夏熱冬冷地區(qū)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能技術(shù)對辦公建筑能耗的影響

張青莉　余偉

摘 要：文章主要分析中國夏熱冬冷地區(qū)辦公建筑的能源消耗，為了找到多種圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能技術(shù)對辦公建筑能耗的影響。

關(guān)鍵詞：夏熱冬冷；圍護(hù)結(jié)構(gòu)；節(jié)能技術(shù)；辦公建筑

中圖分類號：TU111.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1006-8937（2015）30-0066-02

1 建筑節(jié)能

近年來能源短缺問題受到了普遍關(guān)注。中國的國情決定了它是個(gè)能耗大國，且辦公數(shù)量最多，辦公建筑是公共建筑中的能耗大戶，由2014年中國統(tǒng)計(jì)年鑒可知建筑業(yè)能耗所占比例也在逐年增大，因此建筑節(jié)能水平的改善更顯得尤其重要。我國夏熱冬冷地區(qū)屬于非集中供熱區(qū)域，在過去很長一段時(shí)間里，該地區(qū)的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)目標(biāo)主要是解決建筑保溫的問題，適當(dāng)?shù)目紤]隔熱。該地區(qū)建筑節(jié)能的各個(gè)環(huán)節(jié)都還非常薄弱的。因此，辦公建筑的各項(xiàng)節(jié)能工作在該地區(qū)進(jìn)一步展開顯得尤其重要。本文主要通過分析我國夏熱冬冷地區(qū)辦公建筑的能源消耗，根據(jù)分析結(jié)果更加明確的對辦公建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)（建筑物外墻、屋頂、外門窗等等）提出建筑節(jié)能的設(shè)計(jì)措施，從而作為節(jié)能設(shè)計(jì)的參考。

2 現(xiàn)有公共建筑在夏熱冬冷地區(qū)的能源消耗現(xiàn)狀

根據(jù)李建等對安徽省城鎮(zhèn)2006年現(xiàn)有民用建筑能耗的調(diào)查和李永存等2008年對浙江省現(xiàn)有公共建筑能耗調(diào)查結(jié)果表明夏熱冬冷地區(qū)現(xiàn)有的大型公共建筑能耗過高已經(jīng)成為一個(gè)事實(shí)，而導(dǎo)致現(xiàn)有公共建筑高能源消耗的最根本原因就是該建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能措施沒有落實(shí)到位。

《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》指出：公共建筑的節(jié)能任務(wù)主要由建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)、空調(diào)設(shè)備和照明設(shè)備等三個(gè)方面的節(jié)能來承擔(dān)。由于本文主要研究的是建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)在夏熱冬冷地區(qū)對建筑能源消耗的影響，因此只討論通過建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的光線輻射、熱交換和空氣交換對建筑的空調(diào)和采暖能耗的影響因素。

在我國夏熱冬冷地區(qū)，建筑的總得熱和總失熱分別由以下幾部分構(gòu)成，見表1。由此可知為了使室溫保持穩(wěn)定就必須要維持建筑物總得熱和總失熱的平衡。即：冬季建筑物必須獲取熱量；夏季恰好相反，且室內(nèi)空調(diào)制冷量應(yīng)等于建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱的熱量與透過門窗縫隙空氣滲透得熱量之和。

3 夏熱冬冷地區(qū)現(xiàn)有公共建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能技術(shù) 對建筑能源消耗的影響

夏熱冬冷地區(qū)由于涉及四個(gè)自身因素（夏季隔熱、冬季保溫和過渡季節(jié)的除濕及自然通風(fēng)），該地區(qū)的建筑熱過程區(qū)別于寒冷的北部地區(qū)以及熱帶地區(qū)。因此在該地區(qū)進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工設(shè)計(jì)的時(shí)候要參照其氣候特點(diǎn)，考慮自然通風(fēng)條件下建筑熱濕過程的雙向傳遞和冬夏季不同方向的熱傳遞。

3.1 夏熱冬冷地區(qū)外墻的節(jié)能技術(shù)措施及其對辦公建筑 能耗的影響

寒冷地區(qū)建筑物的保溫性能主要是由外墻的熱特性以及圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)外表面與室內(nèi)外空氣的換熱狀況決定的，從而表明提高外墻保溫性能的主要措施就是減小圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)。

建筑節(jié)能的關(guān)鍵部位是建筑外墻由于它負(fù)責(zé)建筑立面上的能量存儲(chǔ)和傳遞。外墻主要是在保溫和隔熱性能兩方面實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能，墻體保溫一般有內(nèi)外保溫和墻體保溫三種形式，墻體隔熱能力的提高一般是通過采用各種保溫材料來增強(qiáng)墻體熱阻實(shí)現(xiàn)的。以上所說，辦公建筑外墻節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用可以大大降低外界氣溫對室內(nèi)熱環(huán)境的影響，進(jìn)而達(dá)到降低建筑能源消耗的目的。在今后的辦公建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)中，還要繼續(xù)改進(jìn)外墻保溫和隔熱的節(jié)能技術(shù)。

