建筑論文征稿夏熱冬冷地區(qū)公共建筑節(jié)能改造研究

　　這篇建筑論文征稿發(fā)表了熱冬冷地區(qū)公共建筑節(jié)能改造研究，論文以夏熱冬冷地區(qū)建筑為研究對象，探討了公共建筑節(jié)能改造技術的具體措施，首先分析了公共建筑節(jié)能的現(xiàn)狀，包括建筑節(jié)能改造技術和實施，通過現(xiàn)代化技術實現(xiàn)節(jié)能、改善環(huán)境質量的效果。

　　[摘要]隨著我國工業(yè)化、城鎮(zhèn)化建設的加快推進，能源問題日益凸顯，國家努力推進節(jié)能減排工作，建筑節(jié)能是我國能源節(jié)約中的一個重要組成部分。本文以夏熱冬冷地區(qū)既有公共建筑為研究對象，針對既有公共建筑的設計現(xiàn)狀進行了分析，從不同方面探討了夏熱冬冷地區(qū)既有公共建筑節(jié)能改造技術以及具體的實施。

　　[關鍵詞]建筑論文征稿,夏熱冬冷地區(qū),既有公共建筑,節(jié)能優(yōu)化改造

　　建筑行業(yè)是我國國民經(jīng)濟發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)，然而，建筑業(yè)的快速發(fā)展導致了能源消耗及環(huán)境污染問題的加劇。目前，我國經(jīng)濟已經(jīng)進入轉型時期，以降低能源消耗和污染物的排放作為硬性指標，構建可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)觀已成為主要趨勢。合理控制能源消耗量，提高能源利用效率，推動建筑節(jié)能建設，不僅能降低能源消耗，而且能推動建筑行業(yè)發(fā)展轉向綠色、經(jīng)濟、環(huán)保，促進建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展，為創(chuàng)建和諧社會做出應有的貢獻。既有公共建筑的節(jié)能優(yōu)化改造是建筑節(jié)能中非常重要的一部分。相關數(shù)據(jù)顯示，我國公共建筑每年消耗了大量的能源，電能消耗就達到300KW•h/m2，很大一部分公共建筑并沒有考慮節(jié)能設計，因此，對既有建筑節(jié)能改造技術的研究成為了建筑節(jié)能的重點。對既有建筑進行節(jié)能改造，不僅能夠提升建筑本身的質量，而且能避免資源的浪費。

　　一、夏熱冬冷地區(qū)既有公共建筑節(jié)能的現(xiàn)狀

　　夏熱冬冷地區(qū)位于南方偏多，經(jīng)濟相對比較發(fā)達，空調(diào)是改善室內(nèi)熱環(huán)境的主要方式，是我國建筑耗能量較大的區(qū)域之一。由于我國的建筑節(jié)能工作剛剛起步，經(jīng)過多方工作的努力，雖然已經(jīng)取得了很好的成效，但是仍然未能達到我國公共建筑節(jié)能標準的要求。根據(jù)發(fā)改委發(fā)布的《節(jié)能中長期專項規(guī)劃》規(guī)定，對于新建的建筑物節(jié)能設計的標準要達到50%以上，目前，只有少數(shù)幾個城市達到了要求。公共建筑體量大、窗墻比高、用能復雜，屬于高能耗建筑，開展既有公共建筑節(jié)能改造工作，在大城市完成改造面積已經(jīng)達到了25%以上，中小城市完成改造面積達到了10%左右。同時，我國頒布了《公共建筑節(jié)能改造技術規(guī)范》，這個標準是我國公共建筑節(jié)能改造技術的行業(yè)規(guī)范，規(guī)定了公共建筑節(jié)能設計的相關標準，促進了我國建筑節(jié)能工作的發(fā)展。該項規(guī)定的頒布不僅為既有公共建筑節(jié)能改造提供依據(jù)，同時也促進了公共建筑節(jié)能改造技術的發(fā)展。

