建筑論文征稿夏熱冬冷地區公共建筑節能改造研究

　　這篇建筑論文征稿發表了熱冬冷地區公共建筑節能改造研究，論文以夏熱冬冷地區建筑為研究對象，探討了公共建筑節能改造技術的具體措施，首先分析了公共建筑節能的現狀，包括建筑節能改造技術和實施，通過現代化技術實現節能、改善環境質量的效果。

　　[摘要]隨著我國工業化、城鎮化建設的加快推進，能源問題日益凸顯，國家努力推進節能減排工作，建筑節能是我國能源節約中的一個重要組成部分。本文以夏熱冬冷地區既有公共建筑為研究對象，針對既有公共建筑的設計現狀進行了分析，從不同方面探討了夏熱冬冷地區既有公共建筑節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,既有公共建筑,節能優化改造

　　建筑行業是我國國民經濟發展的重要產業，然而，建筑業的快速發展導致了能源消耗及環境污染問題的加劇。目前，我國經濟已經進入轉型時期，以降低能源消耗和污染物的排放作為硬性指標，構建可持續發展的生態觀已成為主要趨勢。合理控制能源消耗量，提高能源利用效率，推動建筑節能建設，不僅能降低能源消耗，而且能推動建筑行業發展轉向綠色、經濟、環保，促進建筑行業可持續發展，為創建和諧社會做出應有的貢獻。既有公共建筑的節能優化改造是建筑節能中非常重要的一部分。相關數據顯示，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能設計，因此，對既有建筑節能改造技術的研究成為了建筑節能的重點。對既有建筑進行節能改造，不僅能夠提升建筑本身的質量，而且能避免資源的浪費。

　　一、夏熱冬冷地區既有公共建筑節能的現狀

　　夏熱冬冷地區位于南方偏多，經濟相對比較發達，空調是改善室內熱環境的主要方式，是我國建筑耗能量較大的區域之一。由于我國的建筑節能工作剛剛起步，經過多方工作的努力，雖然已經取得了很好的成效，但是仍然未能達到我國公共建筑節能標準的要求。根據發改委發布的《節能中長期專項規劃》規定，對于新建的建筑物節能設計的標準要達到50%以上，目前，只有少數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能改造工作，在大城市完成改造面積已經達到了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《公共建筑節能改造技術規范》，這個標準是我國公共建筑節能改造技術的行業規范，規定了公共建筑節能設計的相關標準，促進了我國建筑節能工作的發展。該項規定的頒布不僅為既有公共建筑節能改造提供依據，同時也促進了公共建筑節能改造技術的發展。

　　二、既有公共建筑節能改造技術

　　在夏熱冬冷地區對建筑物進行節能改造，將有助于整棟樓體節能減排工作的進行。既有公共建筑節能改造及優化技術措施主要從以下幾個方面進行。1.外墻節能改造技術在夏熱冬冷地區，外墻節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保溫改造技術。由于夏熱冬冷地區墻體的傳熱阻力非常小，更加有利于建筑物節能工作的開展。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，從而減少夏季空調負荷;同時，在冬季由于這道保溫層，室內的熱量很難透過墻體向外界環境釋放。總結上述方案，可以得出，外墻節能改造技術需要根據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，可避免產生熱橋，保護主體結構，且不占室內空間，便于實行建筑節能改造。外墻內保溫需采用較高熱阻和熱穩定性的墻體材料。2.外窗節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，很難滿足節能的要求，在夏天的時候，造成空調能耗量的增大。因此，在外窗節能改造方面，可以采取的措施：(1)控制窗墻比，窗的傳熱系數一般大于外墻，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，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，夏熱冬冷地區既有公共建筑節能技術優先考慮對外窗的節能改造。3.設備系統技術的改造夏熱冬冷地區既有公共建筑的設備系統主要包括兩大方面，分別為空調系統和照明系統。既有公共建筑中空調系統可以通過以下方法進行改造：采用蓄冰式空調系統，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，采暖空調可選用分散式空調系統，更加有利于節能散熱。既有公共建筑中照明系統的改造可以分為以下幾種：在保證室內亮度的前提下，選用節能燈代替原有的燈具;白天通過自然光照射減少照明系統的使用;通過特殊的設計合理的安排照明的位置，優化照明系統，使其照明效果不變。4.運營管理優化技術改善夏熱冬冷地區既有公共建筑內的運營管理優化，可以降低能源的消耗，使用智能化的管理系統，將能夠最大化的優化運營管理，提高設備的使用效率。其技術的優化可以通過幾個方面：(1)在確保室內陽光照明度的前提下，將建筑物外圍的遮陽裝置和室內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)將室內的照明系統的運營技術采用智能化管理，使其工作狀態處于自動化狀態。通過智能化系統，對不同的區域設置不同的裝置，根據不同的狀態進行自動化調節。(3)空調系統的運營技術。對空調系統實現智能化管理系統，達到最優化管理，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既有公共建筑運營管理方面的技術實現智能化管理系統，將現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，達到節能的效果，改善環境質量。

