夏熱冬冷地區綠色建筑適用技術研究

朱明靜 張蘭亭 趙玉豪 周毅

近年來，建筑污染越漸嚴重，大力推廣綠色建筑成為社會發展的必然趨勢，夏熱冬冷地區的綠色建筑規模也不斷擴大。本論文通過調研夏熱冬冷地區的綠色建筑技術，研究其適應性，旨在提高技術節能效率，推動綠色建筑的發展。

一.課題背景

（一）課題的提出

中國強國的同時，環境污染等問題日益嚴重，建筑污染占環境總污染近1/3，節能減排，發展綠色建筑日漸成為社會主流。從2004年初探綠色建筑到現今的深入研究，中國關于綠色建筑技術和綠色建筑評價標準逐步完善，發展目標和任務也越發艱巨。

夏熱冬冷地區是一個人口數量龐大、經濟發達且在我國占有很大比重的地區。夏熱冬冷地區的綠色建筑規模的規模壯大，但建筑節能效率低于預期。本論文對夏熱冬冷地區綠色建筑適應技術研究不僅提高了綠色建筑節能效率，還提高了居住舒適性，推動綠色建筑的發展。

（二）概念界定

1.2.1綠色建筑。綠色建筑是指在項目的全壽命周期內采用高效且對環境友好的建筑材材，運用合理布局、設計或技術達到節地、節能、節水、節材等目的。簡而言之，就是四節一環保。

1.2.2夏熱冬冷地區。我國夏熱冬暖地_區大概為南嶺以北，隴海線以南，四川盆地以東。夏熱冬冷地區夏季溫度高，極端高氣溫達到40℃以上；冬季陰冷，極端低氣溫達到-10℃以下。

二.建筑外環境系統

（一）建筑布局規劃設計

建筑的朝向與日照、通風有關。建筑坐北朝南，在冬季能提高太陽輻射率。通過減少位于東西方向的房間，能減少夏季太陽輻射率。若考慮風向，建筑布局應迎夏季主導風向，與地形、綠化等形成風道，引導自然風流動。夏季主導風向與建筑長邊的角度應在30°-60°。正式設計時，根據日照和入射角度確定建筑朝向，然后再根據季風的主方向與建筑群通風效果與采光需求進而優化，來達到各建筑都能保證良好通風的目的。

建筑的間距與通風、日照等有關。橫向布局，單個建筑應坐北朝南，南面留足夠空間，使得在冬季獲得充分陽光；多個建筑中建筑之間的間距應合理布局，充分利用斜向日照與山墻日照。緊向布局，多個建筑中的前面建筑應采用斜屋面，且低建筑在高建筑的南面，減小間距。

（二）體形系數設計

建筑物與室外接觸面面積太大，使得體形系數過大，會導致外圍護結構的傳熱損失增大，所以應把建筑的體形系數保持在較低的數值。

建筑的設計尺寸影響建筑的體形系數。各體形和朝向的外墻接收輻射的比值如表2-1所示。同時，體形系數S與層高h為線性負相關，并且層數越多，層高對體形系數的影響越小，體形系數對建筑能耗的影響也就越小。對于低層與多層建筑來說，建筑總高度H對體形系數s的影響較大，其他建筑中，層高對體形系數的影響較小。因此合理的長寬比對建筑節能很重要。

三.節水技術研究

（一）雨水回收利用

屋面雨水的積蓄利用系統，水泥混凝土等屋頂材料較合適，對屋面雨水的處理使用物化方法更合適。初期過濾設備主要由截污掛籃裝置和棄流過濾裝置，后期過濾消毒設備由雨水過濾器和紫外線消毒器等組成。

路面雨水與綠地雨水也可有效的改蕾熱環境和用于路面降溫，而屋面雨水積蓄回收利用在節水方面有著更顯著的效果。這種系統其只需對沖水廁所進行簡單的改裝，然后與屋面蓄水系統相連接，造價低但實用性高，節水節能，值得推廣。

