夏熱冬暖地區(qū)建筑節(jié)能設(shè)計技術(shù)要點分析

余德華

（廣州市人防建筑設(shè)計研究院有限公司，廣東 廣州 510000）

夏熱冬暖地區(qū)建筑節(jié)能設(shè)計技術(shù)要點分析

余德華

（廣州市人防建筑設(shè)計研究院有限公司，廣東 廣州 510000）

筆者主要通過對夏熱冬暖地區(qū)氣候特征以及該地區(qū)建筑特點的分析，闡述影響建筑能耗各方面的因素，探討夏熱冬暖地區(qū)建筑節(jié)能設(shè)計和建筑熱工節(jié)能設(shè)計的方法及要點。

建筑節(jié)能設(shè)計；建筑熱工節(jié)能設(shè)計；節(jié)能技術(shù)要點

夏熱冬暖大部分地區(qū)為亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，即濕熱型氣候，其氣候特點是：夏季時間長，太陽輻射強度大，氣溫高且濕度大，降雨多，季風(fēng)旺盛。目前主要依賴制冷設(shè)備維持室內(nèi)舒適溫度和濕度，統(tǒng)計表明：夏熱冬暖地區(qū)冬季的用電量各種戶型變化不大，而夏季空調(diào)期用電量的變化較大，變化幅度接近1倍以上，這主要是受空調(diào)使用時間等因素的影響。巨大的空調(diào)能耗導(dǎo)致該地區(qū)缺電，在用電高峰季節(jié)頻繁出現(xiàn)拉閘限電現(xiàn)象，而建筑內(nèi)部熱環(huán)境的改善十分有限，能源嚴重浪費。未來空調(diào)裝機容量還會繼續(xù)增加，因此必須通過建筑節(jié)能設(shè)計和建筑熱工節(jié)能設(shè)計，來改善室內(nèi)熱環(huán)境，并減少空調(diào)裝機容量及運行能耗。

1 夏熱冬暖地區(qū)建筑節(jié)能設(shè)計方法及要點

1.1 整體節(jié)能規(guī)劃

整體節(jié)能規(guī)劃應(yīng)結(jié)合本地區(qū)氣候特征，從建設(shè)選址、建筑和道路布局、建筑朝向、建筑體型、建筑間距、夏季主導(dǎo)風(fēng)向、太陽輻射、建筑外部空間環(huán)境構(gòu)成等方面進行深入研究，通過建筑的規(guī)劃布局，創(chuàng)造有利于節(jié)能的微氣候環(huán)境。最終依靠建筑技術(shù)手段實現(xiàn)建筑與氣候環(huán)境的和諧統(tǒng)一。規(guī)劃設(shè)計還應(yīng)對建筑周圍的風(fēng)環(huán)境進行分析，并采取建筑措施增加氣候環(huán)境的有利影響，減少和修正不利影響。以前往往強調(diào)風(fēng)向作為該地區(qū)設(shè)計的依據(jù)，但建筑物場地的微氣候因地理環(huán)境、地形地貌、周圍建筑、綠化等不同，使得具體場地的風(fēng)環(huán)境與當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)環(huán)境有較大差異，因此在具體設(shè)計中應(yīng)對當(dāng)?shù)氐暮暧^氣候、間接氣候和微觀氣候進行全面分析，找出風(fēng)環(huán)境的顯著特征，合理的組織室內(nèi)通風(fēng)，并采取相應(yīng)的有效的節(jié)能設(shè)計措施，使居住環(huán)境達到高舒適、低能耗的目的。

1.2 節(jié)能建筑的單體設(shè)計

1.2.1 建筑平面功能布局

夏熱冬暖地區(qū)中的濕熱地區(qū)，由于晝夜溫差小，相對濕度高，因此平面功能布局要合理組織建筑內(nèi)部的自然通風(fēng)，利用通風(fēng)改善室內(nèi)熱環(huán)境；要合理地選擇建筑間距、朝向、房間開口的位置和面積，控制房間的進深以保證自然通風(fēng)的有效性。使建筑物冬天可以保持室內(nèi)的熱量，避免冷風(fēng)滲透，夏天能形成穿堂風(fēng)，達到自然風(fēng)降溫，從而達到節(jié)能的目的。

1.2.2 圍護結(jié)構(gòu)

