東方市居住建筑應用建筑節能技術設計探討

陳秀武 鄭 倩

(1.海南省東方市住房與城鄉建設局建筑設計室，海南東方 572600;2.東北林業大學土木工程學院，黑龍江哈爾濱 150040)

0 引言

在當代可持續發展的背景下，建筑行業的重點就是節能減排。綠色建筑和綠色施工技術應運而生，將成為建筑行業的主導方向。

近期我國編制的“十二五”節能減排和控制溫室氣體排放的標準更是體現了節能減排的重要性。海南省管理部門加大對節能降耗的宣傳，并積極開展相對應的措施，為用戶實施節能降耗行為提供有力的支持。從節能減排方面對海南省東方市的建筑節能技術進行研究。

1 海南省東方市的地理氣候特點分析

1.1 海南省東方市的地理位置

海南省東方市位于北緯 18°43′～ 19°18′，東經 108°37′～109°07′之間，是位于海南島西南部，西瀕北部灣，與越南相望，北和東與昌江縣、南與樂東縣接壤的一座港口和化學工業城市。全市面積2 256.27 km2。

1.2 海南省東方市的氣候特點

東方市屬熱帶季風海洋性氣候區，旱濕兩季分明，降雨量偏小，日照充足，蒸發量大。年平均氣溫24℃ ～25℃。1月平均氣溫18.4℃，極端最低氣溫為1.4℃。7月平均氣溫29℃，極端最高氣溫為38.8℃。日平均日照時數最多達9.5 h，季風特性明顯，每年11月至翌年3月盛行北風和東北風，4月～10月盛行西風和西南風。年平均風速為4.8 m/s，為全島之最。年平均降雨量為1 150 mm，沿海地帶雨量稀少，僅900 mm左右。年平均蒸發量達2 596.8 mm，年蒸發量大于年降雨量，為全省之最。

根據海南省東方市的氣候特點分析，在建筑熱工設計分區中，東方市屬于夏熱冬暖地區的南區。根據《夏熱冬暖地區居住建筑節能設計標準》，南區內建筑節能設計應考慮夏季空調設置問題，可不考慮冬季采暖設施。另外考慮到隔熱措施有可能會帶來冬季能耗的負面影響。

2 東方市建筑能耗現狀存在的問題

在現有建筑熱環境、建筑能耗現狀等等方面分析東方市本地氣候環境，因此，東方市的建筑熱狀況與建筑能耗現狀是不容樂觀的，面對這樣的嚴峻形勢，海南省東方市的政府部門應給予高度的重視，東方地區應對以下現狀進行有條件地目的性的開展。太陽輻射是引起東方室內過熱的直接原因，因此東方地區建筑熱工狀況較差，在無空調的條件下，室內熱環境差。所以東方地區大部分居住建筑采用安裝空調來調節室內溫度燥熱的狀況，但是夏季制冷空調耗能很高，因此，東方地區建筑節能應當以防熱為主并且充分利用自然通風來緩解室內溫度較高的狀況。由于東西向的房間比南北向的房間通風性差，室內熱環境較差，因此遮陽措施應當充分的考慮，而且墻面加強隔熱措施盡量使建筑避免太陽直射。建筑屋面頂層的隔熱散熱措施也是建筑熱工中的重點工作。

3 建筑防熱的重要手段

建筑節能技術具有地方針對性。我們通過對東方市建筑能耗現狀的分析初步確定了以隔熱、遮陽、通風為重點，來分析東方地區建筑節能的關鍵技術措施的應用。

3.1 建筑外殼隔熱

由于建筑外圍直接的接觸外環境，并且受太陽輻射的影響，所以建筑外圍對于建筑能耗大小的影響不可小覷。因此，建筑的外圍結構包括外窗、屋面和外墻，三者的隔熱設計，是整個圍護結構防熱的重要組成部分。

3.1.1 外窗選擇優化設計

一般情況，在不考慮建筑節能設計適當的遮陽的條件之下，在建筑節能設計中適當地減少外窗窗墻比，有一定的優勢。但是，窗口尺寸太小，會使室內自然通風量減少，而且對居住用戶的視野受到限制。因此，在建筑節能設計窗墻比不應過度追求的目標，而是要綜合考慮各種因素，遮陽形式及其他措施綜合設計。東方地區外窗玻璃的選擇應當優化處理，由于反射玻璃可以反射陽光，減少自身熱量吸收，所以，熱反射玻璃和低輻射玻璃是適合隔熱需要的玻璃。由此可見在東方市居住建筑的建筑節能設計中，建筑外窗玻璃的選擇由以上兩種玻璃最為合適。

3.1.2 屋面隔熱優化設計

在東方地區，屋面的隔熱層的厚度應合理而優化設計，由于隔熱層厚度的增加，而使累計負荷持續下降，但是下降過程并不呈現直線狀況，而是逐漸減緩下降的狀況。所以，不能盲目加大隔熱層的厚度。屋頂的合理設計可以使建筑屋面降低溫度，提高隔熱性能，達到減小建筑耗能的目的。

