摘 要：對夏熱冬冷地區(qū)的教學樓進行節(jié)能設(shè)計，是“以人為本”的設(shè)計、是具有教育意義的設(shè)計，是未雨綢繆的設(shè)計，是我國開展節(jié)能工作過程中不容忽視的一個領(lǐng)域。研究表明，可以通過一系列簡單而又價廉的設(shè)計手法，為這一地區(qū)的教學樓節(jié)約大量的能源。

關(guān)鍵詞：教學樓節(jié)能設(shè)計；節(jié)能措施；節(jié)能工作

中圖分類號：TU201．5

文獻標識碼：A

文章編號：1008-0422(2007)01－0031－02

為了便于節(jié)能和改善人居環(huán)境工作的開展，我國《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范》將全國建筑劃分為五個氣候區(qū)，分別為嚴寒地區(qū)、寒冷地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)、夏熱冬暖地區(qū)和溫和地區(qū)。由于我國國情和建筑使用時段的特殊性(存在寒暑假)的限制，夏熱冬冷地區(qū)的教學樓絕大多數(shù)都沒有安裝采暖器、空調(diào)等耗能大的設(shè)備，但是這并不表示教學樓和節(jié)能設(shè)計就毫無關(guān)系，筆者試從以下幾個方面來闡述夏熱冬冷地區(qū)的教學樓同樣需要節(jié)能設(shè)計。

1 節(jié)能設(shè)計的必要性

1．1對該地區(qū)的教學樓進行節(jié)能設(shè)計是“以人為本”的設(shè)計。我國一般公共建筑總面積約55億m²，用電量約占我國全年用電量的8％。目前，這類建筑的能耗水平低于發(fā)達國家，這并不是說我國在低能耗方面做得好，而是由于建筑提供的服務水平不高，就拿教學樓來說，和夏熱冬冷地區(qū)氣候條件相似的國外發(fā)達國家的教學樓，就有空調(diào)、采暖器、熱水、還有良好的通風換氣設(shè)備，而我國這一地區(qū)教學樓的低能耗則是以犧牲舒適感為代價的。

雖然說一年當中最熱的七月和最冷的一月有大多數(shù)都是教學樓的閑置時間，但是這并不能說明什么問題：首先，“最熱”和“最冷”只能說明它們是“最高級”，并不能由此下定論學生在六月就不會感到酷熱難擋，十二月就不會瑟瑟發(fā)抖。據(jù)調(diào)查在長沙，六月份就有37℃的高溫天氣；其次，這個“最熱月”“最冷月”說的是平均溫度，月平均是當月日平均的算術(shù)平均值，而日平均是在一天24小時當中取02時、08時、14時、20時四次的氣溫，然后求其平均值。筆者認為這種算法得出的數(shù)據(jù)不一定適合對教學樓節(jié)能設(shè)計時的參考，因為教學樓大部分都是06～12時和14～18時使用，應該對這段時間的溫度采集頻繁一些，這樣得出的數(shù)據(jù)才是針對教學樓的數(shù)據(jù)。

隨著生活水平的提高，一般公共建筑的用戶提出了更高的建筑服務水平要求，這當然也包括了我們學生。我們需要更明亮的光線來保護我們的視力，需要舒適宜人的溫度來提高學習效率，需要新鮮的空氣來保證我們的健康。

1．2對該地區(qū)的教學樓進行節(jié)能設(shè)計是有教育意義的設(shè)計。俗話說身教重于言傳，作為傳道授業(yè)的學校，更應該以身作則，起好模范帶頭作用。像學校這樣的公共建筑，可以通過許多方法來示范節(jié)能措施，從而為其他的建筑做出表率。學校建筑在利潤方面考慮得較少，因此，就有責任提高公眾認識。英國建筑研究協(xié)會的調(diào)查顯示，僅學校所采取的簡單而又廉價的節(jié)能措施，每年就可以為地方議會節(jié)省6000萬英鎊(按1993年的價格計算)，并使排放到大氣層中的二氧化碳數(shù)量減少100萬噸。就像《托尼報告》所指出的那樣“如果學院和大學等機構(gòu)沒有遵從好的環(huán)境實踐，它在教授環(huán)境責任的重要性時，就會缺乏說服力”。筆者認為它所帶來的教育意義是節(jié)能設(shè)計所帶來的一個重要效應，學生在低能耗且舒適的教室里學習，通過耳濡目染，接受并了解節(jié)能設(shè)計，為今后推廣節(jié)能設(shè)計打下了良好的基礎(chǔ)。

