針對夏熱冬冷地區(qū)研究綠色公共建筑圍護結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計

【摘要】綠色建筑與節(jié)能技術(shù)已經(jīng)成為產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的大趨勢。綠色建筑行業(yè)引入了可持續(xù)發(fā)展的理念，成為了未來建筑領(lǐng)域的主要發(fā)展趨勢。為了克服建筑能耗制約我國國民經(jīng)濟曾長的瓶頸，以及秉承“節(jié)能減排”和與自然環(huán)境和諧相處、可持續(xù)發(fā)展的理念，綠色建筑的節(jié)能設(shè)計和新型材料開發(fā)成為建筑方面的研究熱點。本文介紹了在夏熱冬冷氣候區(qū)的氣候特征和公共建筑圍護結(jié)構(gòu)的傳熱特性，分別從技術(shù)應(yīng)用和材料選擇兩方面分析了節(jié)能的設(shè)計要點和具體的節(jié)能設(shè)計技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】公共建筑圍護結(jié)構(gòu)；節(jié)能技術(shù)；保溫材料；綠色建筑

隨著我國城鎮(zhèn)化進程的高速進展，建筑行業(yè)也在迅猛發(fā)展，據(jù)統(tǒng)計，建筑行業(yè)的能量消耗占全球消耗的30%，同時建筑施工過程中的環(huán)境破壞和污染也已經(jīng)在很大程度上制約我國經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展，因此，節(jié)能技術(shù)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用研究已經(jīng)引起重要關(guān)注。自“綠色建筑”這一概念的引入，生態(tài)、環(huán)保以及可持續(xù)建筑已經(jīng)成為綠色建筑的代名詞，以及因能源危機在全球范圍內(nèi)引發(fā)“節(jié)能熱”。因此，針對綠色公共建筑的圍護結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計值得研究。

1、綠色建筑的評價體系和法規(guī)

目前，美國的《LEED綠色建筑等級體系》是世界上用來評估綠色建筑以及建筑環(huán)保方面最有影響力的評估標準。該評估體系的目的是堅持綠色環(huán)保以及可持續(xù)發(fā)展的理念，利用先進的而工業(yè)手段和新成熟的材料和標準來提高建筑物的經(jīng)濟性能和環(huán)境性能。另外，英國的BREEAM評估體系是最早應(yīng)用在市場檢驗，獲得市場以及政府的權(quán)威認可。我國在1989年實施《中華人民共和國環(huán)境保護法》，并在2006年頒布了國家的《綠色建筑評價標準》，對住宅和公共建筑進行了三個不同星級的評價，從節(jié)地與室外環(huán)境、節(jié)能與能源利用、節(jié)水與水資源利用、節(jié)材與材料利用、室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量以及運營管理六方面進行細分標準。2013年頒發(fā)的對《公共建筑節(jié)能（綠色建筑）設(shè)計標準》和《綠色建筑評價標準》為我國后期綠色公共建筑圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計提供了參考。

2、圍護結(jié)構(gòu)的特征

圍護結(jié)構(gòu)指的是圍擋在建筑物的表面并與室外空氣直接接觸，包括外墻、屋頂、外門以及外窗。一般有以下三個技術(shù)來改善圍護結(jié)構(gòu)的熱工性能：1.增加結(jié)構(gòu)厚度；2.提高建材密度；3.提高建材的抗壓強度，這樣會使建筑達到冬季保溫以及夏季隔熱的功能，大大降低空調(diào)的負荷。其中，太陽輻射對圍護結(jié)構(gòu)的設(shè)計關(guān)系密切。由于反射作用、導(dǎo)熱作用以及長波輻射等，使室內(nèi)的熱環(huán)境發(fā)生一定變化。