　　二、既有公共建筑節(jié)能改造技術

　　在夏熱冬冷地區(qū)對建筑物進行節(jié)能改造，將有助于整棟樓體節(jié)能減排工作的進行。既有公共建筑節(jié)能改造及優(yōu)化技術措施主要從以下幾個方面進行。1.外墻節(jié)能改造技術在夏熱冬冷地區(qū)，外墻節(jié)能應同時提高墻體的冬季保溫和夏季隔熱性能，以減少室內(nèi)外溫差導致的傳熱損失。外墻改造技術主要是外墻外保溫改造技術和外墻內(nèi)保溫改造技術。由于夏熱冬冷地區(qū)墻體的傳熱阻力非常小，更加有利于建筑物節(jié)能工作的開展。曾有人提出改進方案：對于墻體進行加溫處理，增加一層保溫層，由于保溫層阻礙了熱量的傳遞，減少一部分室外熱量傳遞到屋里，從而減少夏季空調(diào)負荷;同時，在冬季由于這道保溫層，室內(nèi)的熱量很難透過墻體向外界環(huán)境釋放。總結上述方案，可以得出，外墻節(jié)能改造技術需要根據(jù)墻體的耗能特點來制定相應的改造方案。外墻體的改造技術措施：外墻盡量使用淺色材質;在原有墻體外增加保溫效果好、傳熱系數(shù)小的材料作為墻體維護構件;在墻體外側設置垂直通風間層;對外墻進行垂直綠化。外墻的節(jié)能改造要處理好冷熱橋問題。墻體外保溫是把保溫隔熱層放在外墻外表面，保溫隔熱性能好，可避免產(chǎn)生熱橋，保護主體結構，且不占室內(nèi)空間，便于實行建筑節(jié)能改造。外墻內(nèi)保溫需采用較高熱阻和熱穩(wěn)定性的墻體材料。2.外窗節(jié)能改造技術建筑物外窗傳熱主要有兩種方式：一種是溫差傳熱，外窗可以隔絕一定的熱量;另一種是太陽輻射傳遞熱量，外窗可以阻擋一定的太陽光，就會降低一些輻射熱。夏熱冬冷地區(qū)冬季時間比較短，夏季時間比較長，輻射能力特別強，如果外窗選擇適當，就會阻擋一定的熱量，起到節(jié)能的效果。目前，外窗的結構用的都是鋁合金窗，這種窗戶的氣密性非常差，很難滿足節(jié)能的要求，在夏天的時候，造成空調(diào)能耗量的增大。因此，在外窗節(jié)能改造方面，可以采取的措施：(1)控制窗墻比，窗的傳熱系數(shù)一般大于外墻，因此，在滿足采光的前提下控制窗墻比。窗墻比一般為：南向35%，北向25%，東、西向30%。(2)改善窗的保溫效果，增加窗戶玻璃層數(shù)，以形成密閉的空氣間層，也可使用中空玻璃、隔熱玻璃、斷橋鋁合金窗框等。(3)減少冷風滲透，提高門窗的密閉性，增加密封條。(4)提高窗框保溫能力。外窗節(jié)能改造技術幾乎沒有改變原有建筑物結構，但卻收獲了很好的效果。因此，夏熱冬冷地區(qū)既有公共建筑節(jié)能技術優(yōu)先考慮對外窗的節(jié)能改造。3.設備系統(tǒng)技術的改造夏熱冬冷地區(qū)既有公共建筑的設備系統(tǒng)主要包括兩大方面，分別為空調(diào)系統(tǒng)和照明系統(tǒng)。既有公共建筑中空調(diào)系統(tǒng)可以通過以下方法進行改造：采用蓄冰式空調(diào)系統(tǒng)，利用夜間富余電力制冷，使用高峰期不制冷或減少制冷，均衡用電負荷，省時省電;同時，采暖空調(diào)可選用分散式空調(diào)系統(tǒng)，更加有利于節(jié)能散熱。既有公共建筑中照明系統(tǒng)的改造可以分為以下幾種：在保證室內(nèi)亮度的前提下，選用節(jié)能燈代替原有的燈具;白天通過自然光照射減少照明系統(tǒng)的使用;通過特殊的設計合理的安排照明的位置，優(yōu)化照明系統(tǒng)，使其照明效果不變。4.運營管理優(yōu)化技術改善夏熱冬冷地區(qū)既有公共建筑內(nèi)的運營管理優(yōu)化，可以降低能源的消耗，使用智能化的管理系統(tǒng)，將能夠最大化的優(yōu)化運營管理，提高設備的使用效率。其技術的優(yōu)化可以通過幾個方面：(1)在確保室內(nèi)陽光照明度的前提下，將建筑物外圍的遮陽裝置和室內(nèi)的照明裝置進行智能連接，用這種連接的方式代替一部分的太陽能裝置。(2)將室內(nèi)的照明系統(tǒng)的運營技術采用智能化管理，使其工作狀態(tài)處于自動化狀態(tài)。通過智能化系統(tǒng)，對不同的區(qū)域設置不同的裝置，根據(jù)不同的狀態(tài)進行自動化調(diào)節(jié)。(3)空調(diào)系統(tǒng)的運營技術。對空調(diào)系統(tǒng)實現(xiàn)智能化管理系統(tǒng)，達到最優(yōu)化管理，其管理目標是達到工作時間短、能源消耗最少，效果最佳。通過以上這三方面改善夏熱冬冷地區(qū)既有公共建筑運營管理方面的技術實現(xiàn)智能化管理系統(tǒng)，將現(xiàn)代化技術應用到人們的生活當中，提升人們的生活品質的同時，達到節(jié)能的效果，改善環(huán)境質量。

