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(duì)象，探討了公共建筑節(jié)能改造技術(shù)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(shù)和實(shí)施，通過(guò)現(xiàn)代化技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能、改善環(huán)境質(zhì)量的效果。

　　[摘要]隨著我國(guó)工業(yè)化、城鎮(zhèn)化建設(shè)的加快推進(jìn)，能源問(wèn)題日益凸顯，國(guó)家努力推進(jìn)節(jié)能減排工作，建筑節(jié)能是我國(guó)能源節(jié)約中的一個(gè)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(duì)象，針對(duì)既有公共建筑的設(shè)計(jì)現(xiàn)狀進(jìn)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(shù)以及具體的實(shí)施。

　　[關(guān)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(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)，然而，建筑業(yè)的快速發(fā)展導(dǎo)致了能源消耗及環(huán)境污染問(wèn)題的加劇。目前，我國(guó)經(jīng)濟(jì)已經(jīng)進(jìn)入轉(zhuǎn)型時(shí)期，以降低能源消耗和污染物的排放作為硬性指標(biāo)，構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)觀已成為主要趨勢(shì)。合理控制能源消耗量，提高能源利用效率，推動(dòng)建筑節(jié)能建設(shè)，不僅能降低能源消耗，而且能推動(dòng)建筑行業(yè)發(fā)展轉(zhuǎn)向綠色、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保，促進(jìn)建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展，為創(chuàng)建和諧社會(huì)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。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(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)公共建筑每年消耗了大量的能源，電能消耗就達(dá)到300KW•h/m2，很大一部分公共建筑并沒(méi)有考慮節(jié)能設(shè)計(jì)，因此，對(duì)既有建筑節(jié)能改造技術(shù)的研究成為了建筑節(jié)能的重點(diǎn)。對(duì)既有建筑進(jìn)行節(jié)能改造，不僅能夠提升建筑本身的質(zhì)量，而且能避免資源的浪費(fèi)。

　　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(jì)相對(duì)比較發(fā)達(dá)，空調(diào)是改善室內(nèi)熱環(huán)境的主要方式，是我國(guó)建筑耗能量較大的區(qū)域之一。由于我國(guó)的建筑節(jié)能工作剛剛起步，經(jīng)過(guò)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(dá)到我國(guó)公共建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的要求。根據(jù)發(fā)改委發(fā)布的《節(jié)能中長(zhǎng)期專項(xiàng)規(guī)劃》規(guī)定，對(duì)于新建的建筑物節(jié)能設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)要達(dá)到50%以上，目前，只有少數(shù)幾個(gè)城市達(dá)到了要求。公共建筑體量大、窗墻比高、用能復(fù)雜，屬于高能耗建筑，開(kāi)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(dá)到了25%以上，中小城市完成改造面積達(dá)到了10%左右。同時(shí)，我國(guó)頒布了《公共建筑節(jié)能改造技術(shù)規(guī)范》，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是我國(guó)公共建筑節(jié)能改造技術(shù)的行業(yè)規(guī)范，規(guī)定了公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)了我國(guó)建筑節(jié)能工作的發(fā)展。該項(xiàng)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(shí)也促進(jìn)了公共建筑節(jié)能改造技術(shù)的發(fā)展。

　　二、既有公共建筑節(jié)能改造技術(shù)

