夏熱冬暖(南區(qū))地區(qū)居住建筑墻體節(jié)能設(shè)計(jì)的思考

1、夏熱冬暖(南區(qū))地區(qū)居住建筑墻體節(jié)能設(shè)計(jì)的思考 摘 要：夏熱冬暖南區(qū)地區(qū)居住建筑墻體保溫節(jié)能措施是官方熱，民間冷。專家過(guò)分夸張其節(jié)能的效果。南方地區(qū)建筑節(jié)能和北方地區(qū)大不一樣，南方地區(qū)節(jié)能受北方地區(qū)的影響效大。認(rèn)真研究嶺南建筑特點(diǎn)，揚(yáng)長(zhǎng)避短，提出傳統(tǒng)方法和現(xiàn)代技術(shù)融合的節(jié)能措施，才可以扭轉(zhuǎn)目前的局面。 關(guān)鍵詞：住宅建筑；墻體節(jié)能設(shè)計(jì)；技術(shù)措施 夏熱冬暖南區(qū)地區(qū)指的是現(xiàn)在廣東、海南兩省和廣西的大局部地區(qū)。根據(jù)?夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?JGJ75-2021的劃分，夏熱冬暖地區(qū)分為北區(qū)和南區(qū)。夏熱冬暖南區(qū)包括廣州、廈門、梧州、百色等以南的地區(qū)。 1.夏熱冬暖南區(qū)地區(qū)的氣候條件 夏熱冬暖南區(qū)

2、地區(qū)屬于我國(guó)的亞熱帶地區(qū)，該地區(qū)位于我國(guó)南部，北回歸線橫貫其中，屬地理學(xué)中南亞熱帶至熱帶氣候。該區(qū)長(zhǎng)夏無(wú)冬，溫高溫重，氣溫年較差和日較差均小，該區(qū)最冷月1月平均氣溫高于10，最熱月7月平均氣溫2529，極端最高氣溫一般低于40，年日平均氣溫25的日數(shù)為100200d，年平均相對(duì)濕度為80%。該地區(qū)雨量充分，是我國(guó)降水最多的地區(qū)，多熱帶風(fēng)暴和臺(tái)風(fēng)襲擊，易有大風(fēng)暴雨天氣；太陽(yáng)高度角大，日照較少，太陽(yáng)輻射強(qiáng)烈。 該地區(qū)根本上是人口稠密，經(jīng)濟(jì)興旺的南方和沿海地區(qū)。生活熱水、空調(diào)、照明等是該地區(qū)建筑的主要能耗。 廣州地區(qū)是典型的夏熱冬暖南區(qū)氣候，夏季時(shí)間長(zhǎng)，高溫高濕氣候持久，濕負(fù)荷大，最熱月14時(shí)的平均

3、氣溫?32-330C，而室內(nèi)溫度一般又高于室外1-20C，再加上這些地區(qū)水網(wǎng)地帶多，十分潮濕，濕度常保持在80%左右，由于人體汗難以揮發(fā)，普遍感到悶熱難受，人體熱反響認(rèn)為，圍護(hù)構(gòu)造內(nèi)外表溫度的最高值如不超過(guò)人體皮膚平均溫度，約33-350C較為合理，高于此值，人們感到明顯的熱輻射，尢其在360C以上，身體的熱感極其明顯。 夏熱冬暖南區(qū)地區(qū)主要城市的夏季氣象參數(shù) 夏熱冬暖南區(qū)的氣候區(qū)要求建筑物要充分滿足夏季防熱、通風(fēng)和防雨，冬季那么可不考慮防寒和保溫。 氣候區(qū)劃是按應(yīng)用性質(zhì)而定，目前我國(guó)之建筑氣候分區(qū)是根據(jù)建筑熱工設(shè)計(jì)的原那么，也間接提供了建筑節(jié)能設(shè)計(jì)一些最根本的指引，并且反映在有關(guān)的建筑節(jié)能標(biāo)

