夏热冬暖地区建筑节能设计的探讨

谢剑波

摘要：我国建筑用能已超过全国能源消费总量的1/4，并将随着人民生活水平的提高逐步增加到1/3以上。夏热冬暖地区处于我国改革开放的最前沿，地区经济发展迅速，其中特别以珠江三角洲地区最为发达。探讨夏热冬暖地区建筑节能设计对贯彻国家节约能源，保护环境，改善建筑热环境的政策具要重要意义。文章结合笔者的工作实践，针对夏热冬暖地区建筑节能设计进行了分析与研究，以供大家参考借鉴。

关键词：夏热冬暖地区；节能设计；节能措施

1引言

夏热冬暖地区位于我国南部，在北纬27°以南，东经97°以东，包括海南全境，广东大部，广西大部，福建南部，云南小部分，以及香港、澳门与台湾。近年来，随着社会经济的快速发展，夏热冬暖地区建筑工程日益增多，特别是沿海一带及珠江三角洲地区最为迅速。

2003年以来，国家及地方陆续发布了多个建筑节能设计标准规范，对夏热冬暖地区建筑节能设计、施工图审查、工程监理、工程验收等提供了执行的标准。在实施过程中，如何结合功能需求、技术条件、市场环境等因素综合考虑，安全可靠、经济合理的进行建筑节能设计，对实现节能减排目标具有重要意义。

2夏热冬暖地区建筑节能设计的基本原则

2.1夏热冬暖地区的南北分区

夏热冬暖地区划分为南北两区。北区内建筑节能设计主要考虑夏季空调，兼顾冬季采暖。南区内建筑节能设计考虑夏季空调，可不考虑冬季采暖。

2.2总体规划

在总体规划时，根据夏季主导风向进行建筑小区的规划，采用合理的布局、朝向、间距和适当的架空层有利于总体的自然通风降温。合理布置绿化、水域、凉亭遮阳及透水硬地，以改善热环境。

2.3建筑平面布置

建筑平面布置需结合外门洞口位置、房门、通道等组织好穿堂风。主要功能用房的采光及通风的强化具有更直接的节能意义，如住宅的客厅、办公楼的开放办公区、商场的门厅及交通部位等等。通过合理的通风设计，降低过渡季节时的空调使用率可以起到直接的节能效果。

2.4外围护结构

外墙、屋顶、外窗、幕墙等外围护结构均采用保温和隔热性能较优的节能产品，以提高建筑节能效果。利用立面造型、阳台、外廊等做为外遮阳也有较好的节能效果。

2.5其它措施

空调和给供水设备系统的变频控制、空调末端的灵活组合、低能耗电器元件的选用、太阳能技术的应用等均可以起到节能的作用。

3节能设计中一些具体措施的控讨

3.1半地下车库

随着汽车拥有率的提高，地下车库已经成为建设项目的必须配置。利用下沉广场、通风采光井、还有车库的汽车坡道，可减少地下室机械通风和白天照明的能耗。有条件的项目可根据地形设置半地下室，也有利于地下室的自然采光和通风。某商住项目，考虑项目沿街商铺经济价值较高，设计时将场地东、南、西三侧沿街设置商铺；南侧设两地下车库出入口，场地中间结合小区绿化设置采光通风井，北侧利用场地高差设置采光通风井，达到了较好的采光通风效果。同时，因为采用了半地下室，基坑深度的减少和汽车出入口坡道的缩短也起到了降低工程造价的作用。

3.2架空层

底层架空的处理手法是现代建筑的特征之一，它在建设设计中的作用不仅仅增加了自然通风降温。架空层布置对争取基地面积的有效使用，缓解入口处各种矛盾等均有作用。它把城市的道路、广场和建筑有机地结合在一起，形成通透的、公共的开放空间，给市民以小憩之地。同时还可以起到改善人流、视觉拥挤的状况。用地非常紧张的情况下，设置架空层可以避免建筑主体对城市空间的被迫后退。这种入口后退架开的处理不仅空间层次丰富而且给人的印象也深刻，并有可能在建筑的形体设计、空间组织等方面形成新颖的构思，深圳万科中心就是其中的代表。广东各地对架空层均有鼓励的条例，如珠海就规定150平方米以上作为公共休闲、通道、绿化等非经营性公共开敞空间的架空层建筑面积不计入地块容积率。

