雷敏

摘 要 本課題首先將對(duì)夏熱冬暖地區(qū)的氣候特征和該地區(qū)建筑特點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)和剖析，歸納出設(shè)計(jì)夏熱冬暖地區(qū)被動(dòng)式超低能耗建筑的要點(diǎn)，同時(shí)還將結(jié)合被動(dòng)式超低能耗建筑的發(fā)展現(xiàn)狀，談?wù)勗鯓痈玫赝茝V和發(fā)展被動(dòng)式超低能耗建筑。研究發(fā)現(xiàn)，被動(dòng)式超低能耗建筑節(jié)能設(shè)計(jì)必須結(jié)合夏熱冬暖地區(qū)的氣候與環(huán)境因素，結(jié)合日照設(shè)計(jì)、通風(fēng)設(shè)計(jì)、保溫隔熱等設(shè)計(jì)采取適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)策略，溫室效應(yīng)和大氣污染是我們一直都很關(guān)注的問題，國(guó)內(nèi)外都已經(jīng)在通過被動(dòng)式低耗能建筑來實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的，面對(duì)超低能耗建筑的進(jìn)一步推行與發(fā)展，可以通過建立科學(xué)的被動(dòng)式超低能耗建筑標(biāo)準(zhǔn)體系、增加國(guó)際間的交流與合作、加大宣傳推廣節(jié)能設(shè)計(jì)力度這幾個(gè)方面去做，以此來降低能耗。

關(guān)鍵詞 被動(dòng)式超低能耗建筑 夏熱冬暖地區(qū) 設(shè)計(jì)要點(diǎn) 推廣與發(fā)展

中圖分類號(hào)：TU2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0745（2021）03-0061-02

1 前言

歐盟規(guī)定于2020年開始，歐盟所屬27個(gè)國(guó)家規(guī)定所有新建房屋如果不能達(dá)到被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn)，將不予發(fā)放開工建設(shè)許可證。根據(jù)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)可以看出，歐洲超低能耗的被動(dòng)房相比前一年增加了8%。截止2020年1月，全球通過認(rèn)證的被動(dòng)房數(shù)量超過25000棟，總建筑面積近2350000m2。

在中國(guó)，每年煤炭消耗達(dá)37億噸，大量能源消耗所帶來的污染十分嚴(yán)重，未來城市發(fā)展趨勢(shì)就是走綠色、低碳和節(jié)能的可持續(xù)發(fā)展路線。我國(guó)對(duì)德國(guó)先進(jìn)的建筑節(jié)能技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)，重點(diǎn)研究被動(dòng)式超低能耗建筑技術(shù)，通過不斷地探索與研究，我國(guó)還建設(shè)了許多被動(dòng)式超低能耗綠色建筑示范工程[1]。近年來，我國(guó)對(duì)低能耗建筑的發(fā)展越來越重視，我國(guó)與美國(guó)、丹麥等多個(gè)國(guó)家開展了交流與合作，示范項(xiàng)目在山東、河北、新疆等地持續(xù)出現(xiàn)，也取得了一定的成績(jī)，推動(dòng)了我國(guó)在此領(lǐng)域的發(fā)展。

被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)主要依靠所運(yùn)用到的被動(dòng)設(shè)計(jì)策略，這些策略盡可能利用和被動(dòng)結(jié)合可再生能源，面對(duì)復(fù)雜的氣候和夏熱冬暖地區(qū)特征，打造出讓本地居民感到生活舒適的建筑，解決夏熱冬暖地區(qū)的住房問題，在社會(huì)健康發(fā)展和環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中具有極其重要的地位[2]。

2 夏熱冬暖地區(qū)特點(diǎn)

2.1 氣候特點(diǎn)