4、準(zhǔn)上。基于歷史和開(kāi)展原因，對(duì)夏熱冬暖南區(qū)地區(qū)建筑節(jié)能的處理手法比擬薄弱、仍不夠健全。夏熱冬暖南區(qū)地區(qū)建筑節(jié)能需要考慮的因素，有些是跟其它氣候區(qū)無(wú)多大分別，但也有一些不太一樣的地方，應(yīng)該細(xì)心研究與比擬，才能發(fā)揮本身地域特性和建筑設(shè)計(jì)的特色。 2.目前夏熱冬暖南區(qū)地區(qū)居住建筑墻體節(jié)能設(shè)計(jì)的主要問(wèn)題 1南方地區(qū)節(jié)能存在的誤區(qū) ?夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?中以下簡(jiǎn)稱?標(biāo)準(zhǔn)?，提出了“建筑和建筑熱工節(jié)能設(shè)計(jì)的指標(biāo)，居住建筑屋頂和外墻傳熱系數(shù)和熱惰性指標(biāo)應(yīng)符合表4.0.7的規(guī)定。當(dāng)設(shè)計(jì)建筑的南、外墻不符合表4.0.7的規(guī)定時(shí)，其空調(diào)采暖年耗電指數(shù)或耗電量不應(yīng)超過(guò)參照建筑的空調(diào)采暖年耗電指數(shù)或耗電量

5、。 即建筑師所設(shè)計(jì)的建筑外圍護(hù)構(gòu)造的窗、墻、屋頂應(yīng)具有的熱工性能節(jié)能控制參數(shù)值，必須到達(dá)表中所規(guī)定的最低規(guī)定性熱工性能控制指標(biāo)要求。這是人為地孤立地給定的。因建筑外圍護(hù)構(gòu)造屋頂、窗、墻是分隔大氣熱環(huán)境為室外熱環(huán)境與室內(nèi)熱環(huán)境的熱工性能 居住建筑空調(diào)采暖年耗電指數(shù)或耗電量的計(jì)算存在著很大的主觀性。?標(biāo)準(zhǔn)?中沒(méi)有考慮居住建筑實(shí)際使用空調(diào)的時(shí)間因素，主觀地給定長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)啟空調(diào)的假定。 南方地區(qū)建筑節(jié)能和北方地區(qū)大不一樣，但是我們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中，南方地區(qū)節(jié)能受北方地區(qū)的影響效大，北方的一套節(jié)能概念被套用到南方來(lái)，適用于北方的墻體保溫技術(shù)被搬到南方來(lái)。近幾年南方的建筑節(jié)能工作收效甚微，不能不說(shuō)是這種指導(dǎo)方針

6、的后果。其實(shí)夏熱冬暖南區(qū)地區(qū)根本不存在墻體保溫問(wèn)題，這里的氣候特點(diǎn)多年來(lái)早已形成了一套獨(dú)特的經(jīng)歷，問(wèn)題是現(xiàn)在被喪失了，千篇一律的現(xiàn)代建筑把適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂虻膫鹘y(tǒng)方法扼殺了，又被北方的技術(shù)誤導(dǎo)了。今天要想把夏季空調(diào)用電降下來(lái)，恐怕要更換概念，認(rèn)真研究嶺南建筑特點(diǎn)，揚(yáng)長(zhǎng)避短，提出傳統(tǒng)方法和現(xiàn)代技術(shù)融合的節(jié)能措施，才可以扭轉(zhuǎn)目前的局面。 三十年前出版的華南工學(xué)院亞熱帶建筑研究室的研究成果?建筑防熱設(shè)計(jì)?就把防熱概念定位于：隔熱、通風(fēng)、遮陽(yáng)、綠化四方面，15年后制定的?民用建筑熱工設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)也寫(xiě)道：“建筑物的夏季防熱應(yīng)采取自然通風(fēng)、窗戶遮陽(yáng)、圍護(hù)構(gòu)造隔熱和環(huán)境綠化等措施，兩者可謂“所見(jiàn)略同。應(yīng)該說(shuō)