3.3外墙及屋顶

夏热冬暖地区，外围护结构的自保温隔热体系逐渐成为一大趋势。如加气混凝土、页岩多孔砖、陶粒混凝土空心砌块、自隔热砌块等材料的应用越来越广泛。这类砌块本身就能满足相关规范的规定性指标要求，同时也符合国家墙改政策。同时，随着高效绝热材料的普遍使用，夏热冬暖地区屋顶隔热性能也获得了极大改善。但是，对东西墙面及建筑顶层的用房而言，室内热环境及能耗水平相对其他用房仍显较差。采用浅色外墙及屋顶饰面在实际项目节能设计中应用较多。以珠海地区建筑东西面20厘米厚的混凝土剪力墙为例，用太阳辐射系数ρ为0.6的普通外墙饰面计算，内表面温度隔热计算超过35.60℃的规范要求；如采用浅色涂料或面砖，ρ值采到0.5左右，则可满足。实际上某些反光面饰材（如铝板等），ρ值比0.5还要低。对外墙有非浅色要求的项目，东西墙需要通过外墙保温来解决：一是不得不采取措施以保证外墙材料的耐久性和安全不脱落，二是为外保温或内保温支付相应的工程造价。

3.4建筑物体形系数

体型系数即建筑物外表面与其外围体积的比值。建筑物的单体设计时降低体型系数，减少建筑物外表面积，减少平面凹凸，降低层高，加大房屋进深等措施均可取到节能的效果，但是建筑物体形系数不是越小越好。如夏热冬暖地区的住宅设计，考虑自然通风的要求，通常建筑有较高的“通透性”要求，建筑平面设计较为复杂，体形系数比较大。又如圆形或椭圆形的高层公建，虽然有效的控制了体形系数，但弧形的外墙墙体却需要在提高场地利用率、功能房间的形状及室内家具布置等方面需要进行更细致的推敲。有必要适当控制建筑物体型系数，但不能牺牲建筑立面效果和损害建筑的使用功能。

3.5住宅户型设计

随着城市住宅用地的减少，地块的容积率控制指标越来越高，也为住宅的户型设计带来了新的要求。一梯三户的“品”字型和一梯四户蝶型的塔式住宅在设计时能做到户户南北通，既有利于自然通风采光，也比较受买家欢迎。但在容积率较高的地块，加上地块形状、绿化面積、景观设计的影响，常常需要做一梯四户“工”字型的塔楼。“工“字塔楼设计时如不注意，很容易造成南向户型热卖，北向户型冷清的局面。

3.6外窗面积

普通窗户的保温隔热性能比外墙差很多，而且夏季白天太阳辐射还可以通过窗户直接进入室内。一般说来，窗墙面积比越大，建筑物的能耗也越大。目前，公建设计避免“玻璃盒子”已形成共识，但在住宅设计中，窗户面积仍然越做越大。夏热冬暖地区住宅强烈的通风采光需求，小区景观的品质提升让飘窗、落地窗成为高品质楼盘的标准配置。控制开窗面积造成的能耗增加，一是要把大窗开在关键的部位，一是加大对节能门窗的使用。

3.7光伏建筑一体化、太阳能风灯互补路灯及太阳能-热泵热水系统

珠海高栏港某工程，场地位于海边山顶，地势平坦，建筑屋体积小，太阳能及风能资源丰富，结合现状情况，项目采用了光伏建筑一体化、太阳能风灯互补路灯及太阳能-热泵热水系统等节能技术。办公楼屋顶安装1280块光伏组件，发电总功率为300.8KW，可满足整栋大楼约37%的用电需求。场区道路照明设计采用69盏风光互补路灯，既解决了传统路灯供电线路成本及市电电能的损耗，又充分利用了自然资源，节能低碳。太阳能-热泵热水系统是将太阳能和空气热能结合，晴天利用太阳能加热，阴雨天利用热泵辅助，该系统解决了宿舍热水用水。夏热冬暖地区太阳能、风能资源丰富，充分利用这些资源是实现建筑节能的可行措施。

4 结语

随着人们环境意识的逐步提升，建筑节能设计将越来越受大家的关注和投入，相应的节能技术将日趋完善。但夏热冬暖地区开展的建筑节能设计仍有很大的提升空间，新建建筑围护结构热工性能仍然不尽人意。目前，夏热冬暖地区正在大规模建造建筑，相关节能技术、节能措施的推广和应用刻不容缓。综合考虑安全耐久、经济合理、保护环境，充分利用资源等要求，因地制宜的推进节能设计工作开展是我们这一代建筑设计师的共同使命。