夏熱冬暖地區(qū)是指我國(guó)最冷月平均溫度大于10℃，且熱月平均溫度滿足25到29℃，日平均溫度大于等于25℃的天數(shù)為100到200天的地區(qū)，它是我國(guó)五個(gè)氣候區(qū)之一，在北緯27°以南，東經(jīng)97°以東，主要在我國(guó)南部[3]。夏熱冬暖地區(qū)的氣候可以說是夏季期長(zhǎng)、冬季期極短，氣溫年較差和日較差均小，溫度高且濕氣重，易有大風(fēng)及暴雨天氣，日照較小，太陽輻射強(qiáng)。

2.2 建筑特征

一般來說，室內(nèi)溫度在28℃以下且室內(nèi)空氣相對(duì)濕度在60%以下的話，如果你想滿足適合的生活條件，在設(shè)計(jì)上讓室內(nèi)的空氣流通是正常的。除此之外，還可以增加室外遮陽，以此來創(chuàng)造適合居住的環(huán)境條件。在氣候特征為夏季炎熱和冬季溫暖的地區(qū)，住宅區(qū)的建筑在夏季必須要滿足防熱、通風(fēng)以及防雨的條件，而冬天則可以不用考慮防寒和保溫的問題。在進(jìn)行整體規(guī)劃、單位設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)構(gòu)造時(shí)必須避免西曬，還要注意設(shè)置遮陽裝置，同時(shí)要注意雨水、洪水管理、防潮以及防雷，夏季工程主要是要預(yù)防高溫和暴風(fēng)雨，在建筑開發(fā)的過程中，為了避免夏季陽光直射，為了改善通風(fēng)，一般會(huì)選定南北方向，并且冬季還有助于太陽光的攝取、日射熱的增加、住宅區(qū)的空氣循環(huán)、換氣和散熱以及能源消耗的降低。

3 夏熱冬暖地區(qū)超低能耗建筑設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 日照設(shè)計(jì)

在窗前設(shè)置遮陽窗能改善夏季炎熱和冬季暖氣區(qū)住宅的熱環(huán)境，盡量減少室外太陽輻射產(chǎn)生的熱量進(jìn)入室內(nèi)，用降低室內(nèi)熱量來降低空調(diào)能耗，是非常重要的一個(gè)節(jié)能措施。根據(jù)遮陽位置的不同可以大抵分為外遮陽、內(nèi)遮陽和中間遮陽，對(duì)外部遮陽的調(diào)節(jié)是對(duì)太陽光輻射十分有效的防護(hù)措施，在設(shè)計(jì)中可以通過門窗玻璃幕墻來達(dá)到節(jié)能降熱的目的。

在南方的炎熱天氣，建筑的主要能耗為空調(diào)能耗，使用玻璃的主要目的是采光和視野需要，相比南方，在北方會(huì)做得更大，因?yàn)樵诒狈蕉焯柌淮?，屋頂遮陽在很多情況下是垂直遮陽，開口要開向南方而不能向北方開口，東西兩邊，太陽在北邊不在南邊，在南方地區(qū)太陽早晚在北邊。夏熱地區(qū)門窗玻璃幕墻節(jié)能的關(guān)鍵是降低止癢系數(shù)和采取建筑外遮陽措施，在南方夏熱地區(qū)，隔熱主要在于對(duì)太陽輻射的隔絕。如果不重視窗戶遮陽設(shè)施的設(shè)計(jì)，就容易將陽光輻射所帶來的熱量帶入室內(nèi)，引起室內(nèi)過熱。

3.2 通風(fēng)設(shè)計(jì)