7、，這要比?夏熱冬暖地區(qū)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?滿頁(yè)規(guī)定的各種系數(shù)簡(jiǎn)單明白，易于操作得多了。 2應(yīng)該客觀、科學(xué)地評(píng)價(jià)夏熱冬暖南區(qū)地區(qū)居住建筑墻體保溫節(jié)能的效果 目前夏熱冬暖南區(qū)地區(qū)住宅墻體保溫節(jié)能措施是官方熱，民間冷。政府輿論一邊倒，專家過(guò)分夸張其節(jié)能的效果，但老百姓并不買帳，結(jié)果是政府不得不采用強(qiáng)制性措施來(lái)維持其政策的實(shí)施。但在我們?cè)O(shè)計(jì)的過(guò)程中，業(yè)主往往向設(shè)計(jì)者提出這樣問(wèn)題：我化了這么多錢做節(jié)能設(shè)計(jì)，我們能從節(jié)省的能源中收回本錢嗎？ 大家可以簡(jiǎn)單計(jì)算一下，夏熱冬暖南區(qū)地區(qū)居民一般在每年4月下旬-10月上旬使用空調(diào)，共5個(gè)半月165天左右，以一套100m2的住宅為例，住著3-5口人，除節(jié)假日外白天上班

8、，一般在晚上使用空調(diào)8小時(shí)左右，最多兩個(gè)房間使用空調(diào)，每個(gè)房間使用一匹空調(diào)。那么通過(guò)外墻傳出去的冷氣有多少呢？多消耗了多少電能？ 墻體保溫材料在生產(chǎn)、運(yùn)輸和使用過(guò)程中消耗大量的能源，并且目前的保溫材料壽命短，維護(hù)困難，使用年限一般在10-15年之間，在其使用年限內(nèi)能否收回其所消耗的能源本錢？ 在夏熱冬暖南區(qū)地區(qū)使用墻體保溫材料，所造成的負(fù)面影響應(yīng)該引起重視，小至墻體容易開(kāi)裂、剝離、墻面不結(jié)實(shí)，大至發(fā)生火災(zāi)危害。以及由于該地區(qū)多雨潮濕，風(fēng)大雨大的日子里，墻體外保溫材料由于受到風(fēng)吹雨刷，容易剝離塌落，造成不少的平安問(wèn)題。如發(fā)生這些問(wèn)題，其維修和保養(yǎng)階段不需要消耗能源嗎？ 不要把精力過(guò)多地化在墻體上

9、，忽略了窗戶的重要性。大家都知道，窗戶的傳熱系數(shù)大約是墻體的34倍，比方單框單玻塑料窗的傳熱系數(shù)為4.7W/m2?K，單玻鋼窗的傳熱系數(shù)更高達(dá)6.4W/m2?K。沒(méi)有遮陽(yáng)隔熱的話，窗戶拉了節(jié)能的后腿，使建筑物難以到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)要求，怪不得有人講，窗戶設(shè)計(jì)得越大，從窗戶往外扔的空調(diào)費(fèi)就越多。不嚴(yán)格限制外窗的面積和窗戶的傳熱系數(shù)，尤其是留戀于早被國(guó)外拋棄的玻璃幕墻建筑，空調(diào)耗電量是降不下來(lái)的。 3.夏熱冬暖南區(qū)地區(qū)居住建筑墻體節(jié)能設(shè)計(jì)的措施 1規(guī)劃，目前有許多住宅小區(qū)在進(jìn)展規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，往往只考慮的是容積率、日照間距、空間形態(tài)、建筑物的外觀及造型上的獨(dú)特和別具一格，重視綠化景觀設(shè)計(jì)和相關(guān)配套工程的建立。過(guò)