　　三、既有公共建筑節能改造的實施

　　既有公共建筑節能改造按照經濟節能、方便操作的原則，制定了實施的步驟：分析建筑物節能的現狀、制定適宜的方案、節能改造的實施策略和節能改造后的評價。1.分析節能的現狀分析節能的現狀可以通過實地的調查、檢測和設備運行的具體數據，找到建筑物能源耗費量過大的原因，為建筑物的節能改造制定相關的方案。分析節能現狀主要包括建筑物能源的消耗狀況、圍護結構的狀況、空調系統等與建筑物相關的情況。對一些既有公共建筑進行調研，分析其具體情況。既有公共建筑節能現狀的分析中最重要的是對建筑物進行節能檢測，主要涉及工程材料、工程實體和工程環境。2.制定節能改造的方案建筑節能分析完成后，按照分析的結果，對其進行能耗模擬計算，計算出節能的效果，從而確定節能改造方案。節能改造方案要遵守節能改造的相關準則和充分的考慮到技術性、實用性和經濟性，優先選擇一些成本低、可操作性強的改造方案。3.建筑節能的具體實施建筑節能的具體實施也可以說是建筑節能改造的施工階段，這段施工過程需要嚴格的按照相關規范、標準進行，同時按照國家驗收規定進行驗收，確保其節能改造符合國家標準。4.建筑節能的評估工作建筑節能的評估工作需要對其進行模擬室內外2.組織自然通風與現代一些耗能能源的建筑依賴空調制冷系統不同，江西傳統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，房屋開窗順應于當地的夏季主導風向，有利于夏季氣流暢通加強通風效果、冬季聚熱。我們調研時發現江西傳統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.改善建筑室外熱環境江西民居常利用室外綠化和水體改善室外熱環境，在夏季利用植物樹葉遮陽和水體蒸發作用，調節建筑吸收的太陽輻射量，減少室內輻射熱，減少熱濕負荷，改變環境的熱濕平衡。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雨水充沛、夏熱冬冷，建筑工匠經過長期的經驗積累，采用了多種技術措施，使室內盡可能夏季隔絕太陽輻射熱、冬天溫暖隔冷。江西傳統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，與現在的實心磚墻相比，導熱系數小很多，保溫隔熱較好;此外，有的民居在空斗墻的空心部分填土，綜合性能比現在的實心墻好，綠色環保、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造冬暖夏涼居住環境。在江西傳統民居中，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。這些是一種傳統的天然建筑材料，取材方便、加工簡單、無污染、綠色環保、調節室內濕度、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，從而降低室內溫度。

　　四、結語

　　以上是針對江西傳統民居節能設計策略的分析與總結，希望在國家大力發展綠色可持續建筑的同時能給建筑師的建筑創作、開拓創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標準.GB50176—93，民用建筑熱工設計規范[S].

　　作者：李丹 何韶瑤 趙磊兵

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