夏熱冬冷地區建筑圍護結構節能技術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辦公建筑的能源消耗，為了找到多種圍護結構節能技術對辦公建筑能耗的影響。

關鍵詞：夏熱冬冷；圍護結構；節能技術；辦公建筑

中圖分類號：TU111.4 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）30-0066-02

1 建筑節能

近年來能源短缺問題受到了普遍關注。中國的國情決定了它是個能耗大國，且辦公數量最多，辦公建筑是公共建筑中的能耗大戶，由2014年中國統計年鑒可知建筑業能耗所占比例也在逐年增大，因此建筑節能水平的改善更顯得尤其重要。我國夏熱冬冷地區屬于非集中供熱區域，在過去很長一段時間里，該地區的建筑節能設計目標主要是解決建筑保溫的問題，適當的考慮隔熱。該地區建筑節能的各個環節都還非常薄弱的。因此，辦公建筑的各項節能工作在該地區進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辦公建筑的能源消耗，根據分析結果更加明確的對辦公建筑的圍護結構（建筑物外墻、屋頂、外門窗等等）提出建筑節能的設計措施，從而作為節能設計的參考。

2 現有公共建筑在夏熱冬冷地區的能源消耗現狀

根據李建等對安徽省城鎮2006年現有民用建筑能耗的調查和李永存等2008年對浙江省現有公共建筑能耗調查結果表明夏熱冬冷地區現有的大型公共建筑能耗過高已經成為一個事實，而導致現有公共建筑高能源消耗的最根本原因就是該建筑圍護結構的節能措施沒有落實到位。

《公共建筑節能設計標準》指出：公共建筑的節能任務主要由建筑圍護結構、空調設備和照明設備等三個方面的節能來承擔。由于本文主要研究的是建筑圍護結構在夏熱冬冷地區對建筑能源消耗的影響，因此只討論通過建筑圍護結構的光線輻射、熱交換和空氣交換對建筑的空調和采暖能耗的影響因素。

在我國夏熱冬冷地區，建筑的總得熱和總失熱分別由以下幾部分構成，見表1。由此可知為了使室溫保持穩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，且室內空調制冷量應等于建筑圍護結構傳熱的熱量與透過門窗縫隙空氣滲透得熱量之和。

3 夏熱冬冷地區現有公共建筑的圍護結構節能技術 對建筑能源消耗的影響

夏熱冬冷地區由于涉及四個自身因素（夏季隔熱、冬季保溫和過渡季節的除濕及自然通風），該地區的建筑熱過程區別于寒冷的北部地區以及熱帶地區。因此在該地區進行圍護結構熱工設計的時候要參照其氣候特點，考慮自然通風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 夏熱冬冷地區外墻的節能技術措施及其對辦公建筑 能耗的影響

寒冷地區建筑物的保溫性能主要是由外墻的熱特性以及圍護結構內外表面與室內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結構的傳熱系數。

建筑節能的關鍵部位是建筑外墻由于它負責建筑立面上的能量存儲和傳遞。外墻主要是在保溫和隔熱性能兩方面實現建筑節能，墻體保溫一般有內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墻體熱阻實現的。以上所說，辦公建筑外墻節能技術的運用可以大大降低外界氣溫對室內熱環境的影響，進而達到降低建筑能源消耗的目的。在今后的辦公建筑圍護結構節能設計中，還要繼續改進外墻保溫和隔熱的節能技術。

3.2 夏熱冬冷地區屋面的節能技術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能也有重大意義。屋面的節能可以通過設置封閉的空氣層和隔氣層來實現，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。由于屋面保溫層負荷的影響，對于實體材料層的保溫隔熱屋面不能夠選擇密度太大的材料。夏熱冬冷地區建筑屋頂的奇特構造及其保溫隔熱材料的性質決定了它節能技術的豐富性。該地區屋面主要有倒置式、蓄水、通風以及種植四種構造形式。這四種屋面通過自身的優勢來達到辦公建筑節能的目的。例如，倒置式屋面通過重新設置保溫層與防水層的位置，使其節能效果高與傳統屋面；蓄水屋面通過在屋面貯存水層，在夏季利用水的蒸發吸熱阻止屋面的熱傳導達到隔熱目的，實現建筑節能；通風屋面是一種新型的屋面節能方式，被廣泛應用于我國的夏熱冬冷地區；種植屋面利用屋頂花園的形成，達到更好的節能和生態效應。

綜上所述，建筑的屋面節能主要有弱化屋面太陽輻射吸收性能和在屋面結構中設置保溫層兩種節能技術措施。

3.3 夏熱冬冷地區門窗的節能技術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結構中占很大一部分。由于相對較差的門窗保溫隔熱性能，冬季散熱相當嚴重，而夏季在缺乏輔助遮陽措施時也會有大量的太陽輻射進入室內。因此，相對于墻體門窗的傳熱損失更大，且影響室內熱環境。辦公建筑的門窗節能措施主要從以下幾方面來實施：①調整建筑門窗熱、光環境，加強門窗保溫隔熱性能從而降低其能源消耗。②嚴格按照規定控制門窗比例，節能設計標準中給出了節能建筑設計中建筑窗墻面積的科學標準，即朝向為北的墻體窗墻面積比為0.25，朝向為東、西的墻體窗墻面積比為0.3，朝向為南的墻體窗墻面積比為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，增強外窗的氣密性能夠顯著降低空氣的滲透。

4 結 語

辦公建筑的圍護結構是一個堅實的屏障對于應對惡劣的室外環境以及創造舒適的室內環境，故而對于辦公建筑圍護結構自身能效的提高對于實現建筑節能的意義非凡。因此，分析和研究辦公建筑圍護結構節能技術對其能耗影響對《公共建筑節能設計標準》的實施和建筑節能設計經濟、社會效益的實現具有重大意義。本文針對夏熱冬冷地區的建筑環境現狀，分析了圍護結構影響建筑能耗的各種因素。結合辦公建筑的能耗特點，對其圍護結構進行合理的節能設計，從而構建一個舒適的辦公環境同時達到實現節能減排降和低能耗的目的，進一步推動我國的節能事業發展。

參考文獻：

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