圍護結(jié)構(gòu)外表面宜采取淺色粉刷或光滑的飾面材料，以減少外墻表面對太陽輻射的吸收，要從降低傳熱系數(shù)、增大熱惰性指標、保證熱穩(wěn)定性等，合理選擇結(jié)構(gòu)的材料和構(gòu)造形式。如屋頂節(jié)能設(shè)計考慮通風(fēng)屋頂、蓄水屋頂、植被屋頂、帶閣樓層的坡屋頂以及遮陽屋頂?shù)榷喾N多樣式的結(jié)構(gòu)形式；外墻考慮選用加氣混凝土砌塊、砂加氣制品等節(jié)能性能比較好的砌體等等。

1.2.3 窗口遮陽

窗口設(shè)置遮陽對于改善夏熱冬暖地區(qū)住宅的熱環(huán)境、減少太陽輻射熱進入室內(nèi)、降低空調(diào)能耗效果顯著，是實現(xiàn)建筑節(jié)能的重要手段之一。由遮陽位置不同，大致可分為：外遮陽、內(nèi)遮陽、中間遮陽?？烧{(diào)節(jié)外遮陽是對陽光輻射有效的防護措施。在設(shè)計中要著重考慮東面與西面的遮陽，還要防止片面追求增加自然通風(fēng)效果，盲目開大窗而不注重遮陽設(shè)施設(shè)計的做法，因為這樣容易把大量的太陽輻射的熱帶入室內(nèi)，引起室內(nèi)過熱。

2 夏熱冬暖地區(qū)建筑熱工節(jié)能設(shè)計方法及要點

2.1 建筑熱工節(jié)能設(shè)計——屋面子系統(tǒng)

屋面是建筑熱工節(jié)能設(shè)計的重點，正因為如此我省地方節(jié)能設(shè)計標準中特別規(guī)定“屋面和東、西外墻的傳熱系數(shù)K值在任何情況下都應(yīng)滿足標準的規(guī)定性指標”。根據(jù)《中南地區(qū)建筑標準設(shè)計建筑圖集》05ZJ001第3.4.3條規(guī)定，對于屋面防水等級為I、II級的屋面，要求屋頂傳熱系數(shù)較小和建筑標準較高的屋面，均宜選用導(dǎo)熱系數(shù)和干密度小的保溫材料，以減輕屋面的自重，因此夏熱冬暖地區(qū)多采用聚苯乙烯泡沫塑料板和擠塑聚苯乙烯泡沫塑料板等做保溫隔熱材料。通過調(diào)整保溫層的厚度比較容易滿足建筑節(jié)能設(shè)計規(guī)范所要求的規(guī)定性指標，但現(xiàn)階段由于施工單位施工質(zhì)量良莠不齊，屋面滲水現(xiàn)象對屋面隔熱保溫造成的破壞較大。

2.2 建筑熱工節(jié)能設(shè)計——外墻子系統(tǒng)

外墻也是建筑熱工節(jié)能設(shè)計的重點，特別是東、西墻。建筑中常使用的外墻保溫主要有內(nèi)保溫、外保溫、內(nèi)外混合保溫等方法。外墻外保溫是將保溫隔熱體系置于外墻外側(cè)，以賦予建筑物良好保溫隔熱性能，除了保溫隔熱功能以外，由于將絕熱體系置于外墻外側(cè)，從而使主體結(jié)構(gòu)所受溫差作用大幅度下降，溫度變形減小，因而外墻外保溫對結(jié)構(gòu)墻體能起到保護作用并可有效阻斷熱橋，基本消除“熱橋”的影響，且有利于結(jié)構(gòu)壽命的延長。目前較成熟的外墻外保溫技術(shù)主要有以下幾種：

2.2.1 外掛式外保溫

外掛式的保溫材料有巖（礦）棉、玻璃棉氈、阻燃型聚苯乙烯泡沫板（簡稱聚苯板，EPS、XPS）、JK泡沫玻璃等。其中聚苯板因具有優(yōu)良的物理性能和價格低廉，已在世界范圍內(nèi)的外墻保溫外掛技術(shù)中被廣泛應(yīng)用，該外掛技術(shù)是采用粘接砂漿或是專用的固定件將保溫材料貼、掛在外墻上，然后抹抗裂砂漿，壓入玻璃纖維網(wǎng)格布形成保護層，最后加做裝飾面。