10、于重視圖案化，無(wú)視規(guī)劃給住區(qū)小環(huán)境、小氣候帶來(lái)影響變化。往往把建筑的單體設(shè)計(jì)的節(jié)能措施墻體保溫、屋頂保溫隔熱、采用密閉性好的門窗等作為節(jié)能設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。很少?gòu)墓?jié)能的角度來(lái)指導(dǎo)設(shè)計(jì)。節(jié)能設(shè)計(jì)只有在單體設(shè)計(jì)時(shí)才得到重視，從而產(chǎn)生了許多單體在施工圖設(shè)計(jì)階段難以解決的問(wèn)題。節(jié)能建筑的設(shè)計(jì)首先應(yīng)該從規(guī)劃入手，以節(jié)能作為指導(dǎo)規(guī)劃設(shè)計(jì)的主要原那么，充分考慮建筑與外部環(huán)境的關(guān)系，從分析地區(qū)的氣候條件出發(fā)，將設(shè)計(jì)與建筑技術(shù)和能源利用有效地結(jié)合，使建筑在冬季最大限度地利用自然能采暖，多獲熱量，減少熱損失，夏季最大限度地減少得熱和利用自然條件降溫和冷卻。在總體規(guī)劃上為建筑節(jié)能創(chuàng)造良好的先決條件。 2朝向、建筑間距以及

11、建筑的相互組合關(guān)系將是規(guī)劃節(jié)能設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。建筑的主要朝向應(yīng)迎合當(dāng)?shù)叵募镜闹鲗?dǎo)風(fēng)向，我國(guó)大局部地區(qū)以南北向或接近南北向布局為宜，一般以正南偏東、南偏西10以內(nèi)為好。同時(shí)，南北朝向的建筑物在夏季所受到的太陽(yáng)輻射也相對(duì)東西朝向建筑要少很多，可以節(jié)省夏季空調(diào)的用量；而在冬季時(shí)，建筑受到太陽(yáng)輻射的情況剛好與夏季相反，從而節(jié)約了建筑保溫所需的能耗。選擇夏季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)閷?dǎo)風(fēng)口，使住區(qū)內(nèi)風(fēng)速流暢，從而使建筑物與空氣的熱交換增加，有效降低建筑物的溫度。 3遮陽(yáng)。這是隔熱的第一關(guān)，就是防止太陽(yáng)的輻射。傳統(tǒng)的方法是利用外廊、陽(yáng)臺(tái)、挑檐、百葉窗來(lái)?yè)踝√?yáng)直曬。嶺南傳統(tǒng)建筑和東南亞低層建筑都有挑出很遠(yuǎn)的檐口，將半個(gè)墻面的

12、陽(yáng)光遮住，上海金陵?yáng)|路、廣州老街和東南亞地區(qū)廣泛流傳的懸挑騎樓都為臨街底層擋去了太陽(yáng)直曬，使得屋里清涼多了。傳統(tǒng)建筑窗戶的遮陽(yáng)本可以給建筑師提供很大的創(chuàng)作空間。各種材料、各種圖案、不同方向的花格、漏花和百葉，擋住了夏日熾烈的陽(yáng)光，特別是可以活動(dòng)的百葉窗，減少輻射而不擋光。還有可以上下卷起的竹簾現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)展到塑料簾了，都是遮陽(yáng)的好方法?，F(xiàn)代建筑不設(shè)計(jì)那些挑檐、外廊，對(duì)于窗戶的面積和玻璃越開(kāi)越大，以求立面“簡(jiǎn)潔、“透亮。于是光滑平整的墻面和無(wú)遮無(wú)掩的窗戶100%承受了太陽(yáng)的輻射，被熏烤的人們不得不借助冷氣來(lái)降溫，空調(diào)電耗終于逐年增高。?夏熱冬暖地區(qū)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?雖然注意了這個(gè)問(wèn)題，引入了一個(gè)外

