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摘要：隨著我國高速公路路網的逐漸發展，高速公路服務區的基礎建設也日益完善。但大多數服務區在設計過程中并沒有著重考慮建筑節能的設計方法，尤其是在嚴寒地區環境下的高速公路服務區，冬季需要消耗大量煤炭進行采暖，若無有效的節能措施，則會導致非再生能源的大量消耗。因此，在未來的嚴寒地區高速公路服務區建筑設計中，應了解其發展趨勢，從而達到減少能源浪費，保護生態環境的目的。

關鍵詞：嚴寒地區；高速公路服務區建筑；建筑節能設計

隨著我國城市社會的快速發展,人們的物質生活水平也逐步提高。機動車逐漸成為人們日常生活的中必需品,其購買量及購買速度都在不斷提升。機動車的使用讓人們的出行更加便利，從而也促使高速公路的線路及里程數快速增長，同時也給高速公路服務區建設向著更人性化、更節能化發向發展提出了更高的要求。嚴寒地區的高速公路服務區一般由主干道兩側的綜合樓、鍋爐房、維修站、加油站等幾部分構成。其建筑的能耗主要源于冬季采暖，絕大部分為小型燃煤鍋爐獨立供暖。這種供暖方式不僅加劇了對不可再生能源的消耗，而且會制造大量有害氣體污染空氣。服務區作為高速公路的基本服務單元之一，多沿高速公路路網分布，且大部分位于野外遠離城市而獨立存在，在冬季無法提供高效、節能的供暖方式，能源利用率低、能源浪費現象比較嚴重，故嚴寒地區高速公路服務區建筑節能發展潛力巨大。

1嚴寒地區高速公路服務區的建筑用能現狀

嚴寒地區的高速公路服務區因其氣候環境更加惡劣，冬季采暖持續時間更長，導致采暖及空調設備運行時間較長且用能強度較大。據數據研究顯示，嚴寒地區高速公路服務區中維持室內熱環境系統所占建筑耗能比為40%~50%，照明等耗能約占30%~40%，其他設備約占10%~20%。由此可見，冬季采暖及日常用電為嚴寒地區高速公路服務區的兩種主要用能方式。嚴寒地區內大多數服務區在場地內單獨布置鍋爐房，仍然以燃煤鍋爐加暖氣片輻射式采、供暖為主，這種采、供暖方式的經濟性及供熱效率都比較差。同時服務區外圍護結構較差的保溫性，導致了室內熱量流失過快。建筑物內多以暖氣片輻射的方式供暖，這種方式冬季熱負荷較大，地埋管采暖系統容易形成冷堆積，導致供熱效果逐年減弱，其維護費用及故障率也相對較高。以吉林省為例，2015年政府頒布的《吉林省大氣污染防止條例》中明確規定將逐步禁止使用十蒸噸以下的燃煤鍋爐，這意味著高速公路服務區作為一個獨立的野外單元，需要尋找新的供暖方式來降低其冬季用能，從而達到節能減排的目的。服務區的日常用電量也十分巨大，由于高速公路服務區功能組成的較為特殊，室內公廁、餐廳及商超市等服務區域營業時間較長，需要用電進行室內照明，維持室內舒適的光環境，同時，服務區整個地塊內的道路照明系統在夜間消耗的電能也十分巨大。目前嚴寒地區除了個別服務區應用了太陽能路燈之外，大部分都缺少對建筑用電系統有效的節能措施，導致了電能的大量損耗。