2.2.2 聚苯板與墻體一次澆注成型

該技術(shù)是在混凝土框——剪體系中將聚苯板內(nèi)置于建筑模板內(nèi)，在即將澆注的墻體外側(cè)，澆注混凝土，混凝土與聚苯板一次澆注成型為復(fù)合墻體。該技術(shù)使工效提高，工期大大縮短，且施工人員的安全性得到保證。但在澆注混凝土?xí)r要注意均勻、連續(xù)澆注，否則由于混凝土側(cè)壓力的影響會造成聚苯板在拆模后出現(xiàn)變形和錯茬，影響后續(xù)施工。

2.2.3 砂漿外保溫

砂漿類型的保溫材料有膠粉聚苯顆粒保溫砂漿、EVB保溫隔熱防火干粉砂漿等。膠粉聚苯顆粒保溫料漿外墻外保溫將廢棄的聚苯乙烯塑料（簡稱為EPS）加工破碎為0.5～4 mm的顆粒，作為輕集料來配制保溫砂漿。該技術(shù)包含保溫層、抗裂防護層和抗?jié)B保護面層（或是面層防滲抗裂二合一砂漿層）。其中zL膠粉聚苯顆粒保溫材料及技術(shù)在1998年就被建設(shè)部列為國家級工法，是目前被廣泛認可的外墻保溫技術(shù)。

該施工技術(shù)簡便，減少了勞動強度，提高了工作效率，不受結(jié)構(gòu)質(zhì)量差異的影響，對有缺陷的墻體施工時墻面不需修補找平，同時解決了外墻保溫工程中因使用條件惡劣造成界面層易脫粘空鼓、面層易開裂等問題。與其它的外保溫相比較，在達到同樣保溫效果的情況下，可降低房屋建筑造價。如與聚苯板外保溫墻相比，每平方米可降低25元左右。

2.3 建筑熱工節(jié)能設(shè)計——幕墻門窗玻璃子系統(tǒng)

我國建筑能耗約占總能耗的 1/4以上，而建筑門窗的能耗又在建筑能耗的一半左右。幕墻門窗玻璃子系統(tǒng)包括起著支承龍骨作用的幕墻門窗框和玻璃。

斷熱鋁合金是目前比較好的節(jié)能型材，其特點是在內(nèi)、外兩側(cè)鋁材中間采用有足夠強度的低導(dǎo)熱系數(shù)的隔離物質(zhì)隔開。從而降低傳熱系數(shù)，增加熱阻值。即使在炎熱的夏季，當(dāng)太陽暴曬的情況下，斷熱型材室外部分表面溫度通?？蛇_35～85 ℃，而室內(nèi)仍可維持在24～28 ℃左右，有效地減少傳到室內(nèi)的熱量。

外墻玻璃是建筑節(jié)能的關(guān)鍵。夏熱冬暖地區(qū)夏季空調(diào)的電耗，大部分是由于圍護結(jié)構(gòu)與外界環(huán)境的熱交換造成的，目前在夏熱冬暖地區(qū)多采用單層普通玻璃、中空玻璃和單層熱反射鍍膜玻璃，而西方發(fā)達國家，LOW－E中空玻璃已成為“節(jié)能窗玻璃”的主流產(chǎn)品。

3 結(jié)束語

總之，建筑節(jié)能應(yīng)是建筑技術(shù)和建筑藝術(shù)的完美結(jié)合，是在不降低熱環(huán)境質(zhì)量的基礎(chǔ)上的節(jié)能。即高舒適、低能耗。實踐證明，建筑節(jié)能設(shè)計能效地改善了人們生活環(huán)境質(zhì)量，開展建筑節(jié)能，有利于社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，有利于緩解由于溫室氣體過度排放造成全球變暖的威脅。

The Technique Analysis of Building Energy-saving Design in the Subtropical Region

Yu Dehua

The author, mainly through the analysis of climate features in the subtropical regions and architectural characteristics in these areas, elaborates on various aspects influencing building energy consumption, and discusses the methods and points of building energysaving design and building thermal energy－saving design in subtropical region.

building energy－saving design; building thermal energy－saving design; energy－saving technique

TU201.5

A

1000－8136（2011）03－0158－02