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摘要：气候是影响建筑设计的一个重要因素，在不同的地区，应有不同的建筑形态空间布局，即适应气候的地域建筑。本文将针对寒冷地区的气候特征并结合工程实例，从建筑围护结构的保温隔热、建筑布局、建筑空间的组织等来探讨该地区住宅建筑节能设计。力图降低建筑能耗，创造建筑微气候，并从地域技术、构造设计上来探讨适应该地区气候的住宅建筑。
关键词：住宅建筑构造设计地域气候节能
前言
随着人类社会各方面的高速发展，全世界的能源紧缺问题日益加剧，据统计，发达国家建筑业占能源总消耗量的36%左右，而我国的能耗是发达国家的2～3倍，因此，在建筑中推广节能势在必行。建筑师必须从 “可持续发展”的角度去审视我们的建筑设计，从根本上降低建筑能耗，减少对采暖的依赖性。接下来，我将通过对建筑外围护结构的保温隔热、建筑布局、建筑空间的组织和太阳能的利用方面介绍和研究，探讨一些适合寒冷地区建筑的节能措施。
1.寒冷地区气候特征
寒冷地区冬季寒冷干燥，夏季炎热湿润，降水量相对集中。冬季夏季持续时间长，春秋季短促，气温变化剧烈，雨水稀少，多为大风沙天气，夏季多冰雹和雷暴。这一地区的冬夏两季的气候差异巨大，各主要城市冬季月平均温度基本都在0℃以下，夏季各主要城市的月平均温度约为26℃左右，与南方城市相差不大。季风气候也是寒冷地区气候的一个显著特点，该地区全年的主导风向呈季节性变化，冬季西北季风和夏季东南季风为主。
根据这一地区的气候特点，建筑物的冬季保温、防寒、防冻，夏季隔热就成为建筑节能设计的主要内容。
2.寒冷地区住宅建筑中的节能设计
为适应寒冷地区的气候特征，必然要产生一系列适应性的节能措施。
2.1加强围护结构的保温措施
寒冷地区由于冬季较为寒冷干燥，使得冬季减少向室外传递热量成为节能的有效方法之一。根据建筑的热工机理，室内暖气的辐射热投射到建筑内表面时，其中一部分被反射回来，一部分被墙体吸收。而被建筑物墙体吸收的热量一部分向室内传递，另一部分则以长波辐射和空气对流的形式向室外散发。显然，散发到室外的热量越多，保留到室内的热量就越少。因此，加强外围护结构的保温性能，即对屋面、外墙、架空或外挑楼板、门窗等部位的保温措施就成为建筑师进行建筑节能设计的主要内容，从而在外围护结构中阻隔室内的热量向室外传递，这样一来，冬季建筑从室内所吸收的热量将大量地聚集在建筑的内表面，促使建筑的内表面温度升高，从而进一步提高了建筑内表面与环境之间的温度差，有利于建筑向室内散热。同时，在一层地面设置保温层，增加地面的热阻，也能达到保温隔热效果。还有，该地区属季风气候，风沙比较大，在北入口的单元门装设门斗，也有助于冬季的保温与防风沙。另一方面，寒冷地区由于夏季炎热，因此夏季隔热也就成为建筑节能设计的内容，加强外围护结构的保温性能，也有利于夏季隔热，从而减少空调、风扇等的利用。同时，外墙采用白色粉刷或用浅色饰面来提高外墙辐射，达到隔热的作用。
在住宅建筑中，窗户也是一个独特的围护结构构件。一方面它要阻挡外界环境变化对室内的侵袭。另一方面是人在室内观赏室外景物满足人们心理上的渠道。所以窗户同时承担着隔绝与沟通室内外这两个互相矛盾的任务。一般普通窗户（包括阳台的透明部分）的保温性能比外墙差很多，在建筑能耗中，通过窗造成的能耗占到了建筑总能耗的40%左右，因此，对寒冷地区而言，窗户的热工性能问题是外围护结构设计中的一个极为重要的因素，其主要问题是该如何改善以及防止空气渗透。从而在冬季满足自然采光的同时减少热量从室内向室外传递，夏季还要能够尽可能得使热量滞留在室外。目前，窗户节能最常用的方法是采用多层空气间层的玻璃窗，如使用中空、隔热和反射的玻璃等。同时，窗框靠墙部位的缝隙，采用如玻璃棉、泡沫胶、矿棉毡等高校保温材料和嵌缝密封膏密封填堵。
2.2建筑布局
