導(dǎo)語：嚴(yán)寒地區(qū)林區(qū)村鎮(zhèn)住宅節(jié)能設(shè)計(jì)論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1東北嚴(yán)寒地區(qū)林區(qū)村鎮(zhèn)住宅建筑特點(diǎn)

(1)組織建構(gòu)完善，統(tǒng)一建設(shè)?；诹謪^(qū)自然條件及資源的約束和保護(hù)，林區(qū)村鎮(zhèn)住宅不宜散點(diǎn)布局，統(tǒng)一選址和分期建設(shè)，在同一區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理。東北嚴(yán)寒地區(qū)林區(qū)綠色村鎮(zhèn)建設(shè)的任務(wù)是要根據(jù)村莊現(xiàn)狀條件林區(qū)村鎮(zhèn)進(jìn)行科學(xué)合理的功能分區(qū)，以實(shí)現(xiàn)村容村貌統(tǒng)一整治。

(2)區(qū)域內(nèi)自然資源豐富，取材便利。由于林區(qū)村鎮(zhèn)住宅所處位置自然資源豐厚，取材方便，可充分發(fā)揮建筑師的創(chuàng)造性，利用枯枝、樹葉等自然資源構(gòu)造出豐富的建筑材料，節(jié)省投資造價(jià)，并對生態(tài)環(huán)境起到保護(hù)作用，達(dá)到可持續(xù)的發(fā)展平衡。

(3)冬季漫長且溫度低，采暖要求高，體形系數(shù)大。我國東北林區(qū)氣候冬季嚴(yán)寒漫長，夏季涼爽短促，采暖要求高，村鎮(zhèn)住宅多為490mm或370mm墻厚的紅磚房及部分生土建筑，墻體傳熱系數(shù)在210～114W/m2K，遠(yuǎn)未達(dá)到節(jié)能要求。住宅多為以戶為單位的獨(dú)立式單層住宅，建筑面積以80～100m2居多，體型系數(shù)分布范圍在017～0188，超出城市多層住宅一倍以上。顯然，村鎮(zhèn)住宅的供暖需求強(qiáng)烈，但體型系數(shù)大，室內(nèi)的熱舒適度遠(yuǎn)沒有達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。

2東北嚴(yán)寒地區(qū)林區(qū)村鎮(zhèn)低能耗住宅節(jié)能設(shè)計(jì)要素解析

2．1房屋節(jié)能設(shè)計(jì)的要求

在東北嚴(yán)寒地區(qū)林區(qū)村鎮(zhèn)住宅要首先要滿足最基本的節(jié)能設(shè)計(jì)要求，科學(xué)合理的確定建筑的設(shè)計(jì)條件，如朝向、平面布局、建筑體型、房屋間距等，并應(yīng)采用熱工性能良好的保溫隔熱材料，以確保在冬季最大限度的減少能源消耗并提供舒適的室內(nèi)熱環(huán)境。

2．2房屋建筑的地理位置和平面形狀對節(jié)能保熱的影響

通過對林區(qū)內(nèi)住宅地理位置及平面形狀的實(shí)測，筆者發(fā)現(xiàn)，對于平面形狀相同的住宅建筑，東西朝向的冷負(fù)荷程度變化大，較南北朝向的冷負(fù)荷高出70%，因此在東北嚴(yán)寒地區(qū)林區(qū)的絕大部分住宅均采用南北朝向。

2．3房屋建筑的空間布局及體型系數(shù)的影響

提取房屋平面形狀變量，朝向變量，運(yùn)用DesignBuilder軟件的能耗模擬，以哈爾濱的地理氣候數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，對上述變量進(jìn)行分組模擬。通過對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的歸納分析，得到形體變量如何影響寒地建筑能耗的規(guī)律。并對平面形狀的優(yōu)化進(jìn)行了有效性驗(yàn)證。研究表明，建筑的采暖能耗與其體形系數(shù)正相關(guān)。可知體形系數(shù)并不能作為評價(jià)采暖能耗唯一的標(biāo)準(zhǔn)，而應(yīng)該結(jié)合形體特點(diǎn)綜合考量，更緊湊均勻的形體將具有良好的保溫性能，而形體中的銳角將使得采暖能耗增加。太陽輻射能對建筑冬季采暖補(bǔ)充的意義遠(yuǎn)大于我們的想象，寒地建筑形體設(shè)計(jì)中需要在體形系數(shù)與形體太陽能接收之間平衡考慮，朝向的選擇目的在于提高寒地建筑冬季的太陽能獲取，形體更大的南向延展面將非常有利與太陽能的接收，評價(jià)建筑形體太陽能接收量的主要指標(biāo)在于南向投影面積。

