夏熱冬冷地區(qū)綠色建筑被動(dòng)式節(jié)能技術(shù)淺析

董 梁，蔡 飛，朱忠元

（鎮(zhèn)江新區(qū)城鄉(xiāng)建設(shè)局，江蘇 鎮(zhèn)江 212132）

夏熱冬冷地區(qū)綠色建筑被動(dòng)式節(jié)能技術(shù)淺析

董 梁，蔡 飛，朱忠元

（鎮(zhèn)江新區(qū)城鄉(xiāng)建設(shè)局，江蘇 鎮(zhèn)江 212132）

綠色建筑作為未來(lái)建筑發(fā)展的必然趨勢(shì)越來(lái)越被人們所認(rèn)同，采用何種技術(shù)來(lái)降低建筑能耗成為行業(yè)探索的新課題。通過(guò)對(duì)夏熱冬冷地區(qū)綠色建筑實(shí)踐的調(diào)研，結(jié)合夏熱冬冷地區(qū)的氣候特點(diǎn)，從建筑體形設(shè)計(jì)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、門(mén)窗氣密性提高、外遮陽(yáng)的選擇和綠化設(shè)計(jì)等多個(gè)方面進(jìn)行分析，提出了一整套因地制宜的被動(dòng)式節(jié)能技術(shù)體系，為夏熱冬冷地區(qū)綠色建筑在節(jié)能方面提供了參考。

夏熱冬冷地區(qū)；綠色建筑；被動(dòng)式節(jié)能

0 引言

目前，我國(guó)建筑能耗約占全社會(huì)總能耗的1/3，其中，建筑能耗占比最大的是采暖和制冷。近年來(lái)，隨著節(jié)能環(huán)保觀念不斷深入人心，如何降低建筑能耗、發(fā)展綠色建筑成為行業(yè)探索的新課題。2013年國(guó)辦發(fā)1號(hào)文《綠色建筑行動(dòng)方案》的出臺(tái)，為綠色建筑的發(fā)展提供了前所未有的機(jī)遇，但在綠色建筑的設(shè)計(jì)和建設(shè)過(guò)程中，片面追求高技術(shù)、高標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象普遍存在：一方面是建筑成本居高不下，另一方面，“設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)高、施工打折扣、運(yùn)營(yíng)跟不上”成為眾多綠色建筑的頑疾。本文以夏熱冬冷地區(qū)綠色建筑為研究對(duì)象，以“被動(dòng)式技術(shù)優(yōu)先、主動(dòng)式技術(shù)結(jié)合”的理念為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)綠色建筑被動(dòng)式節(jié)能技術(shù)提出幾點(diǎn)看法。

1 綠色建筑的內(nèi)涵

關(guān)于綠色建筑，大衛(wèi)和魯希爾·帕卡德基金會(huì)（The David and Lucile Packard Foundation）曾給出一個(gè)直白的定義：“任何一座建筑，如果其對(duì)周?chē)h(huán)境所產(chǎn)生的負(fù)面影響小于傳統(tǒng)的建筑”[1]，那么它就可以被稱(chēng)為綠色建筑。

我國(guó)原建設(shè)部在2006年頒布的《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》中，對(duì)綠色建筑提出了明確的定義：“綠色建筑是指在建筑的全壽命周期內(nèi)，最大限度地節(jié)約資源（節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材），保護(hù)環(huán)境和減少污染，盡量減少使用合成材料，充分利用陽(yáng)光，節(jié)省能源，為人們提供健康、適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑。”[2]綠色建筑可以通俗的理解為“四節(jié)一保護(hù)”，因地制宜是綠色建筑內(nèi)涵的靈魂。

2 被動(dòng)式節(jié)能技術(shù)適宜性選擇

被動(dòng)式節(jié)能技術(shù)是指以非機(jī)械電氣設(shè)備干預(yù)手段實(shí)現(xiàn)建筑能耗降低的節(jié)能技術(shù)，具體是指通過(guò)對(duì)建筑朝向的合理布置、遮陽(yáng)的設(shè)置、建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱技術(shù)、有利于自然通風(fēng)的建筑開(kāi)口設(shè)計(jì)等實(shí)現(xiàn)建筑需要的采暖、空調(diào)等能耗的降低[3-5]。