在寒冷地区，因大部分地区日照非常充足，西晒比较严重，为减少西晒的影响和符合当地居民喜好，所以住宅楼以行列式、南北向为主进行布置。同时，由于太阳高度角和方位角的变化规律，南北朝向的建筑冬季可以增加建筑物辐射得热，从而，降低建筑物的采暖负荷。计算证明，建筑物的主要朝向如果由南北改为东西向，耗热量指标明显增大。同时，根据寒冷地区夏季的最大频率风向，建筑物的主体朝向南北向，也有利于自然通风。所以，寒冷地区建筑物的大部分应以南北向为主进行布置。
2.3内部空间的组织与划分
为了适应寒冷地区的气候特点，达到节能降耗的目标，建筑物在内部空间的组织和外部体型上都带有明显的地域性。具体做法是：住宅采用多单元组合，平面采用简单的矩形平面，避免出现过多的凸凹变化，并适当加大住宅的进深，从而减小建筑物的体型系数。门窗采取“南大北小、东西少”的形式，在保证通风与采光的条件下，减少窗户的建筑能耗。在平面布局上采取南北通透，保证不同方位的住房之间有流畅的气流用以形成穿堂风，尽量减少人工照明、设备采暖及制冷的使用，从而达到节能的效果。
2.4太阳能的利用
太阳能取之不尽，用之不竭，除了设备成本外几乎无需再投入，具有很好的经济效益。太阳能加热每吨水相比电加热可省电20～30KW·h，按照每户每天用热水量120kg计算，每年每户可省约800元。同时，太阳能集中供热水系统采用智能化的控制技术，只要有太阳光，太阳能集热器就会产生热水，实现了最大程度利用太阳能，最少消耗能源的的效果，是未来节能手段的发展趋势之一。
3.具体的方案实例分析
下图为某寒冷地区国有工矿棚户区改造项目的户型，该户型较好的利用了地域性建筑设计的构造特点，满足建筑节能的设计思想。
该工程建筑物在住宅的外墙、屋面、楼地面、门窗、楼梯间等处均采取前述保温节能措施，使每户形成一个封闭的绝热系统，有效的防止了“冷桥”的产生，节能的同时使居住的舒适度大大提高。在建筑布局上采用行列式、南北向为主进行布置，从而，降低建筑物的采暖负荷，有利于自然通风。建筑平面设计时，采用简单的矩形平面，通过合理控制户型的开间、进深，保证每个房间均有足够的采光和通风，客厅、卧室等主要房间朝南，争取最大限度利用太阳能直接得热，餐厅、厨房、卫生间等朝北布置，成为南向卧室的防寒空间，南向的窗户较大，北向的窗户较小，保证通风、采光的情况下，减少能耗。同时，在屋顶设置太阳能集中供热水系统，将太阳能热水与住户的给水系统相结合，保证了用户水龙头即开即热，实现了一次投资，长期收益，达到节能环保的作用。
在寒冷地区我们可以找到许多类似的建筑形式：没有过多凸凹变化矩形平面设计、封闭阳台、 “南大北小、东西少”的门窗形式等。这都是劳动人民根据当地的气候特征，所创造出的建筑形态，是一种建筑文化的体现。在建筑设计中应该在气候环境设计的基础上寻求一种继承文脉的理念，因为气候不只是影响建筑的一个自然环境，还与文化息息相关，设计者应该贯彻“形式追随气候的”思想。尽可能的对该地区的建筑文化进行更深层次的追求与思考。
结束语
随着国民经济的不断发展，我国的住宅工程经历了提供必要的居住条件和满足一定的舒适性要求两个发展阶段。近几年，人民对住宅的舒适性要求越来越高，能源的需求量也随之日益增加，能源利用情况紧张，而常规能源的大量使用必将对环境造成不利影响。在这种前提下，有在不牺牲环境质量的前提下，以较低的能耗为人们提供健康、舒适的居住环境。就成为建筑师进行建筑设计的理念之一。对于人居环境的探讨，一直以来都是建筑界所关注的问题。无论是在建筑节能、降低建筑能耗，还是在提高人居舒适度，创造新型的住宅建筑，都应该是未来住宅设计的方向。所以我们要从建筑的各个方面出发，实现开源节流，降低建筑能耗、提高可再生能源的利用，向着真正的绿色建筑迈进，实现建筑领域真正节能。
参考文献：
[1]《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》.JGJ26-2010
[2]清华大学建筑节能研究中心.中国建筑节能年度发展研究报告.北京：中国建筑工业出版社。
[3]孙宝梁.简明建筑节能技术.北京：中国建筑工业出版社，2007.