3東北嚴(yán)寒地區(qū)林區(qū)村鎮(zhèn)住宅節(jié)能設(shè)計(jì)措施

3．1改善住宅圍護(hù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造方式，降低建筑采暖負(fù)荷

在東北嚴(yán)寒地區(qū)的實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，要想達(dá)到低能耗的目標(biāo)，最直接有效的途徑是降低圍護(hù)體系的綜合導(dǎo)熱系數(shù)。因此，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能處理方式會(huì)影響到村鎮(zhèn)住宅的整體能耗水平。

3．1．1墻體保溫構(gòu)造的優(yōu)化

我國東北嚴(yán)寒地區(qū)冬季漫長，且伴有大風(fēng)，而林區(qū)內(nèi)的建筑風(fēng)環(huán)境更加惡劣，另外，林區(qū)氣候晝夜溫差極大，建筑外墻要反復(fù)經(jīng)受凍融過程，因此東北嚴(yán)寒地區(qū)林區(qū)住宅對墻體的保溫構(gòu)造要求更加嚴(yán)格。為降低建筑能耗，采取有效措施提高墻體的保溫能力，是林區(qū)住宅實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的關(guān)鍵。復(fù)合墻體保溫是在墻體基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)、中間或外側(cè)加設(shè)一層或多層保溫隔熱材料，其保溫隔熱材料具有自重輕、熱工性能穩(wěn)定等特性，增加了整個(gè)墻體保溫性能。主要分為外墻內(nèi)保溫、夾芯保溫和外墻外保溫。外墻內(nèi)保溫的操作相對簡單，只需在墻體結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)加設(shè)保溫層，即可達(dá)到效果，施工速度快、常用于舊建筑改造中。夾芯保溫是通過技術(shù)方式將保溫材料置于外墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)部。在基本條件相同的情況下，內(nèi)保溫的熱消耗要比外保溫增加約1/5，所以在保溫材料厚度相同的情況下宜采用外保溫墻體。在林區(qū)，木材是最大的資源，且蓄熱能力較強(qiáng)，林區(qū)宜采用外保溫的方式，將保溫層設(shè)置在外墻結(jié)構(gòu)的外側(cè)，水泥砂漿找平，在最外側(cè)加設(shè)小半徑木材，即起到保溫防寒的作用，又能裝飾住宅的外立面，一舉兩得。因此，相比較而言，外墻外保溫加小徑材無論從技術(shù)的可行性，還是從立面美觀性的角度考慮，對于寒地林區(qū)建筑來講都有更廣闊的發(fā)展前景。

3．1．2窗體保溫構(gòu)造的優(yōu)化

(1)中空玻璃的優(yōu)化。中空玻璃是降低窗體傳熱系數(shù)的重要途徑。節(jié)能減排窗型的實(shí)際效果非常顯著，因此，研究中空玻璃的優(yōu)化對于提高東北寒地林區(qū)建筑的保溫性能有著重要的意義。①改善空氣間層的氣體狀態(tài)，空氣間層應(yīng)該始終處于密閉狀態(tài)，甚至是真空狀態(tài)或填充惰性氣體。有效防止外部空氣與空氣層內(nèi)的氣體進(jìn)行對流換熱，從而使空氣間層能夠具有良好的傳熱系數(shù);②適度控制中空玻璃空氣層的厚度調(diào)整玻璃的間距，中空玻璃的隔絕熱量的能力主要是由于玻璃之間的空氣間層。

(2)提高窗體的氣密性能，窗戶的氣密性與窗戶自身制作質(zhì)量、開啟方式及其安裝質(zhì)量息息相關(guān)，因此要把控窗戶制作到實(shí)施的各個(gè)環(huán)節(jié)，才能有效的減少空前的冷風(fēng)滲透。①窗戶開啟方式的選擇。首先，在窗戶類型的選擇上，要遵循這樣一個(gè)順序，即固定窗———平開窗———推拉窗;雖然平開窗的造價(jià)要比其它兩種窗戶高，但是其工藝要求高，窗戶型材的制作精良，接縫嚴(yán)密，氣密性遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其它兩種窗戶;②提高裝配精確度，增強(qiáng)縫隙部位的搭接量通過提高窗用型材的尺寸規(guī)格、穩(wěn)定性、準(zhǔn)確度和組裝的精確度來增加窗戶開合出現(xiàn)的縫隙部位的搭接量，減少開啟縫的寬度，通過這樣的措施和手段以達(dá)到增強(qiáng)窗戶氣密性的目的;③改進(jìn)密封方法。目前，我國均采用雙極密封方法，而在國外的框與扇和玻璃之間的間隙處理則采用三級密封的做法。但是國內(nèi)同類窗的空氣滲透量卻相形見絀了，所以應(yīng)該推廣國外的三級密封方式。密封材料的改進(jìn)，密封材料應(yīng)該選用耐久性、耐熱性和密封性良好的氯丁橡膠條或者是三元乙丙橡膠條，使用發(fā)泡劑或者發(fā)泡棒在收口處內(nèi)部進(jìn)行填充，而窗戶的外部的封堵材料應(yīng)采用硅酮密封膠。

