夏熱冬冷地區圍護結構節能措施探討

張鵬程

摘要：探討了夏熱冬冷地區的氣候特征和該地區建筑節能現狀，夏熱冬冷地區環境的特點決定了該地區建筑圍護結構的節能設計有其自身的特點，建筑的熱過程需考慮冬夏兩季不同方向的熱量傳遞，并從不同的方面考慮節能的可能性，Z，LN提出該地區圍護結構的節能措施。

關鍵詞：夏熱冬冷；圍護結構；節能

夏熱冬冷地區的范圍，大致為隴海線以南，南嶺以北，四川盆地以東。該地區包括上海、重慶二直轄市，湖北、湖南、江西、安徽、浙江五省全部，四川、貴州二省東半部，江蘇、河南二省南半部，福建省北半部，陜西、甘肅二省南端，廣東、廣西二省區北端，亦即涉及16個省、市、自治區。夏熱冬冷地區的建筑氣候特征，表現為夏季悶熱，冬季濕冷，氣溫的日較差小，年降水量大，日照偏少。

1.夏熱冬冷地區圍護結構節能現狀

長期以來，夏熱冬冷地區建筑的隔熱保溫狀況基本上沒有改善，多層建筑的外墻主要沿用24cm實心黏土磚墻，即使采用其它墻體材料，也以24cm的磚墻作為參照對象。普遍采用單層玻璃窗，窗墻面積比有增大趨勢。建筑外遮陽較少，門窗氣密性不好，冷空氣滲透嚴重。屋頂以平屋頂為主，架空屋面對夏季隔熱有一定效果，采用較多。

2.節能措施

2.1墻體的節能措施

外墻體和門窗需要一定的熱阻和熱惰性，以發揮保溫、隔熱和蓄熱作用，減少室溫的波動。

2.1.1保溫墻體。在節能建筑外墻設計中，復合材料保溫墻應用比較廣泛。它是用高效的保溫材料和裝飾材料一起使用，建成復合的節能外墻，分為內保溫墻、外保溫墻和夾芯保溫墻三種（如圖1所示）。這樣的墻體不僅厚度小，還可以增加房屋的使用面積，且保溫性能好，更有利于節能。

夏熱冬冷地區需要制冷時的室內外溫差比采暖時要小得多，春秋夏三季的夜間，室外氣溫比室內低，此時保溫性能太好而散熱性能缺乏，會造成多余的冷負荷，這對于節能反而會造成相反的效果。需要注意的是，對節能效果來說，外保溫層厚度并不是越厚越好，推薦厚度為25mm。

2.1.2雙層玻璃幕墻。外墻中設計緩沖層空間能有效的減少建筑能耗并創造出舒適宜人的內部工作環境。雙層（或三層）圍護結構是當今建筑節能所普遍采用的一項先進技術，被譽為“可呼吸的皮膚”。在冬季，雙層玻璃之間形成一個陽光溫室.增加了建筑內表面的溫度，有利于節約采暖。在夏季，利用煙囪效應進行通風，排走玻璃之間的熱空氣，達到降溫的目的。

2.1.3綠化墻體。建筑外墻表面覆蓋植物能夠改善建筑外表的微氣候，可以為建筑遮陽，并可利用植物的蒸騰作用降溫和調節濕度。據實測，建筑西墻種植爬山虎，在植被遮蔽90%的狀況下，外墻表面溫度將降低8.2℃。

2.2窗戶的節能措施

2.2.1建筑朝向及窗墻面積比。建筑朝向影響窗戶的太陽輻射得熱量，窗墻比既影響太陽輻射得熱量，又影響窗戶自身傳熱能耗量，建筑外窗面積越大，夏季太陽輻射得熱量越大，同時建筑外窗比墻的傳熱系數大得多，考慮到采光性和經濟性，必須控制窗墻面積比。

2.2.2隔熱與熱阻。窗戶玻璃的遮陽系數與太陽輻射得熱量成正比，玻璃遮陽系數越小，透過窗戶進入室內的太陽輻射熱量越少。窗戶的熱阻與窗戶自身的傳熱能耗成反比，熱阻越大，傳熱系數越小，窗戶自身的傳熱能耗越小。

2.2.3內外遮陽。采取窗戶的遮陽措施，減小窗戶的綜合遮陽系數是減少夏季太陽輻射熱產生的制冷能耗的主要方法，主要指在滿足建筑立面設計要求的前提下，增設外遮陽板、遮陽篷，阻擋夏季太陽輻射熱。夏季透過窗戶進入室內的太陽輻射熱構成了空調負荷的主要部分，設置外遮陽是減少太陽輻射熱進入室內的一個有效措施。冬季透過窗戶進入室內的太陽輻射熱可以減小供暖負荷，所以設置活動式外遮陽是比較合理的。

2.2.4氣密性。提高窗戶的氣密性，減少窗戶縫隙，是減少窗戶空氣滲透能耗的主要方法。可采用以下措施：通過提高窗用型材的規格尺寸、準確度、尺寸穩定性和組裝的精確度以增加開啟縫隙部位的搭接量，減少開啟縫的寬度；采用氣封條，提高外窗氣密水平；改進密封方法。

2.3屋面的節能措施

屋面的熱量損失在圍護結構總的熱損失中所占比例不大，但屋面的保溫隔熱性能對頂層住戶的影響顯著。因此屋頂的保溫隔熱措施也應足夠重視。

2.3.1屋面形式。屋面形式有坡屋面、綠化屋面、蓄水屋面、通風保溫屋面等。

2.3.2屋面保溫。屋頂保溫的形式根據保溫層在屋頂中的位置有兩種：（1）保溫層位于防水層之下。保溫材料可采用發泡式聚苯乙烯板，發泡式聚苯乙烯導熱系數和吸水率均較小，且價格便宜，但密度小、強度低，不能經受自然界各種因素的長期作用，宜位于屋頂防水層的下面。（2）保溫層位于防水層之上，又叫倒置式保溫屋頂。保溫材料可采用擠塑式聚苯乙烯板，而擠塑式聚苯乙烯板具有良好的低吸水性（幾乎不吸水）、低導熱系數、高抗壓性和抗老化性，其優越的保溫性，具有明顯有效的節約能源作用，是符合環保節能的新型保溫材料。

3.結語

面對夏熱冬冷地區建筑圍護結構的節能設計及實踐中存在的問題，有必要實施節能設計的基本策略，而實施節能設計基本策略也同樣是一個系統工程，需要進行整體化、系統化努力，從建筑設計到材料設備選型，再到施工、運行管理，各方面各環節都需要綜合考慮，才能實現真正有效的節能。夏熱冬冷地區圍護結構節能設計應該在技術標準和技術規范分析的基礎上，結合圍護結構自身特點從技術、經濟、社會三個個方面考慮，提出夏熱冬冷地區圍護結構的節能措施。