夏熱冬暖(南區(qū))地區(qū)居住建筑墻體節(jié)能設計的思考

1、夏熱冬暖(南區(qū))地區(qū)居住建筑墻體節(jié)能設計的思考 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。認真研究嶺南建筑特點，揚長避短，提出傳統(tǒng)方法和現(xiàn)代技術融合的節(jié)能措施，才可以扭轉目前的局面。 關鍵詞：住宅建筑；墻體節(jié)能設計；技術措施 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)能設計標準?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)屬于我國的亞熱帶地區(qū)，該地區(qū)位于我國南部，北回歸線橫貫其中，屬地理學中南亞熱帶至熱帶氣候。該區(qū)長夏無冬，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，年平均相對濕度為80%。該地區(qū)雨量充分，是我國降水最多的地區(qū)，多熱帶風暴和臺風襲擊，易有大風暴雨天氣；太陽高度角大，日照較少，太陽輻射強烈。 該地區(qū)根本上是人口稠密，經(jīng)濟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，夏季時間長，高溫高濕氣候持久，濕負荷大，最熱月14時的平均

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，人體熱反響認為，圍護構造內(nèi)外表溫度的最高值如不超過人體皮膚平均溫度，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、通風和防雨，冬季那么可不考慮防寒和保溫。 氣候區(qū)劃是按應用性質(zhì)而定，目前我國之建筑氣候分區(qū)是根據(jù)建筑熱工設計的原那么，也間接提供了建筑節(jié)能設計一些最根本的指引，并且反映在有關的建筑節(jié)能標

4、準上?；跉v史和開展原因，對夏熱冬暖南區(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)無多大分別，但也有一些不太一樣的地方，應該細心研究與比擬，才能發(fā)揮本身地域特性和建筑設計的特色。 2.目前夏熱冬暖南區(qū)地區(qū)居住建筑墻體節(jié)能設計的主要問題 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)能設計標準?中以下簡稱?標準?，提出了“建筑和建筑熱工節(jié)能設計的指標，居住建筑屋頂和外墻傳熱系數(shù)和熱惰性指標應符合表4.0.7的規(guī)定。當設計建筑的南、外墻不符合表4.0.7的規(guī)定時，其空調(diào)采暖年耗電指數(shù)或耗電量不應超過參照建筑的空調(diào)采暖年耗電指數(shù)或耗電量

5、。 即建筑師所設計的建筑外圍護構造的窗、墻、屋頂應具有的熱工性能節(jié)能控制參數(shù)值，必須到達表中所規(guī)定的最低規(guī)定性熱工性能控制指標要求。這是人為地孤立地給定的。因建筑外圍護構造屋頂、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)或耗電量的計算存在著很大的主觀性。?標準?中沒有考慮居住建筑實際使用空調(diào)的時間因素，主觀地給定長時間開啟空調(diào)的假定。 南方地區(qū)建筑節(jié)能和北方地區(qū)大不一樣，但是我們在設計過程中，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，適用于北方的墻體保溫技術被搬到南方來。近幾年南方的建筑節(jié)能工作收效甚微，不能不說是這種指導方針

6、的后果。其實夏熱冬暖南區(qū)地區(qū)根本不存在墻體保溫問題，這里的氣候特點多年來早已形成了一套獨特的經(jīng)歷，問題是現(xiàn)在被喪失了，千篇一律的現(xiàn)代建筑把適應當?shù)貧夂虻膫鹘y(tǒng)方法扼殺了，又被北方的技術誤導了。今天要想把夏季空調(diào)用電降下來，恐怕要更換概念，認真研究嶺南建筑特點，揚長避短，提出傳統(tǒng)方法和現(xiàn)代技術融合的節(jié)能措施，才可以扭轉目前的局面。 三十年前出版的華南工學院亞熱帶建筑研究室的研究成果?建筑防熱設計?就把防熱概念定位于：隔熱、通風、遮陽、綠化四方面，15年后制定的?民用建筑熱工設計標準?國家標準也寫道：“建筑物的夏季防熱應采取自然通風、窗戶遮陽、圍護構造隔熱和環(huán)境綠化等措施，兩者可謂“所見略同。應該說

7、，這要比?夏熱冬暖地區(qū)建筑節(jié)能設計標準?滿頁規(guī)定的各種系數(shù)簡單明白，易于操作得多了。 2應該客觀、科學地評價夏熱冬暖南區(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，專家過分夸張其節(jié)能的效果，但老百姓并不買帳，結果是政府不得不采用強制性措施來維持其政策的實施。但在我們設計的過程中，業(yè)主往往向設計者提出這樣問題：我化了這么多錢做節(jié)能設計，我們能從節(jié)省的能源中收回本錢嗎？ 大家可以簡單計算一下，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小時左右，最多兩個房間使用空調(diào)，每個房間使用一匹空調(diào)。那么通過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)、運輸和使用過程中消耗大量的能源，并且目前的保溫材料壽命短，維護困難，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，所造成的負面影響應該引起重視，小至墻體容易開裂、剝離、墻面不結實，大至發(fā)生火災危害。以及由于該地區(qū)多雨潮濕，風大雨大的日子里，墻體外保溫材料由于受到風吹雨刷，容易剝離塌落，造成不少的平安問題。如發(fā)生這些問題，其維修和保養(yǎng)階段不需要消耗能源嗎？ 不要把精力過多地化在墻體上