2嚴寒地區高速公路服務區建筑節能設計方法

2.1服務區地勢的選擇。服務區選址周邊的地勢條件會對其建筑的節能產生深遠的影響。大多數服務區建筑地勢相對較為平坦，在設計時應充分利用地形，節省土方量，避免植被或土壤遭到破壞。在服務區的建筑設計中，應多采用背陰朝陽的方式選擇服務區建筑的位置及朝向，此種方式不僅使建筑在冬季可以增加日照時數，維持室內溫度，夏季還可以加強自然通風，使室內的舒適性得到提高。服務區的建筑應極力避免設置于洼地、山谷及凹陷等地區，一方面，此類地形會加劇冬季寒風對建筑外圍護結構的沖擊，不利于門窗洞口的保溫，導致建筑內熱量散失速度加快，另一方面，由于服務區建筑層數較低，容易出現建筑內上暖下冷的情況，對于建筑室內的采光、通風也造成了不良的影響。處于凹地地勢的建筑在冬季極易在建筑底層產生冷氣聚集，導致建筑下層的室內溫度較低，還可能引起地面保溫結構材料的開裂，從而損壞建筑的外圍護結構，增加建筑維護的成本。2.2建筑外圍護結構設計。建筑的外圍護結構包含外墻、屋頂、外門窗、地面等，在嚴寒地區高速公路服務區建筑的外圍護結構設計中，應著重考慮其保溫性能，選取保溫性能較好的材料并注意對女兒墻、挑檐等構造的節能處理，從而最大限度的降低熱橋效應的出現。2.3可再生能源利用設計。可再生能源的利用包括對太陽能、風能、地熱能資源的利用。嚴寒地區大部分區域的太陽能、風能及地熱能資源豐富，因此在服務區建筑的再生能源利用策略上，可以考慮對以上三種自然能源的重點使用。太陽能利用技術在我國發展較早，目前我國在太陽能發電、太陽能采暖、太陽能制冷、太陽能除濕方面等的應用較為廣泛。太陽能技術的應用原理主要是將太陽輻射能轉化為電能或熱能，來為建筑內部的各個系統的日常運行，提供能源輸送，從而降低建筑整體對非再生能源的依賴。太陽能節能系統大部分設置在屋頂或天窗部分，在節約用地的同時屋頂也是太陽輻射能接收的最佳位置。不同的屋頂形式對于太陽能的接收效率也略用不同，相同自然條件下，坡屋頂的太陽能接收效率要強于平屋頂。風能是一種清潔、安全的可再生資源，風力發電系統是目前我國利用風能的主要形式。其優點可以大量降低成本，并可以設置立體化設施，保護自然生態環境。在利用風能發電系統時應對周邊環境、建筑物的體量、適宜的風力發電系統設計及建筑結構是否安全穩定等方面進行充分考慮。利用地熱能的主流方式之一即為地源熱泵系統的布置，在冬季時，地源熱泵系統從土地中獲取低溫熱源，經過高效集熱整合成為高溫熱源，以此來為建筑內提供熱量；夏季時，系統將建筑室內多余熱量轉移到地下，降低室內氣溫從而達到制冷的目的。2.4空氣循環系統設計。一般情況下，保證室內外空氣的流通性主要做法是開窗換氣，用新鮮的空氣稀釋室內空氣污染物，改善空氣質量，但由于服務區建筑靠近高速公路主干道，其環境噪音較大，而且常會出現風雨沙塵及冬季室外氣溫較低的情況，均不宜開窗通風換氣。對于室內新風系統的設置，可以在門窗關閉的情況下為室內提供新鮮空氣的同時避免了噪音、室外粉塵等對室內環境的影響，從而保證了使用者的健康，并有利于維持整體建筑的氣密性，增加室內的舒適度。嚴寒地區一般采用帶有熱泵式熱回收的新風系統，其能夠適應嚴寒地區的極端氣候環境，可以在低溫環境下正常運作，且熱回收率相對較高。

3結語

隨著建筑材料和技術的不斷更新，建筑也朝著建造時間更短、舒適性更強、更加節能環保的方向發展。本文迎合當今時展的需要，以減少嚴寒地區高速公路服務區建筑能耗為目的，從服務區選址、建筑外圍護結構設計、可再生能源利用設計及空氣循環系統設計幾個方面出發，提出未來嚴寒地區高速公路服務區建筑節能設計的研究方向，盡可能減少服務區建筑對非再生能源的過渡依賴，從而達到人與自然和諧發展的結果。

參考文獻：

[1]江偉.東北嚴寒地區建筑節能關鍵技術研究項目啟動[J].墻材革新與建筑節能,2011(11):58.

[2]李曉波.節能型高速公路服務區的建設研究[J].黑龍江交通科技,2011(6):216-218

[3]余承霖,張宏霞,任福松,劉哲.高速公路服務區“煤改電”清潔采暖方案對比研究與實踐[J].供熱制冷，2019.08:31-36

[4]苑廣普,矯立超,戎賢,楊志強,孔祥飛.高速公路服務區被動式超低能耗建筑實踐研究[J].建筑節能,2019(1):82-87

[5]李忠.寒冷和嚴寒地區太陽能建筑應用[J].建設科技,2012(21):38-40

作者:柳紅明 張彰 單位:吉林建筑大學