3、冬冷夏熱地區(qū)的氣候特征

在中國，建筑熱工設(shè)計分為嚴寒地區(qū)、寒冷地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)、溫和地區(qū)以及夏熱冬暖地區(qū)五大區(qū)，其中夏熱冬冷地區(qū)的人口最為密集，經(jīng)濟也發(fā)展較快。我國幅員遼闊，各省份的氣候差異較大。夏熱冬冷的氣候特征是夏季濕熱，然而冬季濕冷。一般夏季最熱月的室外氣溫平均為25-30℃，濕度約為80%；冬季最冷月的氣溫平均為0-10℃，并且這些地區(qū)日照較少。相對世界上其他同緯度地區(qū)，我國的夏熱冬冷地區(qū)的氣候條件較差。

4、公共建筑圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計原則

公共建筑體現(xiàn)了一個國家的人文特色，針對夏熱冬冷地區(qū)的公共建筑的圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計要根據(jù)該氣候區(qū)的熱工性能和氣候條件，在滿足節(jié)能的同時，使綠色公共建筑結(jié)構(gòu)的形式更加多樣化和區(qū)域特色化。參考國內(nèi)的評價標準以及國外的評估體系，具體的設(shè)計原則包括以下幾點：1.建筑平立面要減少凹凸；2.較小的建筑體形系數(shù)3.建筑位置處地中且朝向陽光；4.慎重設(shè)置屋頂?shù)耐该鲄^(qū)域；5.合理選擇保溫隔熱材料。這些節(jié)能設(shè)計原則可以幫助建筑與自然地理環(huán)境進行很好的有機結(jié)合，實現(xiàn)和諧的可持續(xù)發(fā)展。

5、應(yīng)用在夏熱冬冷地區(qū)圍護結(jié)構(gòu)的具體節(jié)能設(shè)計

5.1墻體節(jié)能與保溫材料

保溫墻體常用材料有聚乙烯泡面塑料、玻璃棉、膨脹珍珠巖和礦巖等。墻體保溫技術(shù)包括內(nèi)墻體、外墻體以及自保溫技術(shù)。內(nèi)保溫技術(shù)主要應(yīng)用是聚合物砂漿復(fù)合聚苯保溫板和增強石膏復(fù)合聚苯保溫板等。外保溫技術(shù)比內(nèi)保溫技術(shù)保溫效果更好，即可用于舊樓改造，也可用于新建的結(jié)構(gòu)工程，并可以提高建筑物的使用壽命，增大建筑物的空間，其主要是預(yù)制混凝土來填充頁巖磚，其構(gòu)造模式從內(nèi)到外主要有飾面層、保護層、絕熱層、巖漿和承重受力。墻體自保溫體系適用于框架結(jié)構(gòu)的外墻填充，常用經(jīng)過蒸汽加壓的混凝土制品，如空心磚。

5.2屋面節(jié)能技術(shù)

屋面節(jié)能主要是減低建筑物的頂層供暖耗熱，由于屋面承重不應(yīng)太大，所以常用的保溫材料有巖棉和憎水型珍珠巖。在技術(shù)層面，主要有傳統(tǒng)的保溫屋面做法以及倒置式屋面措施。倒置式保溫屋面的特征是保溫層位于防水層外，裝置太陽輻射的反射，延緩老化。另外，在考慮圍護結(jié)構(gòu)的傳熱特征后，新型的技術(shù)也可以綜合該地區(qū)的氣候特征和自然條件，采用在屋頂進行綠化，以及蓄水屋面、通風屋面和冷屋面等技術(shù)達到節(jié)能的效果。

結(jié)論：

本文結(jié)合國內(nèi)外關(guān)于綠色建筑以及節(jié)能的標準法規(guī)和政策，結(jié)合中國的國情和地域氣候特征，為我國對建筑領(lǐng)域的科研和評估標準的建設(shè)提供一定的參考價值，其中夏熱冬冷區(qū)的綠色公共建筑的圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計原則以及具體的節(jié)能技術(shù)，可以得到一定的推廣，讓綠色建筑的設(shè)計者在實際工作中有更多的選擇，最大化能源節(jié)約，對綠色建筑的實踐提供科學合理的技術(shù)支持。