（二）中水工程

中水回收利用是將生活廢水收集處理，達到一定的標準后用于綠化等非飲用水。生活廢水的水質要求低于飲用水但高于污水排放標準。各類建筑物的各種排水污染物濃度如下表3-1所示。

中水的水源大致有優、砸、全污水之分。中水回收根據不同的水源有不同的處理方法。水質越差，所需的處理流程越復雜，同時設備的占地面積和投資越高，因此根據不同建筑選用不同水質的處理方式很重要。可見，中水工程的前景很好，值得推廣。

四.圍護結構

（一）墻體保溫方式

墻體保溫方式有：外墻內保溫、外墻外保溫、外墻夾芯保溫。外墻內保溫的弊端是發生冷凝現象后影響保溫效果受影響，材料的壽命減少，且會影響居民健康。因此，外墻外保溫、外墻夾芯保溫在夏熱冬冷地區更適用。夏熱冬冷地區的能耗模式是“間歇式”與“分隔式”的，夏季制冷的時間不超過12小時，冬季采暖的時間不超過4小時。同時，采暖制冷時，室內只有小部分房間是用采暖制冷設備。因時間段和人數的不同，公其建筑和住宅類建筑運行采暖制冷設備時間段和時長不同。所以，室內的熱環境不再是單一的恒溫體而相對復雜。綜上所述，在夏熱冬冷地區，住宅類建筑適合用外墻內保溫，而公共建筑適合用外墻外保溫。

（二）門窗節能

建筑門窗占建筑能耗約3/10；為增大采光、通風面積或是更具有現代性，現代建筑的門窗也越來越大。在夏季，太陽輻射經過單玻窗進入室內過程中消耗掉的空調冷量約為空調負荷的1/4；在冬季供暖時，單玻窗戶損失的熱量約供熱負荷的1/3。

由上表4-1四種玻璃材料的綜合性能比較可以看出，低輻射玻璃和中空玻璃這兩種材料適用于夏熱冬冷地區。但在實際應用中，可結合多種材料，生產滿足使用者特殊需求的玻璃。

（三）屋面構造研究

蓄水屋面是指在屋面的防水層內放入適量的水，通過水的性能從而達到隔熱降溫的目的。相同的氣候下，蓄水層為100mm的蓄水屋面相比普通屋面的外表面溫度低15℃左右，內表面低8℃左右，能夠節約制冷采暖設備最大負荷近2/3[3]。水不僅能夠反射太陽光和在蒸發作用中消耗熱能，還可以在冬季時起保溫作用。因此，蓄水屋面在夏熱冬冷應用的也較廣泛。

綠化屋面即在屋頂上種植樹木、花草來發揮植物的光合作用、蒸騰作用，實現生化能與熱能的轉變。1萬平方米的綠化種植屋頂能夠吸收0.75-0.8萬千克的二氧化碳，釋放出0.6萬千克的氧氣，1000萬平方米的綠化種植屋面更加可以使城市溫度降低20℃到3℃。綠化屋頂能夠積蓄雨水，減少雨水流失量。綠化屋頂的流失率相比普通屋面80%的雨水流失率僅為30%，同時，若是把這部分的雨水收集起來，就能夠作為簡易的生活用水。能夠利用植物的蒸騰作用，在夏季能降低建筑物溫度這是綠化屋面最重要的優點。

隨著“綠色建筑”和可持續發展這兩個概念近些年的飛速傳播和深入民心，市場上越來越多的綠色節能技術讓人應接不暇的同時也存在著魚龍混雜的現象。本論文通過研究夏熱冬冷地區建筑外環境、節水、圍護結構三方面的節能技術，因地制宜分析其技術適應性，根據不同的氣候環境和人文特征因地制宜的應用不同的節能技術，提高節能效率，促進綠色建筑發展。