[4]黄晨主编，建筑环境学.北京：机械工业出版社，2005.
关键词：住宅建筑构造设计地域气候节能
前言
随着人类社会各方面的高速发展，全世界的能源紧缺问题日益加剧，据统计，发达国家建筑业占能源总消耗量的36%左右，而我国的能耗是发达国家的2～3倍，因此，在建筑中推广节能势在必行。建筑师必须从 “可持续发展”的角度去审视我们的建筑设计，从根本上降低建筑能耗，减少对采暖的依赖性。接下来，我将通过对建筑外围护结构的保温隔热、建筑布局、建筑空间的组织和太阳能的利用方面介绍和研究，探讨一些适合寒冷地区建筑的节能措施。
1.寒冷地区气候特征
寒冷地区冬季寒冷干燥，夏季炎热湿润，降水量相对集中。冬季夏季持续时间长，春秋季短促，气温变化剧烈，雨水稀少，多为大风沙天气，夏季多冰雹和雷暴。这一地区的冬夏两季的气候差异巨大，各主要城市冬季月平均温度基本都在0℃以下，夏季各主要城市的月平均温度约为26℃左右，与南方城市相差不大。季风气候也是寒冷地区气候的一个显著特点，该地区全年的主导风向呈季节性变化，冬季西北季风和夏季东南季风为主。
根据这一地区的气候特点，建筑物的冬季保温、防寒、防冻，夏季隔热就成为建筑节能设计的主要内容。
2.寒冷地区住宅建筑中的节能设计
为适应寒冷地区的气候特征，必然要产生一系列适应性的节能措施。
2.1加强围护结构的保温措施
寒冷地区由于冬季较为寒冷干燥，使得冬季减少向室外传递热量成为节能的有效方法之一。根据建筑的热工机理，室内暖气的辐射热投射到建筑内表面时，其中一部分被反射回来，一部分被墙体吸收。而被建筑物墙体吸收的热量一部分向室内传递，另一部分则以长波辐射和空气对流的形式向室外散发。显然，散发到室外的热量越多，保留到室内的热量就越少。因此，加强外围护结构的保温性能，即对屋面、外墙、架空或外挑楼板、门窗等部位的保温措施就成为建筑师进行建筑节能设计的主要内容，从而在外围护结构中阻隔室内的热量向室外传递，这样一来，冬季建筑从室内所吸收的热量将大量地聚集在建筑的内表面，促使建筑的内表面温度升高，从而进一步提高了建筑内表面与环境之间的温度差，有利于建筑向室内散热。同时，在一层地面设置保温层，增加地面的热阻，也能达到保温隔热效果。还有，该地区属季风气候，风沙比较大，在北入口的单元门装设门斗，也有助于冬季的保温与防风沙。另一方面，寒冷地区由于夏季炎热，因此夏季隔热也就成为建筑节能设计的内容，加强外围护结构的保温性能，也有利于夏季隔热，从而减少空调、风扇等的利用。同时，外墙采用白色粉刷或用浅色饰面来提高外墙辐射，达到隔热的作用。
在住宅建筑中，窗户也是一个独特的围护结构构件。一方面它要阻挡外界环境变化对室内的侵袭。另一方面是人在室内观赏室外景物满足人们心理上的渠道。所以窗户同时承担着隔绝与沟通室内外这两个互相矛盾的任务。一般普通窗户（包括阳台的透明部分）的保温性能比外墙差很多，在建筑能耗中，通过窗造成的能耗占到了建筑总能耗的40%左右，因此，对寒冷地区而言，窗户的热工性能问题是外围护结构设计中的一个极为重要的因素，其主要问题是该如何改善以及防止空气渗透。从而在冬季满足自然采光的同时减少热量从室内向室外传递，夏季还要能够尽可能得使热量滞留在室外。目前，窗户节能最常用的方法是采用多层空气间层的玻璃窗，如使用中空、隔热和反射的玻璃等。同时，窗框靠墙部位的缝隙，采用如玻璃棉、泡沫胶、矿棉毡等高校保温材料和嵌缝密封膏密封填堵。
2.2建筑布局
在寒冷地区，因大部分地区日照非常充足，西晒比较严重，为减少西晒的影响和符合当地居民喜好，所以住宅楼以行列式、南北向为主进行布置。同时，由于太阳高度角和方位角的变化规律，南北朝向的建筑冬季可以增加建筑物辐射得热，从而，降低建筑物的采暖负荷。计算证明，建筑物的主要朝向如果由南北改为东西向，耗热量指标明显增大。同时，根据寒冷地区夏季的最大频率风向，建筑物的主体朝向南北向，也有利于自然通风。所以，寒冷地区建筑物的大部分应以南北向为主进行布置。
