墙外保温的发展最为迅速。外保温墙体适用于有采暖和空调要求的工业与民用建筑，既可用于新建建筑，又可用于既有建筑节能改造。外保温的优点如下：可以避免热桥的产生；有利于建筑物冬暖夏凉，能创造出舒适的热环境；延长主体墙体使用寿命；有利于室内装修进行重物钉挂并有利于提高装修速度及住户搬迁；增加了立面装饰效果；适用范围广泛，综合效益显著。

外墙外保温技术在国内已有良好的基础，特别是在北方寒冷地区推广应用中已取得了成效。外墙外保温墙体、散水及周边地面构造见图2[5，6]。

4.2门窗的节能构造

在建筑物的围护结构中，窗户、天窗、阳台门等被称为透明围护结构。透明围护结构的绝热性能差，是影响室内热环境和建筑节能的重要因素。据统计，在冬季供暖条件下，单玻窗所损失的热量约占供热负荷的30%～50%，因此，门窗是房屋热量散失的最薄弱