1．3對該地區(qū)的教學樓進行節(jié)能設(shè)計是未雨綢繆的設(shè)計。夏熱冬冷地區(qū)絕大多數(shù)的建筑設(shè)計都沒有考慮采暖。經(jīng)濟的發(fā)展使得改善寒冷時期室內(nèi)熱環(huán)境的要求日趨增長。預計到2020年，長江地區(qū)將有50億m²左右的建筑面積需要采暖，預計每年將新增采暖煤1億噸標煤左右，接近目前我國北方建筑每年的采暖能耗總和。另一方面，近二十年來，全球氣候持續(xù)變暖，例如武漢市在20世紀50～80年代的年平均氣溫比較穩(wěn)定，每十年的統(tǒng)計值一直在16．3～16．4℃之間，但到了90年代卻增加至17．2℃，比以前有了顯著的增加，而氣溫最高的1998年更是達到了18．2℃。夏熱冬冷地區(qū)的冬天持續(xù)冷，夏天會更熱將會是個趨勢，所以這一地區(qū)的教學樓裝上采暖器、空調(diào)也不是不可能的事。像學校這類的建筑物，使用壽命至少是50年，由于經(jīng)濟及人們需求的增長有時會對能耗較低的一般建筑進行二次裝修和加裝中央空調(diào)系統(tǒng)，這種盲目提高建筑內(nèi)部的豪華性的做法，會造成此類建筑能耗的成倍增長。所以在設(shè)計教學樓之初，就要運用節(jié)能的設(shè)計手法，并將這一理念貫穿始終，實乃未雨綢繆的設(shè)計。

2 節(jié)能設(shè)計采取的措施

實驗表明，通過采取以下節(jié)能措施，可以為教學樓節(jié)約大量能耗的同時給學生帶來舒適感。

2．1以自然通風為主，機械通風為輔(如圖1所示)。根據(jù)清華大學在全國范圍內(nèi)做的一次調(diào)查，除睡眠時間外任何時間都喜歡自然通風的人占被調(diào)查者總數(shù)的75．5％；最喜歡自然風吹風方式的占88．3％；與有空調(diào)的涼爽環(huán)境相比，有84％的被調(diào)查者寧可呆在有點熱但有自然風的環(huán)境下。這就足以說明采取自然通風的方式不僅能夠節(jié)約大量的電能，而且它所帶給人們的舒適感是機械通風所不能比擬的。自然通風一般采用風壓與熱壓相結(jié)合的方式，一般來說，建筑進深小的部位多利用風壓來直接通風，而進深較大的部位多利用熱壓來達到通風效果。

2．2提高教學樓圍護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能，使其標準高于規(guī)范要求。建筑采用外遮陽，玻璃采用夾層中空玻璃或Low-E玻璃，外墻采用外保溫，屋頂采用植被覆蓋等等，這些都能增強建筑的保溫隔熱性能。

2．3有效利用天然采光(如圖2所示)，必要時應用綠色照明(如圖3所示)。綠色照明是節(jié)約能源、保護環(huán)境、有益于提高學生學習效率，保護身心健康的照明。綠色照明的具體措施有：

2．3．1盡可能采用高光效、長壽命光源，優(yōu)先使用熒光燈。

2．3．2照明設(shè)計應選用效率高、利用系數(shù)高、配光合理、保持率高的燈具。

2．3．3根據(jù)視覺作業(yè)要求，確定合理的照度標準值，并選擇合適的照明方式。

2．3．4室內(nèi)表面盡可能采用淺色裝修。

2．3．5加強用電管理。

另外，注意選擇基地環(huán)境，利用原有綠化為建筑遮蔭；合理栽種花草樹木，為教學樓創(chuàng)造舒適宜人的小環(huán)境等等(如圖4所示)，這些都是效果顯著的節(jié)能措施。

3 結(jié)語

總而言之，夏熱冬冷地區(qū)的教學樓節(jié)能設(shè)計是我國開展節(jié)能工作過程中不容忽視的一個領(lǐng)域。但是目前，我國對教學樓的節(jié)能設(shè)計研究甚少，原因是多方面的，其中氣象參數(shù)的更新統(tǒng)計不及時是一個重要的因素。在設(shè)計教學樓這類只在白天使用的建筑物時，若要利用自然通風來降溫、換氣，就需要掌握當?shù)禺敃r白天的風向資料，而目前只能提供全天的風向資料，眾所周知白天和晚上風的狀況是有差異的，所以這給設(shè)計者帶來了不小的難度，同時也造成了設(shè)計的不準確性。另外，設(shè)計師也要提高自身認識，積極參與教學樓的節(jié)能設(shè)計，同時督促各部門基礎(chǔ)工作的完成。最后，筆者希望有關(guān)部門都能做好自己的本職工作，為早日在冬冷夏熱地區(qū)實現(xiàn)低能耗的教學樓貢獻自己的一份力量。

作者單位：湖南大學建筑學院

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文。