夏熱冬冷地區居住建筑節能技術適用性分析

謝竺

（烏魯木齊職業大學，新疆 烏魯木齊 830000）

在我國，能源短缺問題已經成為制約經濟進一步增長的重要因素之一，在世界范圍內，這也是一個不容忽視的重要問題。我國雖蘊藏著大量能源，但人均資源的占有率卻低于世界平均水平的一半。因此，每年都需要消耗大量材料和能源的建筑行業應當做出表率，積極引入節能技術，降低能耗。在選擇施工技術時，應關注氣候特點，善于利用自然的變化規律，本文以我國廣泛存在的夏熱冬冷地區為研究對象，詳細分析了居住建筑節能技術的適用性。

1 夏熱冬冷地區簡介

1.1 氣候特征

我國南北跨度較大，因此，各地氣候因素差異性大，在建筑行業，氣候因素是影響施工質量的重要因素，同樣也是決定施工技術選擇的根本原因，廣大建筑學者將我國分為多個氣候區，其中夏熱冬冷地區占據了相當大的一部分，并且是我國人口較為密集、經濟十分發達的地區。

其氣候特征為：在全年最冷月份平均氣溫大約在0～10℃，全年最熱月份平均溫度在25～30℃，全年有0～90天中的日平均氣溫小于等于5℃，且有大約49～110天日平均氣溫大于等于25℃。在夏熱冬冷地區，夏季氣候悶熱，而冬季則潮濕、寒冷，氣溫日較差小，一年之中降雨量很大，集中在夏季或者春末夏初，其包含的長江中下游地區在春夏之交恰逢梅雨天氣，長時間陰天，并有突發性強降雨。沿海地帶和長江中下游地區的夏秋兩季經常遭受臺風襲擊，也容易受到來自熱帶的風暴影響，經常出現大風和暴雨等極端天氣。

1.2 分布

夏熱冬冷地區在我國主要指的是長江中下游地區和周圍的沿海地區，包括兩湖、安徽、浙江、江西省全部區域，以及部分四川、貴州、江蘇、河南等省，并包含上海市和重慶市。

1.3 對建筑的要求

在夏熱冬冷地區，建筑物必須能夠在炎熱的夏季通風、降溫、隔熱，在冬季則具備保溫、采暖功能，避免室內溫度過低。此外，其采光和通風性能必須較好，但在夏季，需要具備防曬功能，并能夠滿足防雨防潮、避雷擊、防洪等的要求，此外，還要有優良的防風抗震性能，尤其是高層建筑，要保證安全性。在夏季施工時，還需采取一定的防高溫和防暴雨措施。

2 結構與位置設計

2.1 朝向

我國夏熱冬冷地區多為經濟發達、改革開放程度較深地區，其住宅的建設一般不太講究朝向，有一部分為傳統的坐北朝南向，也有許多為東西向，或者受到周邊地形、道路走向或者其他建筑等的影響，朝向不確定，而朝向是影響住宅室內的熱環境的重要因素，也因此會對能耗造成較大作用。在選擇住宅朝向時，應當綜合考慮多方面因素，例如，太陽光的輻射、采光與通風條件等。在靠近北方寒冷地帶的城市，應當注重冬季采暖，盡量控制建筑朝向，方便冬季的采光和獲得太陽輻射；而在靠南的地區，夏季氣候炎熱潮濕，選擇朝向時，既要考慮采光，又必須保證通風。在夏熱冬冷地區，夏季一般為東南風，冬季多為北風，因此，建筑朝向應當遵循主導風向原則，設計時，應盡量使住宅縱軸垂直于東南方向。若考慮太陽輻射，面向南方會增加冬季太陽輻射總量，夏季南向則能夠減少太陽輻射，因此，在布置建筑時，應盡量將朝向控制在南偏西或者偏東5°～15°范圍，總體上盡量控制在南偏西30°到南偏東30°，能夠在冬季獲得較好的采光效果、在夏季通風避光。

2.2 平面布置

在平面布局設計方面，也應當滿足生產生活的需要，并提高建筑舒適度，起到節能效果。科學的建筑設計應當將生活區和生產區進行分割，并盡量利用自然能源，尤其是平房和獨立宅院的設計，應將衛生間和住宅進行分離，設計樓房時，也應當讓衛生間與辦公、生活區域隔開。布置住宅平面時，可以充分利用風壓、熱壓，在夏季利用穿堂風來降低室內溫度，并帶走多余水汽。主要功能房間例如臥室和客廳，應當布置在南邊向陽面，兼顧采光與寒冷天氣的采暖，而諸如廚房、儲藏間和其它輔助性的功能房間，則應設置在北邊，利用溫度阻尼區來減少住宅的能量損失，從而起到節能效果。

3 圍護結構的節能技術

3.1 保溫外墻

在我國長江中下游地區，無論是夏季還是冬季，墻體的圍護結構兩側溫差都不大，因此，室內安裝的空調負荷基本上不會受到墻體圍護結構保溫的影響，在實際施工時，應盡量選擇墻體保溫節能施工技術，減少能耗。如今常用的技術有：

