夏热冬暖地区建筑节能设计探究

夏热冬暖地区建筑节能设计探究

程兆萍

广东省珠海市建筑设计院广东珠海519000

摘要：采取节能措施的建筑物全年耗能降低显著。建筑物在总图布局应注意朝向和风向；外墙体保温应使用轻质、高强的保温隔热节能新型墙体材料；注重外门窗的朝向大小，提高门窗的气密性等；夏热冬暖地区采用倒置式屋面提高防水层耐久性的同时又达到保温隔热的效果；增强分户墙保温，减少户与户之间的传热

关键词：夏热冬暖地区；建筑节能设计；围护结构；倒置式屋面；传热系数

随着社会经济快速发展，近年我国城乡建筑的规模及开发面积均呈现出日益快速的增长。人们生活水平和生活质量在不断地提高，对建筑物的实用性、舒适度、节能环保性及美观性等的需求均有大幅度的提高。与西方发达国家相比，我国能源短缺，节能措施起步较晚，能源严重浪费。对建筑物节能的影响涉及到建筑采暖换热量消耗、自然通风状况和自然透光等多个方面，另外建筑物类型不同造成耗能也差别很大。建筑节能保温材料的推陈出新对提高建筑墙体保温性、隔热性、透光性、通风性等有着重要的推动作用。

近年来，建筑节能工作受到政府的大力重视，先后颁发了各地居住建筑节能设计标准和公共建筑节能设计标准，采用合适的节能措施后，在空气调节、通风、采暖等耗能上相比未采取节能措施的建筑物，全年减少50%以上。

节能设计能缓解能源资源供应与经济社会发展之间的矛盾，加快社会循环发展实现经济社会可持续发展方面起着重要的作用，而节能建筑的设计是由多个内容决定的，包括建筑、水电、暖通空调设计等等，但是建筑节能设计是节能设计的首个环节。

夏热冬暖地区建筑节能设计方法主要有下面几种：

1、建筑总平面整体合理规划设计

建筑物在总图布局中应注意朝向和风向，向阳及避风的地段可以为建筑日照创造良好的条件。在总图设计时，要充分结合自然环境、气候特征、当地居民生活习惯等，利用气流的合理组织、外界的反射与辐射，并需充分考虑当地夏冬季节气候。根据所在地区的纬度、结合太阳照射角度的变化、且南向的建筑夏季可减少太阳辐射，而冬季可增加太阳辐射，进而可以选择最有利的建筑朝向。节能设计中另一个重要环节就是自然通风的设计理念，良好的自然通风设计可以有效地减少夏季空调运行时间。前后错列、斜列、前疏后密等设计方式均是总图布局上经常采用的手法，这样可以让建筑周围处于良好的自然通风状态。另外，建筑的体形系数应控制在较小值以下（规范要求在0.3及以下），这就要求建筑物体形不能过于复杂繁琐；但体形系数过小，将制约建筑造型、建筑平面布置，从而影响到建筑方案设计创新立意。充分分析建筑体形和建筑物热能耗之间的关系，使在美观与低能耗上达到高效的统一是建筑节能设计不断提高的基础。总之，建筑设计应充分考虑建筑物的日照间距、季节性通风、朝向、体型系数对建筑总图布局、建筑物平立面形式的热能耗的影响。

2、围护结构的节能设计

建筑物围护结构的保温能力，也就是外墙体、门窗及屋顶的保温隔热性能，这些都非常重要。外墙体占比最大，其保温系统可以分为外墙外保温、外墙内保温。珠海市所处亚热带气候地区，夏热冬暖气候特点显著，夏季雨量大，风压大，受海风侵蚀严重，为避免保温材料受到破坏，调节室内湿度，提高舒适度，采用外墙内保温节能措施较为常用。外墙内保温是将保温材料通过粘结或砌筑方式固定在墙体内侧，然后在表面刮腻子、做保护层等，其优点可操作性强，造价较低，使用安全，施工和后期维护难度小，施工进度快等特点，设计时应注意加强抗外墙温度裂缝的措施。

建筑外围护结构传热耗热量占总体80%左右，外墙体保温设计是推动新型墙体材料的改革及发展的源动力，各种新型节能墙体材料不断地被研发及推广应用，如：蒸压加气混凝土砌块、内保温复合墙体，混凝土空心砌块等。蒸压加气混凝土砌块密度小，可减轻建筑物自重，保温性能好，导热系数小，受加气混凝土本身吸水性的影响，砖砌实际运用中，如笔者在珠海市春园三经济合作社商住楼一二期项目中，采用5mm厚聚合物水泥砂浆抹面加防水涂层，以防止砌块吸水受潮，增大导热系数，从而破坏墙体节能效果；也可以采用20mm厚防水砂浆抹面加防水涂层。考虑到建筑物的设计使用年限一般在50年以上，应尽可能地发展和使用轻质、高强的保温隔热节能新型墙体材料。

在建筑外围护结构中，门窗节能设计是另一重要因素，提高门窗的密封性，避免东西向的大窗，控制玻璃的太阳能阻隔特性和导热性（根据需要选用吸热玻璃、热反射玻璃和中空玻璃材料），增加门窗的外遮阳性能等措施来实现门窗节能要求。《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》及《公共建筑节能设计标准》中对门的气密性有明确的规定。改善门窗的保温隔热性能，还可以采取控制窗墙比、采用隔热断热金属材料窗框、增加玻璃的层数等相关方面的措施。

屋面节能设计在夏热冬暖的南方地区通常采用倒置式屋面，将防水层设在保温层之下，防止防水层受侵蚀作用加速老化，从而大大提高其耐久性。如笔者在珠海市金域擎天项目中，选用保温材料为挤塑聚苯保温板，其紧密的蜂窝结构，有效地阻止了热传导，具有优异、持久的隔热保温性；因聚苯乙烯分子结构本身不吸水，板材的正反面都没有缝隙，故吸水率极低，防潮和防渗透性能极佳。笔者参观过其他工程项目，采用的硬质发泡保温材料，使用几年后，因材料老化导致吸水而造成其性能下降；而挤塑板具有优异的防腐蚀、防老化性、保温性、高水蒸气压力下的性能不变，使用寿命长，故设计中选用该保温材料。相比传统的作法的保温层设在防水层内，改成保温层设在防水层外的倒置式保温屋面。这样，既提高了防水层的耐久性，又达到保温隔热的效果。

3、室内楼板及分户墙的节能措施

在夏热冬暖的南方地区夏天的降温都是使用空调来进行散热的处理的，减少房间和楼内公共空间之间的热散失是必须考虑的，因此要对户内楼板及分户墙节能设计也很重要。增加保温层可以降低楼板的传热系数；可采用加气混凝土砌块等新型环保节能材料增强分户墙保温效果，减少户与户之间的传热。

4、结语

建筑节能是一项系统工程，它需要在方案、设计、施工、调试、运行、维修等环节，建筑节能设计是源头，作为一名设计人员，应因地制宜，重视整个过程的每个环节，在方案阶段开始，应组织相关专业介入，统筹考虑专业相互之间的影响，针对建设方的具体需求，寻求合理的方案，并贯穿设计、施工、运维整个环节，从而让我们在享受舒适的生活、办公的同时更加高效地节约能源，促进社会的可持续发展。

参考文献

[1]《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》JGJ75-2012

[2]《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法》GB/T106-2008

[3]《倒置式屋面工程技术规程》GB50345-2012

[4]付祥钊，侯余波，中国夏热冬暖地区建筑节能技术【J】建筑科技，2002.4