　　在夏熱冬冷地區(qū)對(duì)建筑物進(jìn)行節(jié)能改造，將有助于整棟樓體節(jié)能減排工作的進(jìn)行。既有公共建筑節(jié)能改造及優(yōu)化技術(shù)措施主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行。1.外墻節(jié)能改造技術(shù)在夏熱冬冷地區(qū)，外墻節(jié)能應(yīng)同時(shí)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(dǎo)致的傳熱損失。外墻改造技術(shù)主要是外墻外保溫改造技術(shù)和外墻內(nèi)保溫改造技術(shù)。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(kāi)展。曾有人提出改進(jìn)方案：對(duì)于墻體進(jìn)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(fù)荷;同時(shí)，在冬季由于這道保溫層，室內(nèi)的熱量很難透過(guò)墻體向外界環(huán)境釋放。總結(jié)上述方案，可以得出，外墻節(jié)能改造技術(shù)需要根據(jù)墻體的耗能特點(diǎn)來(lái)制定相應(yīng)的改造方案。外墻體的改造技術(shù)措施：外墻盡量使用淺色材質(zhì);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(hù)構(gòu)件;在墻體外側(cè)設(shè)置垂直通風(fēng)間層;對(duì)外墻進(jìn)行垂直綠化。外墻的節(jié)能改造要處理好冷熱橋問(wèn)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(hù)主體結(jié)構(gòu)，且不占室內(nèi)空間，便于實(shí)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(shù)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(yáng)輻射傳遞熱量，外窗可以阻擋一定的太陽(yáng)光，就會(huì)降低一些輻射熱。夏熱冬冷地區(qū)冬季時(shí)間比較短，夏季時(shí)間比較長(zhǎng)，輻射能力特別強(qiáng)，如果外窗選擇適當(dāng)，就會(huì)阻擋一定的熱量，起到節(jié)能的效果。目前，外窗的結(jié)構(gòu)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(shí)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(fēng)滲透，提高門(mén)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(shù)幾乎沒(méi)有改變?cè)薪ㄖ锝Y(jié)構(gòu)，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(shù)優(yōu)先考慮對(duì)外窗的節(jié)能改造。3.設(shè)備系統(tǒng)技術(shù)的改造夏熱冬冷地區(qū)既有公共建筑的設(shè)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(guò)以下方法進(jìn)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(fù)荷，省時(shí)省電;同時(shí)，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(guò)自然光照射減少照明系統(tǒng)的使用;通過(guò)特殊的設(shè)計(jì)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(yùn)營(yíng)管理優(yōu)化技術(shù)改善夏熱冬冷地區(qū)既有公共建筑內(nèi)的運(yùn)營(yíng)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(yùn)營(yíng)管理，提高設(shè)備的使用效率。其技術(shù)的優(yōu)化可以通過(guò)幾個(gè)方面：(1)在確保室內(nèi)陽(yáng)光照明度的前提下，將建筑物外圍的遮陽(yáng)裝置和室內(nèi)的照明裝置進(jìn)行智能連接，用這種連接的方式代替一部分的太陽(yáng)能裝置。(2)將室內(nèi)的照明系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)技術(shù)采用智能化管理，使其工作狀態(tài)處于自動(dòng)化狀態(tài)。通過(guò)智能化系統(tǒng)，對(duì)不同的區(qū)域設(shè)置不同的裝置，根據(jù)不同的狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)節(jié)。(3)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)技術(shù)。對(duì)空調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化管理系統(tǒng)，達(dá)到最優(yōu)化管理，其管理目標(biāo)是達(dá)到工作時(shí)間短、能源消耗最少，效果最佳。通過(guò)以上這三方面改善夏熱冬冷地區(qū)既有公共建筑運(yùn)營(yíng)管理方面的技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能化管理系統(tǒng)，將現(xiàn)代化技術(shù)應(yīng)用到人們的生活當(dāng)中，提升人們的生活品質(zhì)的同時(shí)，達(dá)到節(jié)能的效果，改善環(huán)境質(zhì)量。

