寒冷地区如何设计绿色建筑

建筑节能设计方面

寒冷地区绿色建筑在建筑节能设计方面

应考虑的问题

根据气候条件合理布局方面

精心设计建筑布局和朝向

单体建筑物的三维尺寸及形状对周围的风环境影响很大。从节能的角度考虑，应创造有利的建筑形态，降低风速，减少能耗热损失。同时，从避免冬季季风对建筑物侵入来考虑，应减小风向与建筑物长边的入射角度。建筑物高度、长度的变化对局部气流和风环境也有较大影响。建筑单体设计时，在场地风环境分析的基础上，宜通过调整建筑物的长宽高比例，使建筑物迎风面压力合理分布，避免背风面形成涡旋区。

建筑物长度对气流的影响

建筑物高度对气流的影响

利用计算机日照模拟发析，以建筑周边场地以及既有建筑为边界前提条件，确定满足建筑物最低日照标准的最大形体与高度，并结合建筑节能和经济成本权衡分析。

在确定建筑物的最小间距时，要保证室内一定的日照量。建筑物的朝向对建筑节能也有很大影响，从节能考虑，建筑物应首先选择长方形体形，南北朝向。同体积不同体形获得的太阳辐射量也是很不一样的。朝向既与日照有关，也与当地的主导风向有关，因为主导风向直接影响冬季住宅室内的热损耗与夏季室内的自然通风。

同体积不同体形建筑获得太阳辐射量的比较

寒冷地区朝向选择的总原则是：在节约用地的前提下，要满足冬季能争取较多的日照，夏季避免过多的日照，并有利于自然通风的要求。建筑朝向应结合各种设计条件，因地制宜地确定合理的范围，以满足生产和生活的要求。

我国寒冷地区部分地区建议建筑朝向表

控制体形系数

依据寒冷地区的气候条件，建筑物体形系数在0.3的基础上每增加0.01，该建筑物能耗约增加2.4%-2.8%；每减少0.01，能耗约减少2%-3%。

如寒冷地区建筑的体形系数放宽，围护结构传热系数限值将会变小，使得围护结构传热系数限值在现有的技术条件下实现的难度增大，同时投入的成本太大。

适当地将低层建筑的体形系数放大到0.52左右，将大量建造的4-8层建筑的体形系数控制在0.33左右，有利于控制居住建筑的总体能耗。高层建筑的体形系数一般控制在0.23左右。为了给建筑师更灵活的空间，将寒冷地区体形系数适当放宽控制在0.26（≥14层）。

体形系数对建筑耗热量指标的影响

建筑耗热量指标与体形系数的关系

建筑耗能量指标随着体形系数的减小而减少。

一旦所设计的建筑超过规定的体形系数时，则要求提高建筑围护结构的保温性能，并进行围护结构热工性能的权衡判断，审查建筑物的采暖能耗是否能控制在规定的范围内。

合理确定窗墙面积比

大幅度提高窗户热工性能

• 窗墙面积比越大，采暖和空调能耗就越大；
  

• 满足室内采光要求作为窗墙面积比的确定原则；
  

• 南窗大有利于冬季通过窗口直接获得太阳辐射热；
  

• 窗墙面积比一般宜控制在0.35以内，如窗的热工性能好，可适当提高比率；
  

• 单位面积的北窗热损失明显大于南窗；
  

• 寒冷地区西部进行围护结构节能设计量，不宜过分减少窗墙面积比，重点是提高窗的热工性能；
  

• 在增大窗墙面积比时，首先考虑减小窗户的传热系数，并增设活动遮阳；其次考虑减小外墙的传热系数；
  

• 在放宽窗墙比限值的情况下，必须提高对外窗热工性能的要求。提高外窗热工性能，所需资金不多，每平米建筑面积约10-20元，比提高外墙热工性能的资金效益高3倍以下；
  

• 开窗方向避开噪声源形成锯齿状、波浪状窗也可以减少噪声传入。

控制以下没有功能作用的装饰构件的应用：

• 不具备遮阳、导光、导风、载物、辅助绿化等作用的飘板、格栅和构架等，且作为构成要素在建筑中大量使用；

• 单纯为追求标志性效果，在屋顶等处设立塔、球、曲面等异形构件；

• 女儿墙高度超过规范要求2倍以上；

• 不符合当地气候条件，不利于节能的双层外墙（含幕墙）的面积超过外墙总建筑面积的20%。

围护结构保温节能设计方面

• 寒冷地区建筑围护结构不仅要满足强度、防潮、防水、防火等基本要标，还应考虑保温防寒的要求。

• 设置凸窗时，凸窗的保温性能必须予以保证，否则不仅造成能源浪费，更为严重的热工缺陷和热桥还有导致室内结露的危险。

• 建筑节能标准要求建筑构造部位的潜在热工缺陷及热桥部分必须加强，进而采取相关的技术措施以保证最终的围护结构热工性能。

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