郭新秀

摘 要：應充分考慮氣候特征與建筑的關系，根據建筑所在地區(qū)的自然地理環(huán)境，氣候特點，按照人體對環(huán)境和氣候條件的舒適度要求進行建筑設計。本文重點介紹了夏熱冬暖地區(qū)既有建筑綠色改造的設計思路。

關鍵詞：既有建筑；透明圍護結構；綠色改造；夏熱冬暖地區(qū)

夏熱冬暖地區(qū)位于我國北緯27°以南，東經97°以東的部分區(qū)域，包括海南、廣東廣西大部、福建南部、云南小部分以及香港、澳門、臺灣等。冬季寒冷時間短，夏季漫長，長年氣溫高，雨量充沛，濕度大，溫差小，太陽輻射強烈是該地區(qū)的主要氣候特征。

夏熱冬暖地區(qū)既有建筑存量大，由于建造歷史原因，普遍存在能源消耗水平高、保溫隔熱性能差、使用功能不完善等問題。既有建筑使用時間不足30年，如進行大規(guī)模拆除重建將造成資源極大的浪費，進行既有建筑綠色化改造能夠低成本的實現(xiàn)改善建筑舒適度，降低建筑使用能耗。在建筑圍護結構中，透明圍護結構的熱工性能是影響建筑節(jié)能的主要因素之一，本文重點研究夏熱冬暖地區(qū)既有建筑透明圍護結構的綠色改造。

由于該區(qū)域溫度高，濕度大，晝夜溫差小的亞熱帶氣候特點，可采用零能耗的自然通風來改善室內濕熱環(huán)境，結合場地自然條件和既有建筑的實際情況，運用流體軟件模擬建筑通風和室內微氣候的改善，以輔助修正建筑綠色改造方案。合理設計通風開口位置和面積，保證自然通風的有效性。在過渡季，建筑物能通過自然通風降溫，達到節(jié)能目的。既有建筑綠色化改造時應當避免出現(xiàn)完全依靠機械通風的封閉建筑。

在風壓或熱壓推動下的空氣流動，能使建筑物內部獲得新鮮空氣，在不消耗任何動力的情況下帶走室內多余的熱量。自然通風能縮短空調設備的運行時間，降低建筑能耗，有利于居住者的身體健康。

居住建筑：通風開口面積與房間地板面積的比例達到10%。

公共建筑：過渡季典型工況下主要功能房間的平均自然通風換氣次數(shù)不小于2次/h的面積比例達到75%。

為降低夏熱冬暖地區(qū)夏季空調負荷，提高圍護結構的熱工性能，應重點考慮透明圍護結構的遮陽系數(shù)和太陽得熱系數(shù)，減弱太陽輻射得熱對室內的影響。合理的遮陽設計能降低建筑能耗，減少室內眩光，對提高室內居住舒適性有顯著的效果，外遮陽將太陽輻射直接遮擋在窗外，空氣流從遮陽設施與透明圍護結構之間把太陽輻射的熱量帶走，能有效降低空調制冷負荷。內遮陽只能遮擋部分太陽輻射，效果并不理想。

低緯度的夏熱冬暖地區(qū)太陽輻射強烈，太陽高度角大，水平遮陽可以對南向窗達到很好的遮陽效果。可根據太陽高度角、方位角等因素計算確定水平遮陽板的挑出尺寸，減少遮陽板受熱面上升的熱空氣由室外導入室內。

當太陽在天空中位置發(fā)生變化時，建筑物東西向的垂直遮陽開始起作用，而水平遮陽由于遮陽板隨著太陽高度角的降低，不能有效的遮擋太陽光。垂直遮陽還能引導夏季盛行的東南風或南風進入室內，因此采取綜合遮陽對于東西向窗更為合適。使用固定的遮陽設備很難應對變化的太陽射入角度與太陽輻射強度，智能可調節(jié)式遮陽可以自由選擇和調整進入室內的陽光強弱。因此采用活動遮陽設施是設計的另一思路。

夏季太陽僅在日出和日落時的短暫時間照射到北窗，北窗采光相對較弱，一般可不采取遮陽措施。

根據夏熱冬暖地區(qū)特有的氣候特征，既有建筑透明圍護結構改造前應進行節(jié)能診斷，并出具節(jié)能診斷報告，包括門窗現(xiàn)狀調查和診斷結果，初步的節(jié)能改造建議和節(jié)能改造潛力等進行分析。

門窗節(jié)能診斷時應現(xiàn)場檢查：門窗型材種類、玻璃結構、開啟方式、密封形式、密封膠條、五金配件；遮陽形式、材料構造；門窗滲漏、裂縫、破損情況；

門窗節(jié)能診斷時，計算其與墻體連接部位的熱工性能，必要時抽樣檢測其熱工性能。門窗熱工性能、氣密性能檢測應符合《居住建筑節(jié)能檢測標準》JGJ/T 132的相關規(guī)定。

門窗熱工計算和檢測應包括下列內容：傳熱系數(shù)；熱工缺陷；玻璃的可見光透射比、遮陽系數(shù)，太陽得熱系數(shù)；遮陽設施的綜合遮陽系數(shù)；建筑外窗的氣密性，水密性。