　　三、既有公共建筑節(jié)能改造的實施

　　既有公共建筑節(jié)能改造按照經(jīng)濟節(jié)能、方便操作的原則，制定了實施的步驟：分析建筑物節(jié)能的現(xiàn)狀、制定適宜的方案、節(jié)能改造的實施策略和節(jié)能改造后的評價。1.分析節(jié)能的現(xiàn)狀分析節(jié)能的現(xiàn)狀可以通過實地的調(diào)查、檢測和設備運行的具體數(shù)據(jù)，找到建筑物能源耗費量過大的原因，為建筑物的節(jié)能改造制定相關的方案。分析節(jié)能現(xiàn)狀主要包括建筑物能源的消耗狀況、圍護結構的狀況、空調(diào)系統(tǒng)等與建筑物相關的情況。對一些既有公共建筑進行調(diào)研，分析其具體情況。既有公共建筑節(jié)能現(xiàn)狀的分析中最重要的是對建筑物進行節(jié)能檢測，主要涉及工程材料、工程實體和工程環(huán)境。2.制定節(jié)能改造的方案建筑節(jié)能分析完成后，按照分析的結果，對其進行能耗模擬計算，計算出節(jié)能的效果，從而確定節(jié)能改造方案。節(jié)能改造方案要遵守節(jié)能改造的相關準則和充分的考慮到技術性、實用性和經(jīng)濟性，優(yōu)先選擇一些成本低、可操作性強的改造方案。3.建筑節(jié)能的具體實施建筑節(jié)能的具體實施也可以說是建筑節(jié)能改造的施工階段，這段施工過程需要嚴格的按照相關規(guī)范、標準進行，同時按照國家驗收規(guī)定進行驗收，確保其節(jié)能改造符合國家標準。4.建筑節(jié)能的評估工作建筑節(jié)能的評估工作需要對其進行模擬室內(nèi)外2.組織自然通風與現(xiàn)代一些耗能能源的建筑依賴空調(diào)制冷系統(tǒng)不同，江西傳統(tǒng)民居采用自然通風的古老技術加強建筑的通風散熱降溫，我省的傳統(tǒng)民居中往往通過穿堂風、拐角風等方式加強自然通風。此外，濃縮江南人民智慧的結晶的天井在江西傳統(tǒng)民居中普遍運用，其在房屋密集、建筑間距小的情形下形成煙囪效應組織自然通風，產(chǎn)生陰涼，解決南方悶熱氣溫的室溫問題，同時解決民居中的遮陽、采光和排水等問題(圖2)。江西地區(qū)在解決住宅夏季炎熱、靜風率高的納涼、通風的問題時，江西傳統(tǒng)民居善于利用房屋東西向、南北向建筑間距、溫差所形成的風道即冷巷通風，同時，運用房屋間的陰影作用和室內(nèi)窄而高煙囪式的空間營造陰涼效果，加強建筑的通風，這是當今建筑師值得借鑒與學習的有效組織自然通風的方式(圖3)。圖3民居冷巷3.精心布局合理的平面形式江西地區(qū)處于北回歸線以北，太陽光在一年四季都從南方投射過來，江西民居朝向上大多坐北朝南，順應夏季主導風向迎風納涼，冬季又能背風接受太陽輻射。