2.1 合理采用室內(nèi)自然采光

著名的建筑師賴(lài)特認(rèn)為，給房間采光的最好的方式，就是上帝的方式。這里所謂的上帝的方式就是自然采光，在建筑設(shè)計(jì)之初，可采用屋頂光導(dǎo)管、中庭采光、采光井等多種方式相結(jié)合的方式，這幾種方式具有投資少、效果好、維護(hù)方便等特點(diǎn)。在夏熱冬冷地區(qū)，考慮到夏季炎熱的溫度，屋頂導(dǎo)光要采取北向采光或采取措施將直接日射去除，否則反而引來(lái)日射熱負(fù)荷，而增加室內(nèi)空調(diào)負(fù)荷。單層鍍膜屋頂雖可引進(jìn)自然光，但卻引來(lái)日射熱而增加空調(diào)負(fù)荷，因此盡量采用雙層鍍膜，并輔以遮陽(yáng)。

因此，對(duì)于公共建筑，合理設(shè)計(jì)采用中庭采光可以達(dá)到較好的效果，對(duì)于大跨度的多層公共建筑，還可以考慮光導(dǎo)管采光，目前市場(chǎng)上的光導(dǎo)管系統(tǒng)壽命在25 a左右，投資回收期在3～5 a左右；對(duì)于跨度較大，白天室內(nèi)需要補(bǔ)光的建筑來(lái)說(shuō)比較適合。同時(shí)，對(duì)于地下室或地下停車(chē)庫(kù)，白天采光變得尤為重要，可以采用采光井進(jìn)行白天補(bǔ)光，重點(diǎn)在于合理的設(shè)計(jì)和布局，同時(shí)輔以綠化景觀的設(shè)計(jì)相結(jié)合，打造自然舒適的采光環(huán)境。

2.2 注重外圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能

外圍護(hù)結(jié)構(gòu)很重要的功能之一便是保溫隔熱，提高外墻體圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能主要是通過(guò)增加圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱阻值（R值）和減少其熱導(dǎo)率（K值），即適當(dāng)增加墻體厚度或保溫層厚度，選用導(dǎo)熱系數(shù)低的保溫材料等。

另外，要盡量消除熱橋，常見(jiàn)熱橋的形成主要包括建筑角落處結(jié)構(gòu)性熱橋、窗框處無(wú)保溫形成熱橋、突出的鋼筋混凝土樓板形成熱橋等。消除熱橋比較有效的辦法是采用無(wú)熱橋設(shè)計(jì)，但在實(shí)踐中通常的做法是采用外墻外保溫的施工做法，盡量避免采用內(nèi)保溫或夾層保溫，同時(shí)在窗框處用無(wú)機(jī)保溫砂漿進(jìn)行處理。

2.3 提高門(mén)窗的氣密性能

建筑門(mén)、窗和玻璃幕墻等透光構(gòu)件是建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中熱工性能最薄弱的構(gòu)件，約占整個(gè)建筑能耗的5%～12%。在門(mén)窗選型時(shí)應(yīng)采用單中空層中空玻璃或雙中空層中空玻璃，框體選用斷橋鋁合金型材、PVC塑料型材、鋁塑或鋁木復(fù)合型材等，整體宜采用平開(kāi)窗，盡量減少使用推拉窗。玻璃幕墻應(yīng)采用LOW-E玻璃等節(jié)能玻璃，同時(shí)，要做好施工質(zhì)量監(jiān)管，確保門(mén)窗整體的氣密性達(dá)標(biāo)。

以大部分地處夏熱冬冷地區(qū)的江蘇為例，在2014年1月1日起開(kāi)始實(shí)施《居住建筑標(biāo)準(zhǔn)化外窗系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》，將標(biāo)準(zhǔn)化外窗與預(yù)先安裝在門(mén)窗洞口中的標(biāo)準(zhǔn)化附框安裝組合，完成所有安裝工序就能夠投入使用，在氣密性、熱工性能和防水方面具有較大優(yōu)勢(shì)。

2.4 適當(dāng)設(shè)置建筑外遮陽(yáng)

建筑外遮陽(yáng)設(shè)計(jì)在夏熱冬冷地區(qū)是節(jié)能最有效的方法之一，它影響整體空調(diào)耗能變動(dòng)約兩成左右。例如南向仰角45°的水平遮陽(yáng)板（1 m窗高，1 m遮陽(yáng)深度）可輕易遮去68﹪的日射熱，而室內(nèi)遮陽(yáng)百葉簾只能遮掉17﹪的日射熱。