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6.4W/m2?K。沒有遮陽隔熱的話，窗戶拉了節(jié)能的后腿，使建筑物難以到達標準要求，怪不得有人講，窗戶設計得越大，從窗戶往外扔的空調(diào)費就越多。不嚴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外拋棄的玻璃幕墻建筑，空調(diào)耗電量是降不下來的。 3.夏熱冬暖南區(qū)地區(qū)居住建筑墻體節(jié)能設計的措施 1規(guī)劃，目前有許多住宅小區(qū)在進展規(guī)劃設計時，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特和別具一格，重視綠化景觀設計和相關配套工程的建立。過

10、于重視圖案化，無視規(guī)劃給住區(qū)小環(huán)境、小氣候帶來影響變化。往往把建筑的單體設計的節(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)能設計的重點。很少從節(jié)能的角度來指導設計。節(jié)能設計只有在單體設計時才得到重視，從而產(chǎn)生了許多單體在施工圖設計階段難以解決的問題。節(jié)能建筑的設計首先應該從規(guī)劃入手，以節(jié)能作為指導規(guī)劃設計的主要原那么，充分考慮建筑與外部環(huán)境的關系，從分析地區(qū)的氣候條件出發(fā)，將設計與建筑技術和能源利用有效地結合，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、建筑的相互組合關系將是規(guī)劃節(jié)能設計的重點。建筑的主要朝向應迎合當?shù)叵募镜闹鲗эL向，我國大局部地區(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，南北朝向的建筑物在夏季所受到的太陽輻射也相對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，建筑受到太陽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。選擇夏季主導風向為導風口，使住區(qū)內(nèi)風速流暢，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。這是隔熱的第一關，就是防止太陽的輻射。傳統(tǒng)的方法是利用外廊、陽臺、挑檐、百葉窗來擋住太陽直曬。嶺南傳統(tǒng)建筑和東南亞低層建筑都有挑出很遠的檐口，將半個墻面的

12、陽光遮住，上海金陵東路、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直曬，使得屋里清涼多了。傳統(tǒng)建筑窗戶的遮陽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光，特別是可以活動的百葉窗，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)開展到塑料簾了，都是遮陽的好方法。現(xiàn)代建筑不設計那些挑檐、外廊，對于窗戶的面積和玻璃越開越大，以求立面“簡潔、“透亮。于是光滑平整的墻面和無遮無掩的窗戶100%承受了太陽的輻射，被熏烤的人們不得不借助冷氣來降溫，空調(diào)電耗終于逐年增高。?夏熱冬暖地區(qū)建筑節(jié)能設計標準?雖然注意了這個問題，引入了一個外

13、窗的綜合遮陽系數(shù)，開列了一系列數(shù)字和公式，卻把本來普通工匠都明白的傳統(tǒng)遮陽方法搞得很玄妙，實際上淪為空談。 4通風。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，建筑物朝向的被動性，高層建筑的多向布局，無不限制了家家戶戶都可以享受自然通風帶來的舒適。再說現(xiàn)代建筑壓低的層高，也限制了通風的效果?？磥沓巳斯ねL，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的原理或許也可供高層建筑設計參考。高層建筑平面上總有凹進局部，可惜現(xiàn)在認為這里難見陽光，常集中布置上下水管。其實這也是一個天井，處理得好，難道不可以成為涼風的源頭嗎？ 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散熱，是很好的隔熱方法。可惜這種技術在現(xiàn)代的的節(jié)能計算中被采消了。 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輻射導致溫度升高。傳統(tǒng)建筑窗洞不大，上設窗楣，可以遮陽，窗戶分上下兩局部，上部可以上翻，相當于氣窗，幫助通風換氣，下部平推窗扇，可以依風向而導入自然風。最重要的是嶺南傳統(tǒng)建筑常用百葉窗，起到遮陽、防曬、隔熱、導風的作用?？上н@些民間的方法，在現(xiàn)代建筑中全被無視了。 中東地區(qū)有一種通風式幕墻系統(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，造成對流，以此降低太陽直曬對墻面的熱沖擊。 現(xiàn)代建筑設計中，不注意當?shù)貧夂蛱攸c，照搬簡單的設計手法，使得光滑無遮的墻面“照單全收了熾烈的陽光照射；被地塊位置限制的朝向和“見縫插針建造的高樓犧牲了自然通風的可能；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。面對非理性的建筑設計上的錯誤，不去認真研究傳統(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、這是一項非常廉價，一舉多得的節(jié)能措施。在屋頂、外墻、構筑物的外表進展綠化，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，降低M2.5值，美化環(huán)境。夏天的時候，因建筑物大量使用空調(diào)排出熱量，城市中心區(qū)的熱島效應就更明顯，通過建筑外表和建筑屋頂?shù)木G化，通過水蒸汽的蒸發(fā)可以大大降低熱島效應，再結合綠色交通，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