2.3内部空间的组织与划分
为了适应寒冷地区的气候特点，达到节能降耗的目标，建筑物在内部空间的组织和外部体型上都带有明显的地域性。具体做法是：住宅采用多单元组合，平面采用简单的矩形平面，避免出现过多的凸凹变化，并适当加大住宅的进深，从而减小建筑物的体型系数。门窗采取“南大北小、东西少”的形式，在保证通风与采光的条件下，减少窗户的建筑能耗。在平面布局上采取南北通透，保证不同方位的住房之间有流畅的气流用以形成穿堂风，尽量减少人工照明、设备采暖及制冷的使用，从而达到节能的效果。
2.4太阳能的利用
太阳能取之不尽，用之不竭，除了设备成本外几乎无需再投入，具有很好的经济效益。太阳能加热每吨水相比电加热可省电20～30KW·h，按照每户每天用热水量120kg计算，每年每户可省约800元。同时，太阳能集中供热水系统采用智能化的控制技术，只要有太阳光，太阳能集热器就会产生热水，实现了最大程度利用太阳能，最少消耗能源的的效果，是未来节能手段的发展趋势之一。
3.具体的方案实例分析
下图为某寒冷地区国有工矿棚户区改造项目的户型，该户型较好的利用了地域性建筑设计的构造特点，满足建筑节能的设计思想。
该工程建筑物在住宅的外墙、屋面、楼地面、门窗、楼梯间等处均采取前述保温节能措施，使每户形成一个封闭的绝热系统，有效的防止了“冷桥”的产生，节能的同时使居住的舒适度大大提高。在建筑布局上采用行列式、南北向为主进行布置，从而，降低建筑物的采暖负荷，有利于自然通风。建筑平面设计时，采用简单的矩形平面，通过合理控制户型的开间、进深，保证每个房间均有足够的采光和通风，客厅、卧室等主要房间朝南，争取最大限度利用太阳能直接得热，餐厅、厨房、卫生间等朝北布置，成为南向卧室的防寒空间，南向的窗户较大，北向的窗户较小，保证通风、采光的情况下，减少能耗。同时，在屋顶设置太阳能集中供热水系统，将太阳能热水与住户的给水系统相结合，保证了用户水龙头即开即热，实现了一次投资，长期收益，达到节能环保的作用。
在寒冷地区我们可以找到许多类似的建筑形式：没有过多凸凹变化矩形平面设计、封闭阳台、 “南大北小、东西少”的门窗形式等。这都是劳动人民根据当地的气候特征，所创造出的建筑形态，是一种建筑文化的体现。在建筑设计中应该在气候环境设计的基础上寻求一种继承文脉的理念，因为气候不只是影响建筑的一个自然环境，还与文化息息相关，设计者应该贯彻“形式追随气候的”思想。尽可能的对该地区的建筑文化进行更深层次的追求与思考。
结束语
随着国民经济的不断发展，我国的住宅工程经历了提供必要的居住条件和满足一定的舒适性要求两个发展阶段。近几年，人民对住宅的舒适性要求越来越高，能源的需求量也随之日益增加，能源利用情况紧张，而常规能源的大量使用必将对环境造成不利影响。在这种前提下，有在不牺牲环境质量的前提下，以较低的能耗为人们提供健康、舒适的居住环境。就成为建筑师进行建筑设计的理念之一。对于人居环境的探讨，一直以来都是建筑界所关注的问题。无论是在建筑节能、降低建筑能耗，还是在提高人居舒适度，创造新型的住宅建筑，都应该是未来住宅设计的方向。所以我们要从建筑的各个方面出发，实现开源节流，降低建筑能耗、提高可再生能源的利用，向着真正的绿色建筑迈进，实现建筑领域真正节能。
参考文献：
[1]《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》.JGJ26-2010
[2]清华大学建筑节能研究中心.中国建筑节能年度发展研究报告.北京：中国建筑工业出版社。
[3]孙宝梁.简明建筑节能技术.北京：中国建筑工业出版社，2007.
[4]黄晨主编，建筑环境学.北京：机械工业出版社，2005.