13、窗的綜合遮陽(yáng)系數(shù)，開(kāi)列了一系列數(shù)字和公式，卻把本來(lái)普通工匠都明白的傳統(tǒng)遮陽(yáng)方法搞得很玄妙，實(shí)際上淪為空談。 4通風(fēng)。這可是現(xiàn)代建筑物的“軟肋。城市規(guī)劃日益提高的容積率，建筑物朝向的被動(dòng)性，高層建筑的多向布局，無(wú)不限制了家家戶戶都可以享受自然通風(fēng)帶來(lái)的舒適。再說(shuō)現(xiàn)代建筑壓低的層高，也限制了通風(fēng)的效果?？磥?lái)除了人工通風(fēng)，難以解決節(jié)約空調(diào)的難題。但是傳統(tǒng)建筑利用天井造成空氣流動(dòng)的原理或許也可供高層建筑設(shè)計(jì)參考。高層建筑平面上總有凹進(jìn)局部，可惜現(xiàn)在認(rèn)為這里難見(jiàn)陽(yáng)光，常集中布置上下水管。其實(shí)這也是一個(gè)天井，處理得好，難道不可以成為涼風(fēng)的源頭嗎？ 5隔熱。這里先介紹南方地區(qū)特有的屋面隔熱。北方屋面常在防水

14、層下面做一層絕熱層，防止頂層房間受屋面導(dǎo)熱升高溫度。在從前，南方屋面除了傳統(tǒng)建筑物中的坡屋頂外，像北方一樣的平屋頂主要做成架空屋頂，利用十幾厘米高的架空通道通風(fēng)散熱，是很好的隔熱方法?？上н@種技術(shù)在現(xiàn)代的的節(jié)能計(jì)算中被采消了。 可以利用特殊的反射性涂料，將照射到墻面的能量反射出去，減少墻面因吸收太陽(yáng)輻射導(dǎo)致溫度升高。傳統(tǒng)建筑窗洞不大，上設(shè)窗楣，可以遮陽(yáng)，窗戶分上下兩局部，上部可以上翻，相當(dāng)于氣窗，幫助通風(fēng)換氣，下部平推窗扇，可以依風(fēng)向而導(dǎo)入自然風(fēng)。最重要的是嶺南傳統(tǒng)建筑常用百葉窗，起到遮陽(yáng)、防曬、隔熱、導(dǎo)風(fēng)的作用?？上н@些民間的方法，在現(xiàn)代建筑中全被無(wú)視了。 中東地區(qū)有一種通風(fēng)式幕墻系統(tǒng)，該系

15、統(tǒng)在墻體外有一層作為飾面層的金屬板，距離保溫材料外表幾厘米，成為空氣間隙，上下與外界空氣連通，造成對(duì)流，以此降低太陽(yáng)直曬對(duì)墻面的熱沖擊。 現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中，不注意當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn)，照搬簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)手法，使得光滑無(wú)遮的墻面“照單全收了熾烈的陽(yáng)光照射；被地塊位置限制的朝向和“見(jiàn)縫插針建造的高樓犧牲了自然通風(fēng)的可能；盲目抄襲的玻璃幕墻和落地大玻璃窗更是成心在那里耗能。面對(duì)非理性的建筑設(shè)計(jì)上的錯(cuò)誤，不去認(rèn)真研究傳統(tǒng)建筑中前人的經(jīng)歷，一廂情愿地要求老百姓節(jié)能節(jié)電。 6綠化、這是一項(xiàng)非常廉價(jià)，一舉多得的節(jié)能措施。在屋頂、外墻、構(gòu)筑物的外表進(jìn)展綠化，夏天可以節(jié)省30%的空調(diào)用能。還可以減少城市的熱島效應(yīng)，降低M2.5值，美化環(huán)境。夏天的時(shí)候，因建筑物大量使用空調(diào)排出熱量，城市中心區(qū)的熱島效應(yīng)就更明顯，通過(guò)建筑外表和建筑屋頂?shù)木G化，通過(guò)水蒸汽的蒸發(fā)可以大大降低熱島效應(yīng)，再結(jié)合綠色交通，城市的主要用能可以持續(xù)下降，城市的人居環(huán)境可以得到明顯改善。 綜上