門窗節(jié)能診斷應對建筑物的熱工性能進行判定，主要依據建筑物現(xiàn)狀、門窗現(xiàn)場檢查，計算熱工性能計算與檢測結果是否對等，并為節(jié)能診斷報告提供下列內容：門窗構件的傳熱系數(shù)、整窗的傳熱系數(shù)；門窗可能存在的熱工缺陷狀況；

應根據節(jié)能診斷結果和預定的節(jié)能目標制定節(jié)能改造方案，合理的評估節(jié)能改造方案效果。

夏熱冬暖地區(qū)既有建筑的外窗改造時，可采取下列方法：

1.建筑外窗玻璃粘貼遮陽膜，應綜合考慮膜壽命、伸縮性、可維護性；

2.東、西、南方向主要房間加設外遮陽裝置；除了要考慮遮陽裝置對建筑外立面外觀、通風及采光的影響，還應考慮遮陽裝置的抗風壓性和耐久性。應優(yōu)先采用外遮陽措施。增設外遮陽時，應確保增設結構的安全性。遮陽設施的可調節(jié)性能滿足使用者的需求。遮陽膜安裝方向符合設計要求、位置準確。

3.建筑外窗玻璃更換節(jié)能玻璃，宜采用高性能LOW_E中空玻璃；

Low-E中空玻璃的膜層位置在第二面或第三面時對傳熱系數(shù)沒有影響，放在第二面太陽得熱系數(shù)SHGC會低些，放在第三面太陽得熱系數(shù)SHGC會高些。因此，建議選擇鍍膜層放在第二面，以盡量減少夏季太陽得熱。離線低輻玻璃分單銀、雙銀和三銀三種，其傳熱系數(shù)隨之變低，可根據工程的具體情況選擇。

4.增加門窗開啟扇數(shù)量。

5.采用符合節(jié)能標準的窗戶替代原窗戶。

節(jié)能改造更換外窗時，外窗的開啟方式應有利于建筑的自然通風。

推拉窗開啟扇的有效通風面積是窗面積的50%，推拉窗型節(jié)省空間、開啟簡單、造價低廉，但其通風、水密和氣密性能相對較差，適用于水密性能和氣密性能要求較低的外窗和室內窗（如封閉陽臺）；

平開窗的有效通風面積是窗面積的100%，開啟面積大、通風好、構造簡單、使用方便、水密好、造價相對較低，因五金件的結構限制氣密性一般，在開啟時受到大風吹襲窗扇可能墜落，故外平開方式僅適用于低層建筑。內平開占用室內空間，影響室內人員活動和窗簾的掛設，所以設計應注意協(xié)調；

懸窗的開啟扇的有效通風面積應根據窗扇開啟角度計算確定，懸開窗型具有通風、安全、便于清潔、密封保溫性能好等特點，適合家中無人時通風換氣使用。下懸開啟在實現(xiàn)通風換氣的同時，還能避免大量雨水進入室內和阻擋部分噪聲，關閉時具有優(yōu)良的抗風壓、水密和氣密性能，但其造價相對較高。

整樘窗更換為節(jié)能窗時，應重點考慮外門窗具有良好的氣密水密性能，防止由于空氣滲漏導致的夏季空調能耗增加和冬季室內熱量散失，夏熱冬暖地區(qū)多有大風暴雨天氣，因此更換外門窗的性能應符合國家標準《建筑外門窗氣密、水密、抗風壓性能分級及檢測方法》GBT 7106中的規(guī)定；

外開和推拉窗型的窗扇均應考慮設計防脫落裝置。

6.采用外墻外保溫技術施工的建筑，外墻外保溫系統(tǒng)應包覆門窗框外側洞口，并與防水、裝飾相結合，做好保溫層密封和防水。采用外墻內保溫技術施工的建筑，內墻內保溫系統(tǒng)應包覆門窗框外側洞口，并與防水、裝飾相結合，做好窗框與保溫層連接處的密封和防水以及門窗洞口與保溫層處的密封和防水。

7.對原有門窗洞口處裂縫、滲漏，應進行修復，洞口的缺損、孔洞應填補密實，對洞口的表面不平整處，應予以修復。

既有建筑門窗節(jié)能改造后，應進行節(jié)能改造工程施工質量驗收。

既有建筑節(jié)能改造設計應貫徹“因地制宜”的設計原則，這里所指的“地”就是指建筑物所在地域的氣候待征，節(jié)能改造方案充分考慮本地區(qū)的氣候特征和使用者的用能習慣，選擇合適改造技術路線，才更能“穩(wěn)、準、精”治理既有建筑能耗高的問題。

參考文獻

[1]《既有建筑綠色改造評價標準實施指南》王清勤等/中國建筑工業(yè)出版社

[2]《既有居住建筑節(jié)能改造技術規(guī)程》JGJ/T129-2012

[3]《既有建筑節(jié)能診斷與改造》 薛志峰 編著/中國建筑工業(yè)出版社