3.2 夏熱冬冷地區(qū)屋面的節(jié)能技術(shù)措施及其對辦公建筑 能耗的影響

建筑物上部與外界在屋面處直接接觸，故屋面的保溫隔熱對辦公建筑的節(jié)能也有重大意義。屋面的節(jié)能可以通過設(shè)置封閉的空氣層和隔氣層來實(shí)現(xiàn)，使用聚苯板、水泥聚苯板等保溫材料。屋面的外表面使用各種保溫材料做成保溫屋面，使用的保溫材料如聚苯板、玻璃棉板等。由于屋面保溫層負(fù)荷的影響，對于實(shí)體材料層的保溫隔熱屋面不能夠選擇密度太大的材料。夏熱冬冷地區(qū)建筑屋頂?shù)钠嫣貥?gòu)造及其保溫隔熱材料的性質(zhì)決定了它節(jié)能技術(shù)的豐富性。該地區(qū)屋面主要有倒置式、蓄水、通風(fēng)以及種植四種構(gòu)造形式。這四種屋面通過自身的優(yōu)勢來達(dá)到辦公建筑節(jié)能的目的。例如，倒置式屋面通過重新設(shè)置保溫層與防水層的位置，使其節(jié)能效果高與傳統(tǒng)屋面；蓄水屋面通過在屋面貯存水層，在夏季利用水的蒸發(fā)吸熱阻止屋面的熱傳導(dǎo)達(dá)到隔熱目的，實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能；通風(fēng)屋面是一種新型的屋面節(jié)能方式，被廣泛應(yīng)用于我國的夏熱冬冷地區(qū)；種植屋面利用屋頂花園的形成，達(dá)到更好的節(jié)能和生態(tài)效應(yīng)。

綜上所述，建筑的屋面節(jié)能主要有弱化屋面太陽輻射吸收性能和在屋面結(jié)構(gòu)中設(shè)置保溫層兩種節(jié)能技術(shù)措施。

3.3 夏熱冬冷地區(qū)門窗的節(jié)能技術(shù)措施及其對辦公建筑 能耗的影響

門窗的熱損失在辦公建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中占很大一部分。由于相對較差的門窗保溫隔熱性能，冬季散熱相當(dāng)嚴(yán)重，而夏季在缺乏輔助遮陽措施時(shí)也會(huì)有大量的太陽輻射進(jìn)入室內(nèi)。因此，相對于墻體門窗的傳熱損失更大，且影響室內(nèi)熱環(huán)境。辦公建筑的門窗節(jié)能措施主要從以下幾方面來實(shí)施：①調(diào)整建筑門窗熱、光環(huán)境，加強(qiáng)門窗保溫隔熱性能從而降低其能源消耗。②嚴(yán)格按照規(guī)定控制門窗比例，節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中給出了節(jié)能建筑設(shè)計(jì)中建筑窗墻面積的科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，即朝向?yàn)楸钡膲w窗墻面積比為0.25，朝向?yàn)闁|、西的墻體窗墻面積比為0.3，朝向?yàn)槟系膲w窗墻面積比為0.35。③門窗的玻璃選材，積極采用中空、充氣、低輻射玻璃，不管建筑門窗的形式是什么，其安裝材料都一定要選擇玻璃，且玻璃要占窗戶總面積的80%或以上。④降低門窗滲透，增強(qiáng)外窗的氣密性能夠顯著降低空氣的滲透。

4 結(jié) 語

辦公建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)是一個(gè)堅(jiān)實(shí)的屏障對于應(yīng)對惡劣的室外環(huán)境以及創(chuàng)造舒適的室內(nèi)環(huán)境，故而對于辦公建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)自身能效的提高對于實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的意義非凡。因此，分析和研究辦公建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能技術(shù)對其能耗影響對《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的實(shí)施和建筑節(jié)能設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益的實(shí)現(xiàn)具有重大意義。本文針對夏熱冬冷地區(qū)的建筑環(huán)境現(xiàn)狀，分析了圍護(hù)結(jié)構(gòu)影響建筑能耗的各種因素。結(jié)合辦公建筑的能耗特點(diǎn)，對其圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的節(jié)能設(shè)計(jì)，從而構(gòu)建一個(gè)舒適的辦公環(huán)境同時(shí)達(dá)到實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排降和低能耗的目的，進(jìn)一步推動(dòng)我國的節(jié)能事業(yè)發(fā)展。

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