江西民居平面布局整齊規(guī)整，中心突出，輔助用房圍繞中心用房布置，平面設計簡單、開間開敞，房屋開窗順應于當?shù)氐南募局鲗эL向，有利于夏季氣流暢通加強通風效果、冬季聚熱。我們調(diào)研時發(fā)現(xiàn)江西傳統(tǒng)民居平面進深都不大，一般不超過14m，即樓層高度的5倍左右，這樣有利于形成穿堂風，達到較好的通風效應。L形平面建筑，往往使凹口部分朝向夏季主導風，形成一個風兜，兜住風，使風通往夏季主導風向，加強自然通風。4.改善建筑室外熱環(huán)境江西民居常利用室外綠化和水體改善室外熱環(huán)境，在夏季利用植物樹葉遮陽和水體蒸發(fā)作用，調(diào)節(jié)建筑吸收的太陽輻射量，減少室內(nèi)輻射熱，減少熱濕負荷，改變環(huán)境的熱濕平衡。同時，植物在冬季攔堵西北寒風，或利用落葉樹枝間空隙吸收太陽輻射熱量，促進建筑保暖(圖4)。5.墻體保溫隔熱屬典型亞熱帶季風氣候的江西地區(qū)雨水充沛、夏熱冬冷，建筑工匠經(jīng)過長期的經(jīng)驗積累，采用了多種技術措施，使室內(nèi)盡可能夏季隔絕太陽輻射熱、冬天溫暖隔冷。江西傳統(tǒng)民居主要使用蓄熱性能好得磚和木材修建而成。墻體一般是空斗墻，與現(xiàn)在的實心磚墻相比，導熱系數(shù)小很多，保溫隔熱較好;此外，有的民居在空斗墻的空心部分填土，綜合性能比現(xiàn)在的實心墻好，綠色環(huán)保、隔熱、隔音(圖5)。圖5民居空斗墻我國早在4000年前的仰韶文化時期，就以泥土作為建筑材料修建房屋創(chuàng)造冬暖夏涼居住環(huán)境。在江西傳統(tǒng)民居中，用生土做的建筑材料有土坯磚、夯實泥土、草泥粘土，木骨泥墻等。這些是一種傳統(tǒng)的天然建筑材料，取材方便、加工簡單、無污染、綠色環(huán)保、調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度、夏天隔熱蓄冷冬天保暖蓄熱(圖6)。圖6民居土坯墻江西民居粉墻黛瓦，采用淺色外飾面，減少墻體外表面對太陽輻射熱的吸收，降低室外綜合溫度，從而降低室內(nèi)溫度。

　　四、結語

　　以上是針對江西傳統(tǒng)民居節(jié)能設計策略的分析與總結，希望在國家大力發(fā)展綠色可持續(xù)建筑的同時能給建筑師的建筑創(chuàng)作、開拓創(chuàng)新提供積極的借鑒作用。

　　參考文獻

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　　[4]中華人民共和國行業(yè)標準.GB50176—93，民用建筑熱工設計規(guī)范[S].

　　作者：李丹 何韶瑤 趙磊兵

　　推薦期刊：《高等建筑教育》(雙月刊)創(chuàng)刊于1983年，于1992年對外公開發(fā)行。是由重慶大學中國建設教育協(xié)會普通高等教育專業(yè)委員會主辦的建筑刊物。