針對夏熱冬冷地區研究綠色公共建筑圍護結構的節能設計

【摘要】綠色建筑與節能技術已經成為產業轉型的大趨勢。綠色建筑行業引入了可持續發展的理念，成為了未來建筑領域的主要發展趨勢。為了克服建筑能耗制約我國國民經濟曾長的瓶頸，以及秉承“節能減排”和與自然環境和諧相處、可持續發展的理念，綠色建筑的節能設計和新型材料開發成為建筑方面的研究熱點。本文介紹了在夏熱冬冷氣候區的氣候特征和公共建筑圍護結構的傳熱特性，分別從技術應用和材料選擇兩方面分析了節能的設計要點和具體的節能設計技術。

【關鍵詞】公共建筑圍護結構；節能技術；保溫材料；綠色建筑

隨著我國城鎮化進程的高速進展，建筑行業也在迅猛發展，據統計，建筑行業的能量消耗占全球消耗的30%，同時建筑施工過程中的環境破壞和污染也已經在很大程度上制約我國經濟的穩定發展，因此，節能技術在建筑領域的應用研究已經引起重要關注。自“綠色建筑”這一概念的引入，生態、環保以及可持續建筑已經成為綠色建筑的代名詞，以及因能源危機在全球范圍內引發“節能熱”。因此，針對綠色公共建筑的圍護結構的節能設計值得研究。

1、綠色建筑的評價體系和法規

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保以及可持續發展的理念，利用先進的而工業手段和新成熟的材料和標準來提高建筑物的經濟性能和環境性能。另外，英國的BREEAM評估體系是最早應用在市場檢驗，獲得市場以及政府的權威認可。我國在1989年實施《中華人民共和國環境保護法》，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，從節地與室外環境、節能與能源利用、節水與水資源利用、節材與材料利用、室內環境質量以及運營管理六方面進行細分標準。2013年頒發的對《公共建筑節能（綠色建筑）設計標準》和《綠色建筑評價標準》為我國后期綠色公共建筑圍護結構節能設計提供了參考。

2、圍護結構的特征

圍護結構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來改善圍護結構的熱工性能：1.增加結構厚度；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，大大降低空調的負荷。其中，太陽輻射對圍護結構的設計關系密切。由于反射作用、導熱作用以及長波輻射等，使室內的熱環境發生一定變化。

3、冬冷夏熱地區的氣候特征

在中國，建筑熱工設計分為嚴寒地區、寒冷地區、夏熱冬冷地區、溫和地區以及夏熱冬暖地區五大區，其中夏熱冬冷地區的人口最為密集，經濟也發展較快。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℃，并且這些地區日照較少。相對世界上其他同緯度地區，我國的夏熱冬冷地區的氣候條件較差。

4、公共建筑圍護結構節能設計原則

公共建筑體現了一個國家的人文特色，針對夏熱冬冷地區的公共建筑的圍護結構設計要根據該氣候區的熱工性能和氣候條件，在滿足節能的同時，使綠色公共建筑結構的形式更加多樣化和區域特色化。參考國內的評價標準以及國外的評估體系，具體的設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3.建筑位置處地中且朝向陽光；4.慎重設置屋頂的透明區域；5.合理選擇保溫隔熱材料。這些節能設計原則可以幫助建筑與自然地理環境進行很好的有機結合，實現和諧的可持續發展。

5、應用在夏熱冬冷地區圍護結構的具體節能設計

5.1墻體節能與保溫材料

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。墻體保溫技術包括內墻體、外墻體以及自保溫技術。內保溫技術主要應用是聚合物砂漿復合聚苯保溫板和增強石膏復合聚苯保溫板等。外保溫技術比內保溫技術保溫效果更好，即可用于舊樓改造，也可用于新建的結構工程，并可以提高建筑物的使用壽命，增大建筑物的空間，其主要是預制混凝土來填充頁巖磚，其構造模式從內到外主要有飾面層、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構的外墻填充，常用經過蒸汽加壓的混凝土制品，如空心磚。

5.2屋面節能技術

屋面節能主要是減低建筑物的頂層供暖耗熱，由于屋面承重不應太大，所以常用的保溫材料有巖棉和憎水型珍珠巖。在技術層面，主要有傳統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，在考慮圍護結構的傳熱特征后，新型的技術也可以綜合該地區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達到節能的效果。

結論：

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