（1）抹灰施工。在保溫外墻施工中，在輕骨料中添加一定數量的水泥、石灰和石膏，在合理添加外摻劑，將混合材料用于調配保溫砂漿，并用于保溫層的噴涂施工。噴涂前，應注意控制施工環境，做好基層的清理工作，避免遺留雜質影響施工質量，并要提前做好干燥處理，噴涂時，則應保證涂層厚度，均勻、連續噴涂，確保保溫效果，同時，避免增加材料用量。

（2）干掛施工。干掛施工乃是一種新興的施工技術，它是使用金屬掛件直接將石材吊掛，固定在建筑物上，可省去灌漿粘貼的步驟，大幅降低施工成本。在采用干掛施工時，必須考慮到周圍環境因素，尤其是風力、溫度，以及氣體成分和腐蝕性，并嚴格根據我國相應的施工要求進行整個過程，注重細節，保證墻體穩固性。此外，應做好防水措施，避免金屬遭受腐蝕。

（3）粘貼施工。粘貼施工指的是使用聚合物水泥漿和其它化學物質，采用膨脹螺絲連接外層鋼絲網水泥砂漿粉刷層和墻體，能夠充分利用太陽能和地熱能來進行施工，減少能耗，具有便捷、綠色、節能等多種優勢，成本較低。施工時，應注重基層處理，采用膨脹止水條來封堵拉絲桿所留洞，并使用膨脹劑和細石砼封堵外墻腳的手眼洞，抹灰時，應當采用懸掛鋼絲網的方式避免開裂。此外，應當將基體表面的雜質，例如，灰漿、膠等清理干凈，并提前做好灑水潤濕，嚴格控制基層的含水率，一般在15%～25%即可，若在降雨天氣，還可適當降低。在抹找平層時，應當先在底層使用比例為1：3的水泥砂漿抹灰，根據實際施工情況控制厚度，一般在7毫米為宜，當第一遍抹灰漸干、達到六七成后，再使用1：2.5的水泥砂漿涂抹，厚度一般在6毫米。從整體上來說，找平層的厚度應當控制在20毫米內，若超出該數值，則需要掛鋼絲網加固，避免其脫落。為避免滲水、透風等問題，還應當注重伸縮縫的構建，粘貼面磚時，應當遵循由上而下的分段粘貼方式，而每一段則應當從下向上粘貼。勾縫時，應保證連續施工，勾縫平直光滑，沒有裂紋和空鼓等現象，并控制縫深，一般以3mm為宜，按照先水平后豎直的順序進行施工。勾縫后大約四小時，還應當分別使用棉紗、草酸水溶液、清水分別進行三次清潔，最后，則應做好外墻面磚養護工作。

3.2 窗戶

窗戶部分乃是建筑外圍護結構中較為脆弱的部分，也是保溫性能的薄弱環節，通過窗戶散失的熱量，占據建筑物總熱量損失的三成左右，因此，窗戶面積和位置等都會對建筑能耗造成很大影響。過去我國建筑物中多使用單層金屬窗，其導熱性強，熱量損失嚴重，有些設計者為增加采光面積和獲得更加開闊的視野，吸引消費者，直接增大窗戶面積，為建筑采暖帶來較大麻煩，并增加了空調能耗。若想獲得較好的節能效果，應嚴格計算窗墻比值，并控制窗戶面積，一般南邊窗戶肩負著采光和采暖的重任，窗墻面積比值小于0.35為宜，而北邊窗墻面積比應在0.25以下，避免與南邊窗戶面積差異過大影響穿堂風的形成。為避免夏季太陽輻射過于嚴重，應控制東西方向的窗墻面積比值在0.3以下。窗框應選擇保溫隔熱性能較好的塑料材料，避免其在冬季散熱過快，玻璃則應當選擇具有較好保溫性能的材料或者雙玻窗，在施工時，要做好窗框邊緣的密封工作，提高氣密性。

3.3 屋面

屋面所占的總面積雖然遠低于墻體，但也是熱量損失的一大重要途徑，通過屋面散失的熱量，大約占據房屋總能耗的1/10左右，由于其位置特殊，直接全面接受太陽輻射，因此，其保溫性能對于建筑頂層的影響十分明顯，過去常用的現澆鋼筋混凝土平屋面保溫效果較差，傳熱系數較高，容易導致熱量散失，若不構建隔熱層，會導致頂層冬季溫度過低。為解決此類問題，應選擇帶有一定坡度的屋面，并在屋面閣樓部分設置通風口，利用可調節百葉窗調控溫度。另外，可以在通風隔層使用保溫材料提高屋面保溫性能。若必須使用平屋面，則應當增加保溫層，并做好綠化工作，起到保溫節能效果。

4 結語

如今我國的節能減排、可持續發展理念不斷貫徹落實，逐漸深入人心，在夏熱冬冷地區采用節能技術，能夠大大降低建筑物的能耗，并提高居住舒適度，為居民帶來更加美好的環境，提高生活質量。