1)通風隔熱屋頂。

屬于雙層屋面的構造形式。通過兩層屋面之間的空氣流動，從而帶走太陽的輻射熱以及室內對樓板的傳熱，降低屋頂內表面的溫度，減少房屋空調能耗。其構造做法是在樓板上鋪設架空的大階磚或者水泥板，架空高度一般為200 mm左右，為了保證間層內的良好的通風效果，通常要求每段風道長度不應大于15 m，風道出入口正對的女兒墻上應該開設足夠大的可通風面積。在自然通風條件下，實砌屋面和通風屋面隔熱效果如表1所示。

2)屋面鋪隔熱板。

屋面隔熱的方法有很多，在屋面結構層上鋪設聚苯乙烯泡沫板、聚乙烯板等等絕熱材料的方法是目前最常見的做法，是為了增加屋面的熱阻，降低傳熱系數，并減少外部的熱量傳遞到房間。或者在間層上部的階磚面貼敷鋁箔限制階磚向樓板的高溫輻射。

3)植被屋面。

植物的光合作用能消耗太陽能，從而使太陽能用于植物自身的蒸發。而且植物的莖葉具有一定的遮陽作用，從而有效地降低屋面室外綜合溫度，減少屋面的溫差傳熱量。種植植物的土壤也可以減少太陽輻射對屋面的作用，也可以防止頂層房間過熱。因此，植被屋面是十分有效、生態環保的一種隔熱節能屋面。

4)蓄水屋面。

蓄水屋面是在防水層上面進行儲蓄一定高度的水，形成一定面積的水面屋頂，水面可以對陽光進行反射作用，并起到保溫隔熱的作用。在室外環境的綜合作用下，水由液體蒸發為氣體，將熱量帶到空氣中散發，從而減少屋頂對熱能的吸收，起到隔熱的作用。蓄水屋面既可隔熱又可保溫，還能保護防水層，延長防水材料的壽命。一般水深50 mm即可滿足理論要求，但實際使用中以150 mm～200 mm為適宜深度。

3.1.3 墻體優化設計

使用淺色的外表面處理。例如:淺色漆，淺色磚等的合適性，這樣不僅可以減少吸收太陽輻射熱的壁表面，而且還可以減少幅度壁溫。墻可以使用熱空氣對流原理。

夏熱冬暖地區的建筑熱工設計中墻體的優化設計也是重要環節，東方市居住建筑的外墻適宜采用淺色的表面處理。外墻可以利用熱壓原理通風的對流，做成空心夾層墻，使墻體內表面溫度降低。建筑外墻墻體材料的選擇也是阻熱措施的關鍵，在墻體外側貼敷隔熱材料，可以降低傳熱系數，達到形成復合隔熱外墻的效果。

3.2 建筑遮陽技術

通常在南方炎熱地區，建筑得熱的直接原因是太陽輻射。有效的防熱措施是通過遮陽措施來隔斷太陽輻射的熱量。因此，東方地區居住建筑的建筑節能中的建筑遮陽優化設計為之重點。

首先，結合東方地區東南風的條件，適合的朝向應該是盡量接近南向，或者東南方向。這樣會使居住者應用的主要房間得到更好的朝向。

其次，是遮陽方式的選擇，遮陽形式多種多樣，各具特色，普遍的遮陽方式有固定窗口外遮陽(有水平遮陽、垂直遮陽、擋板遮陽三種基本形式)、活動窗口外遮陽、窗口中置式遮陽、窗口內遮陽、玻璃自遮陽等。在選擇遮陽方式的時候，通常我們在建筑設計時根據不同的經濟因素、建筑使用方式、建筑的朝向不同、建筑立面需要等因素來確定。

最后，建筑設計中根據能源降耗的原則考慮屋頂遮陽設計，由于炎熱的夏天，太陽對屋頂空間的空調能源消耗有巨大的影響，因此結合人們活動的設計所形成植被屋面，這樣能在有效的阻隔太陽對屋面直接輻射的同時，也可為居民創造豐富的室外活動空間。而且同時也能結合建筑立面造型，設計有創造性的建筑意象。

3.3 建筑的自然通風

現代建筑對自然通風的利用措施，應考慮綜合的條件，而不是局限于傳統建筑的開門開窗等簡單的設計而達到自然通風的目的。因此要想達到良好的自然通風效果，一方面要在其建筑設計階段根據建筑周圍環境、總體布局等條件的制約，來組織和誘導自然通風，從而達到建筑節能降耗的目的;另一方面，通過門窗、屋頂等構件的優化設計，來實現良好的自然通風效果。所以現代建筑對自然通風的利用措施在實際應用中有了多種的技術措施和精密的舒適條件的限制。

4 結語

建筑節能技術設計是建筑節能領域的關鍵。因此，不管是制定建筑節能標準還是具體的工程項目設計，都應該把提高能量效率作為建筑節能的著眼點，并保障建筑的質量過關，滿足住戶的使用功能的前提之下，制定可實行高的節能指標體系，根據不同的地域性采用合理而有效的建筑節能技術及管理措施，有效地降低建筑能耗，從而達到在使居住的舒適性提高的同時，也能夠節約能源并改善環境。

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