　　三、既有公共建筑節(jié)能改造的實(shí)施

　　既有公共建筑節(jié)能改造按照經(jīng)濟(jì)節(jié)能、方便操作的原則，制定了實(shí)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(shí)施策略和節(jié)能改造后的評(píng)價(jià)。1.分析節(jié)能的現(xiàn)狀分析節(jié)能的現(xiàn)狀可以通過(guò)實(shí)地的調(diào)查、檢測(cè)和設(shè)備運(yùn)行的具體數(shù)據(jù)，找到建筑物能源耗費(fèi)量過(guò)大的原因，為建筑物的節(jié)能改造制定相關(guān)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(hù)結(jié)構(gòu)的狀況、空調(diào)系統(tǒng)等與建筑物相關(guān)的情況。對(duì)一些既有公共建筑進(jìn)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(duì)建筑物進(jìn)行節(jié)能檢測(cè)，主要涉及工程材料、工程實(shí)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(jié)果，對(duì)其進(jìn)行能耗模擬計(jì)算，計(jì)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(guān)準(zhǔn)則和充分的考慮到技術(shù)性、實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性，優(yōu)先選擇一些成本低、可操作性強(qiáng)的改造方案。3.建筑節(jié)能的具體實(shí)施建筑節(jié)能的具體實(shí)施也可以說(shuō)是建筑節(jié)能改造的施工階段，這段施工過(guò)程需要嚴(yán)格的按照相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，同時(shí)按照國(guó)家驗(yàn)收規(guī)定進(jìn)行驗(yàn)收，確保其節(jié)能改造符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。4.建筑節(jié)能的評(píng)估工作建筑節(jié)能的評(píng)估工作需要對(duì)其進(jìn)行模擬室內(nèi)外2.組織自然通風(fēng)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(fēng)的古老技術(shù)加強(qiáng)建筑的通風(fēng)散熱降溫，我省的傳統(tǒng)民居中往往通過(guò)穿堂風(fēng)、拐角風(fēng)等方式加強(qiáng)自然通風(fēng)。此外，濃縮江南人民智慧的結(jié)晶的天井在江西傳統(tǒng)民居中普遍運(yùn)用，其在房屋密集、建筑間距小的情形下形成煙囪效應(yīng)組織自然通風(fēng)，產(chǎn)生陰涼，解決南方悶熱氣溫的室溫問(wèn)題，同時(shí)解決民居中的遮陽(yáng)、采光和排水等問(wèn)題(圖2)。江西地區(qū)在解決住宅夏季炎熱、靜風(fēng)率高的納涼、通風(fēng)的問(wèn)題時(shí)，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(fēng)道即冷巷通風(fēng)，同時(shí)，運(yùn)用房屋間的陰影作用和室內(nèi)窄而高煙囪式的空間營(yíng)造陰涼效果，加強(qiáng)建筑的通風(fēng)，這是當(dāng)今建筑師值得借鑒與學(xué)習(xí)的有效組織自然通風(fēng)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(yáng)光在一年四季都從南方投射過(guò)來(lái)，江西民居朝向上大多坐北朝南，順應(yīng)夏季主導(dǎo)風(fēng)向迎風(fēng)納涼，冬季又能背風(fēng)接受太陽(yáng)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(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、開(kāi)間開(kāi)敞，房屋開(kāi)窗順應(yīng)于當(dāng)?shù)氐南募局鲗?dǎo)風(fēng)向，有利于夏季氣流暢通加強(qiáng)通風(fēng)效果、冬季聚熱。我們調(diào)研時(shí)發(fā)現(xiàn)江西傳統(tǒng)民居平面進(jìn)深都不大，一般不超過(guò)14m，即樓層高度的5倍左右，這樣有利于形成穿堂風(fēng)，達(dá)到較好的通風(fēng)效應(yīng)。L形平面建筑，往往使凹口部分朝向夏季主導(dǎo)風(fēng)，形成一個(gè)風(fēng)兜，兜住風(fēng)，使風(fēng)通往夏季主導(dǎo)風(fēng)向，加強(qiáng)自然通風(fēng)。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(shù)葉遮陽(yáng)和水體蒸發(fā)作用，調(diào)節(jié)建筑吸收的太陽(yáng)輻射量，減少室內(nèi)輻射熱，減少熱濕負(fù)荷，改變環(huán)境的熱濕平衡。同時(shí)，植物在冬季攔堵西北寒風(fēng)，或利用落葉樹(shù)枝間空隙吸收太陽(yáng)輻射熱量，促進(jìn)建筑保暖(圖4)。5.墻體保溫隔熱屬典型亞熱帶季風(fēng)氣候的江西地區(qū)雨水充沛、夏熱冬冷，建筑工匠經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)積累，采用了多種技術(shù)措施，使室內(nèi)盡可能夏季隔絕太陽(yáng)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(shí)心磚墻相比，導(dǎo)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(shí)心墻好，綠色環(huán)保、隔熱、隔音(圖5)。圖5民居空斗墻我國(guó)早在4000年前的仰韶文化時(shí)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(shí)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(jiǎn)單、無(wú)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(duì)太陽(yáng)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(jié)語(yǔ)

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

　　參考文獻(xiàn)

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　　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(duì)外公開(kāi)發(fā)行。是由重慶大學(xué)中國(guó)建設(shè)教育協(xié)會(huì)普通高等教育專業(yè)委員會(huì)主辦的建筑刊物。