自然通風(fēng)中的風(fēng)壓通風(fēng)能夠引進(jìn)大量的空氣對(duì)流，也是最簡(jiǎn)單實(shí)用的通風(fēng)策略，能夠很好地滿足夏熱冬暖地區(qū)對(duì)熱舒適度的要求。熱壓通風(fēng)難以產(chǎn)生持續(xù)的較大空氣對(duì)流，一般用來滿足健康通風(fēng)的需要。自然通風(fēng)的主要形式是開窗，通風(fēng)與窗戶的打開方式有著密切的關(guān)系，這會(huì)直接影響通風(fēng)面積以及氣流方向。一般在外窗的設(shè)計(jì)中應(yīng)該盡量減少推拉窗的應(yīng)用，多利用平開窗和懸窗，不單有效通風(fēng)面積較大，且對(duì)氣流具有導(dǎo)向作用。對(duì)于室內(nèi)的開口位置的設(shè)置，為了增加室內(nèi)的空氣流動(dòng)，應(yīng)該將迎風(fēng)面和氣流呈一定角度，將窗戶的位置錯(cuò)位放置，能讓氣流流進(jìn)房間的面積更大，并且僅僅只有單側(cè)通風(fēng)時(shí)，窗戶的設(shè)置盡量不要對(duì)稱設(shè)置。建筑平面功能布局夏熱冬暖地區(qū)中的濕熱地區(qū)，由于晝夜溫差小，相對(duì)濕度高，因此平面功能布局要合理組織建筑內(nèi)部的自然通風(fēng)[4]。在這種情況下，為了降低室內(nèi)的熱環(huán)境，在合理利用通風(fēng)的前提下，合理選擇建筑物的間隔、方向、開口的位置、面積，為了確保自然通風(fēng)的有效性，以節(jié)約能源為目的，需要進(jìn)行進(jìn)深調(diào)整，使建筑物不僅冬天能防止寒氣進(jìn)入，還能保持室內(nèi)的溫度，還可以實(shí)現(xiàn)自然風(fēng)的合理運(yùn)用，在夏天減少室內(nèi)的熱量。

3.3 保溫隔熱

按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，必須充分滿足夏季防熱要求，一般可不考慮冬季保溫，對(duì)墻體的要求主要是隔熱，保溫是次要的。

我國(guó)大部分地區(qū)通常采取雙壁絕熱設(shè)計(jì)，可以通過中間隔壁層來確保室內(nèi)溫度。而絕熱的另一個(gè)方法是使用在屋頂上放置絕緣板的節(jié)能屋面保溫隔熱技術(shù)。這種設(shè)計(jì)可以有效地阻止熱量的傳播，在斜面的住宅中，采取雙隔面法，在通風(fēng)室的基礎(chǔ)上加上通風(fēng)百葉，能夠有利于空氣流動(dòng)，確保了適合夏季的室內(nèi)溫度，降低了室內(nèi)溫度的同時(shí)也有效地降低了能源的利用[5]。在給定的氣候下，特定建筑物的最佳絕緣厚度是由技術(shù)和經(jīng)濟(jì)分析決定的，建筑物絕熱性對(duì)建筑物能源消耗的影響不大，需要強(qiáng)化其他方面的性能參數(shù)，而不是使絕緣厚度變薄，但是由于時(shí)間和設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)能力的限制，許多被動(dòng)超低能建筑項(xiàng)目還是仍將選擇標(biāo)準(zhǔn)絕緣厚度。

4 夏熱冬暖地區(qū)超低能耗建筑的推廣與發(fā)展策略

4.1 建立科學(xué)的被動(dòng)式超低能耗建筑標(biāo)準(zhǔn)體系

近年來，我國(guó)對(duì)于超低能耗建筑的發(fā)展越來越重視，早在2015年我國(guó)住房城鄉(xiāng)建設(shè)部就制定了《被動(dòng)式超低能耗綠色建筑技術(shù)導(dǎo)則》，2016年山東省也發(fā)布了《超低能耗建筑居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)》，河北省建筑科學(xué)研究院主編的河北省《被動(dòng)式超低能耗公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》也于2018年6月23日發(fā)布，雖然國(guó)內(nèi)許多地方都積極響應(yīng)，但是超低能耗建筑標(biāo)準(zhǔn)體系仍舊還不夠完善，想要建立科學(xué)性強(qiáng)的被動(dòng)式超低能耗建筑標(biāo)準(zhǔn)體系，就要建立科學(xué)的被動(dòng)式建筑，并且還要進(jìn)一步強(qiáng)化符合我國(guó)國(guó)情的相關(guān)法律法規(guī)，建設(shè)建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系和改進(jìn)監(jiān)督評(píng)價(jià)方法，還要逐步提高技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