3．1．3屋頂構(gòu)造方式的整合優(yōu)化

屋頂促進(jìn)整體空間低碳循環(huán)的構(gòu)造。筆者提出了低碳屋頂概念，所謂低碳屋頂，是指通過發(fā)展太陽能屋頂與屋頂綠化等建設(shè)，實(shí)現(xiàn)屋頂?shù)牡吞蓟?，是?jié)能減排、降低能源強(qiáng)度的重要戰(zhàn)略，低碳屋頂主要包括太陽能屋頂和綠色屋頂。太陽能屋頂建設(shè)可以充分利用太陽能為房屋供電供熱等，降低對傳統(tǒng)能源的依賴與消耗，而綠色屋頂是指一切脫離了地面的種植技術(shù)，它涵蓋面不單單是屋頂種植，還包括露臺(tái)、天臺(tái)、陽臺(tái)、墻體等各類建筑物和構(gòu)筑物的空間綠化。

3．2減小建筑體型系數(shù)，降低采暖能耗

良好的建筑的形體設(shè)計(jì)能夠優(yōu)化室外風(fēng)環(huán)境，在嚴(yán)寒地區(qū)，建筑的體型系數(shù)變化因子的敏感性受到建筑采暖能耗的影響，體形系數(shù)越小，其表面積越小，與外界空氣的接觸面積越小，減少散熱，并且降低冬季采暖能耗，是以哈爾濱體型系數(shù)與采暖能耗的關(guān)系為研究對象，在圖中我們可以看出，當(dāng)體型系數(shù)從0.05～0.4范圍內(nèi)變化時(shí)，線性關(guān)系明顯。體型系數(shù)每增大0.01，耗熱量指標(biāo)約增加2.5%。因此，研究建筑的形體設(shè)計(jì)能夠使低碳理念變?yōu)榭赡堋?/p>

3．3因地制宜，選擇適宜寒地林區(qū)建筑的表皮材料

選材首先要滿足防風(fēng)御寒、節(jié)約能耗，在此基礎(chǔ)上綜合評價(jià)這些材料從生產(chǎn)到投入使用再到回收利用的全過程的碳排放量，優(yōu)先選擇溫室氣體產(chǎn)生量少的建筑材料。在林區(qū)內(nèi)，為減小對森林生態(tài)環(huán)境的破壞，應(yīng)需找可循環(huán)再利用、環(huán)保、易加工且能耗少的綠色材料。如對小徑木的開發(fā)研究，充分利用間伐材、枝椏材進(jìn)行加工提高木材的利用效率，或?qū)ιa(chǎn)生活的剩余物的再利用，或?qū)Σ牧喜捎弥苯尤ノ矍懈?，無需生產(chǎn)的用于房屋建造以減小碳排放和污染等。

4結(jié)語

東北嚴(yán)寒地區(qū)林區(qū)林場對有限的森林資源的過度利用導(dǎo)致了資源的匱乏和能源的消耗。如何在不破壞森林資源環(huán)境的情況下，節(jié)約資源，降低能耗，并提高嚴(yán)寒林區(qū)人們的舒適與健康是當(dāng)今住宅設(shè)計(jì)的根本點(diǎn)。本文對嚴(yán)寒地區(qū)林區(qū)村鎮(zhèn)住宅節(jié)能進(jìn)行研究，目的在于提高農(nóng)民居住生活質(zhì)量、改善住宅室內(nèi)熱環(huán)境，促進(jìn)林區(qū)村鎮(zhèn)住宅建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。作為建筑師，應(yīng)該本著為人們提供舒適度為目標(biāo)，最大限度的節(jié)約能源，實(shí)現(xiàn)人與環(huán)境的資源共生，采用低碳化的技術(shù)手段并隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快和科技的發(fā)展，為人們呈現(xiàn)出更多健康、舒適、精彩的生活環(huán)境。

作者:郝秋實(shí)付本臣單位:哈爾濱工業(yè)大學(xué)建筑學(xué)院哈爾濱工業(yè)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院