目前市場(chǎng)上的遮陽(yáng)產(chǎn)品非常多，在居住建筑中應(yīng)用最多的是內(nèi)置百葉玻璃窗和鋁合金外遮陽(yáng)。由于內(nèi)置百葉玻璃窗在價(jià)格方面比鋁合金外遮陽(yáng)有優(yōu)勢(shì)，而且施工方便，因此相當(dāng)一部分住宅開(kāi)發(fā)項(xiàng)目都采用了內(nèi)置百葉玻璃窗，節(jié)能效果明顯；但是內(nèi)置百葉玻璃窗使用壽命不長(zhǎng)、一旦損壞無(wú)法維修，只能整體更換窗扇，而且無(wú)法做到通風(fēng)與遮陽(yáng)同步，因此在實(shí)際使用過(guò)程中存在一定的局限性。

另外，戶(hù)外遮陽(yáng)篷和戶(hù)外織物卷簾也得到了一定范圍的應(yīng)用，具有造價(jià)低、使用方便、遮蔽系數(shù)較高等優(yōu)點(diǎn)，但兩者抗風(fēng)性較差，使用年限短。戶(hù)外遮陽(yáng)篷是比較符合中國(guó)人生活習(xí)慣的一種遮陽(yáng)方式，尤其是可調(diào)節(jié)式戶(hù)外遮陽(yáng)篷，可以兼顧采光、通風(fēng)與遮陽(yáng)，但是使用壽命只有10 a左右，節(jié)點(diǎn)位置若處理不好容易造成墻面滲水。其次，混凝土遮陽(yáng)板等硬遮陽(yáng)措施也是比較好的遮陽(yáng)方式。

2.5 屋頂綠化和墻體綠化相結(jié)合

對(duì)于建筑本身而言，屋頂綠化、墻體綠化是比較好的方式，不僅美觀，給人以視覺(jué)的享受，而且可以保持水分，在夏季降低熱島效應(yīng)，并達(dá)到一定的遮陽(yáng)作用。同時(shí)結(jié)合生態(tài)水系、生態(tài)圍籬、生態(tài)水池的設(shè)計(jì)，打造豐富的多孔隙生態(tài)世界，營(yíng)造適宜的建筑微環(huán)境。

3 結(jié)語(yǔ)

夏熱冬冷地區(qū)具有夏季高溫、冬季陰冷、常年濕度大的氣候特點(diǎn)，在綠色建筑節(jié)能技術(shù)的選擇上，應(yīng)綜合考慮冬季采暖保溫和夏季通風(fēng)、隔熱、遮陽(yáng)，因地制宜，優(yōu)先采用被動(dòng)式節(jié)能技術(shù)。合理設(shè)計(jì)自然采光方式、適當(dāng)增加圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫厚度、盡量消除熱橋、提高門(mén)窗氣密性、設(shè)置東南西向外遮陽(yáng)、采用屋面復(fù)層綠化和墻面立體綠化，這些被動(dòng)式節(jié)能技術(shù)造價(jià)低、施工方便，應(yīng)用效果良好，節(jié)能效果明顯。

[1]The David and Lucile Packard Foundation，Building for Sustainability Report，October 2002.http：//www.bnim.com/newsite/pdfs/2002-Report.pdf.

[2]GB/T 50378—2006，綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3]時(shí)真男，高旭東，張偉捷.屋頂綠化對(duì)建筑能耗的影響分析[J].工業(yè)建筑，2005（07）.

[4]劉敏.建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)[A].土木建筑學(xué)術(shù)文庫(kù)（第15卷）[C]，2011.

[5]周正楠.被動(dòng)式節(jié)能措施的能耗影響[N].中國(guó)房地產(chǎn)報(bào)，2010.

TU201.5

C

1673-1093（2015）01-0088-02

董梁（1987），男，鎮(zhèn)江新區(qū)城鄉(xiāng)建設(shè)局科員，畢業(yè)于沈陽(yáng)建筑大學(xué)，目前主要從事綠色建筑和建筑節(jié)能相關(guān)工作。

10.3969/j.issn.1673-1093.2015.01.024

2014-09-06；

2014-09-20