4.2 增加國(guó)際間的交流與合作

現(xiàn)如今，中國(guó)結(jié)合各國(guó)成果，吸取各國(guó)發(fā)展被動(dòng)式超低能耗建筑的經(jīng)驗(yàn)，通過不斷地研究，開展了許多示范性項(xiàng)目建設(shè)，被動(dòng)式超低能耗建筑的標(biāo)準(zhǔn)、認(rèn)證體系以及施工工法等只屬于中國(guó)的成果逐漸出現(xiàn)在各國(guó)的視野中，面對(duì)當(dāng)前我國(guó)對(duì)超低能耗建筑這一方面取得的成績(jī)，我們應(yīng)該堅(jiān)定自己的信念，并且積極構(gòu)建多層次、全方位的國(guó)際合作體系，加強(qiáng)與相關(guān)國(guó)際組織和機(jī)構(gòu)的信息溝通、資源共享和務(wù)實(shí)合作，從各個(gè)國(guó)家身上吸取經(jīng)驗(yàn)，學(xué)會(huì)從合作中相互進(jìn)步，共同發(fā)展，實(shí)現(xiàn)共贏的局面。

4.3 加大宣傳推廣力度推行節(jié)能設(shè)計(jì)

雖然全國(guó)各地都在對(duì)超低能耗建筑節(jié)能設(shè)計(jì)做出積極響應(yīng)，但是還是有很多地區(qū)對(duì)建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)方面存在許多疑慮，并且人們對(duì)超低能耗建筑缺乏了解和認(rèn)識(shí)，很多人僅僅只停留在表面或者網(wǎng)上百度百科搜索到的只言片語，面對(duì)超低能耗建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的宣傳和推廣，首先應(yīng)該在不同氣候的地區(qū)選取房屋進(jìn)行相應(yīng)示范，研究不同氣候地區(qū)建筑在滿足超低能耗和節(jié)能的條件下，它們?cè)O(shè)計(jì)之間的聯(lián)系以及相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，在這個(gè)過程中，還要注意選取積極性高、有發(fā)展意向和保障力強(qiáng)的城市來進(jìn)行具有一定規(guī)模的低能耗房屋示范，以保證示范的準(zhǔn)確性，在進(jìn)行研究之后，應(yīng)該及時(shí)總結(jié)示范經(jīng)驗(yàn)從而進(jìn)一步在全國(guó)推行。面對(duì)群眾對(duì)節(jié)能設(shè)計(jì)方面知識(shí)匱乏的情況，我認(rèn)為可以開展專業(yè)性強(qiáng)的培訓(xùn)活動(dòng)和講座，加強(qiáng)人民群眾對(duì)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)。

5 結(jié)論

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展和國(guó)家政策的實(shí)施，人們對(duì)保護(hù)生態(tài)環(huán)境更加重視，建筑節(jié)能作為熱點(diǎn)問題持續(xù)受到人們的關(guān)注，通過節(jié)能技術(shù)減少建筑能耗和確保建筑業(yè)主舒適是節(jié)能建筑技術(shù)研究和發(fā)展的重點(diǎn)。隨著科技快速發(fā)展的步伐，現(xiàn)代化社會(huì)對(duì)建筑的要求更高，特別是在建筑的綜合性能上，我國(guó)社會(huì)能源消費(fèi)整體的能耗比例增加，單位建筑能耗比發(fā)達(dá)國(guó)家高。在中國(guó)炎熱的夏季和溫暖的冬季地區(qū)，被動(dòng)式建筑節(jié)能設(shè)計(jì)可以有效地節(jié)省建筑資源，促進(jìn)中國(guó)資源和能源的可持續(xù)發(fā)展，并且在這項(xiàng)研究中，通過開發(fā)高溫和節(jié)能技術(shù)，有助于建筑節(jié)能管理模塊的開發(fā)。

參考文獻(xiàn)：

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