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1、淺析夏熱冬暖地區(qū)中小學(xué)校教學(xué)樓建筑節(jié)能設(shè)計(jì)【摘 要】我國(guó)幅員遼闊，氣候復(fù)雜。各地進(jìn)行的節(jié)能減排運(yùn)動(dòng)如火如荼，節(jié)能措施也呈現(xiàn)出多樣化，新型化的局面。與此同時(shí)，不同地域、不同類(lèi)型建筑又存在著較大的地域差別。在實(shí)際工作中總結(jié)出夏熱冬暖地區(qū)中小學(xué)校教學(xué)樓這一特定建筑的節(jié)能要點(diǎn)，提出相同建筑類(lèi)型節(jié)能措施的推廣。針對(duì)本地的氣候條件，采取合理的節(jié)能措施。 【關(guān)鍵詞】夏熱冬暖；教學(xué)樓；建筑節(jié)能設(shè)計(jì)隨著我國(guó)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化的程度也在不斷的提升，建筑行業(yè)也得到了飛速的發(fā)展，而建筑能耗帶來(lái)的能源問(wèn)題日益突出，目前我國(guó)的建筑大多數(shù)都是高耗能建筑。數(shù)據(jù)表明，在我國(guó)，建筑能耗目前約占我國(guó)所有行業(yè)能源消耗2、總量的40%，并呈現(xiàn)加劇上升的態(tài)勢(shì)。在這種形勢(shì)下，節(jié)能就成為了擺在我們面前的重要課題，節(jié)能不僅能有效的減輕對(duì)國(guó)家對(duì)能源供應(yīng)的壓力，也能夠促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。而建筑節(jié)能是各種節(jié)能方式中最直接、最有效的途徑，也是執(zhí)行可持續(xù)發(fā)展的重要的一環(huán)，符合節(jié)約能源，保護(hù)生態(tài)環(huán)境的國(guó)策，更是目前全世界建筑發(fā)展的總趨勢(shì)。基于此，我國(guó)建筑的節(jié)能減排降耗形勢(shì)已迫在眉睫。改革開(kāi)放時(shí)期的那種粗放式的發(fā)展模式已完全受到制約。可持續(xù)發(fā)展在人們的生活中越來(lái)越受到重視，人們對(duì)建筑的節(jié)能減排也逐漸形成普遍共識(shí)。從氣候類(lèi)型上看，我國(guó)的夏熱冬暖地區(qū)屬于亞熱帶季風(fēng)氣候和熱帶季風(fēng)氣候；從地理位置上看，我國(guó)的夏熱冬暖地區(qū)是指位于北緯27以南3、，東經(jīng)97以東的地區(qū)，主要包括福建南部、廣東大部、廣西大部、臺(tái)灣、海南、香港和澳門(mén)等省級(jí)行政單位。該地區(qū)長(zhǎng)夏無(wú)冬，年平均氣溫較高，氣溫年較差和日較差都比較小。由于有海陸風(fēng)的調(diào)節(jié)，居民已習(xí)慣該地氣候，不感到悶熱。由于該地區(qū)太陽(yáng)輻射烈，日照較少，最冷月平均氣溫高于10，最熱月平均氣溫達(dá)到了25以上，降雨量大，相對(duì)濕度高，熱帶風(fēng)暴和臺(tái)風(fēng)頻繁光顧。針對(duì)夏熱冬暖地區(qū)特定的氣候特點(diǎn)，我們?cè)陂L(zhǎng)期實(shí)踐工作中總結(jié)出了一套針對(duì)中小學(xué)教學(xué)樓建筑的節(jié)能措施，并且發(fā)掘具體問(wèn)題中的有待改進(jìn)的問(wèn)題。夏熱冬暖地區(qū)的建筑要達(dá)到的基本要求是：針對(duì)該地區(qū)的氣候特征，夏季建筑物的設(shè)計(jì)要達(dá)到防熱、防雨、通風(fēng)的效果，而冬季的保溫可不予考4、慮。在結(jié)合當(dāng)?shù)叵臒岫臍夂蛱攸c(diǎn)，我們對(duì)中小學(xué)教學(xué)樓總結(jié)出如下的節(jié)能設(shè)計(jì)：1 教學(xué)樓樓址的選定教學(xué)樓的樓址的選定，應(yīng)該從校園的整體布局出發(fā)，使教學(xué)樓為整個(gè)校園增添色彩，還要考慮到教學(xué)樓的采光、通風(fēng)、防潮的因素。教學(xué)樓良好的采光、通風(fēng)及防潮要求會(huì)減低教學(xué)樓的能耗，要盡量多的借助外部環(huán)境來(lái)達(dá)到節(jié)能的初衷。如果教學(xué)樓樓址的選定不考慮這些因素，不僅會(huì)影響到學(xué)校的文化氛圍，也會(huì)使教學(xué)樓節(jié)能的效果無(wú)法實(shí)現(xiàn)。2 教學(xué)樓的朝向設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)教學(xué)樓的朝向設(shè)計(jì)可以達(dá)到節(jié)能的目的。在每年的4月份到9月份，該地區(qū)盛行東南風(fēng)和南風(fēng)，每天中午12點(diǎn)到下午16點(diǎn)，太陽(yáng)直射教學(xué)樓，此時(shí)建筑得熱率最高。因此，在設(shè)計(jì)中小學(xué)教學(xué)樓的方5、向時(shí)，既要考慮到教學(xué)樓的通風(fēng)條件，又要考慮到教學(xué)樓的太陽(yáng)西曬。結(jié)合我國(guó)所處的具體位置，相同建筑面積的建筑物，南北朝向比東西朝向節(jié)約能耗，因此在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)，要盡量把教學(xué)樓的朝向設(shè)計(jì)成南向、南偏東或南偏西少許角度。3 教學(xué)樓間距的設(shè)計(jì)在教學(xué)樓的設(shè)計(jì)時(shí)，也要考慮臨近建筑之間或教學(xué)樓本身兩個(gè)部位之間的距離，間距太小，不能達(dá)到采光、通風(fēng)、抗震等要求，不利于通風(fēng)，就會(huì)增加教學(xué)樓的能耗，而間距太大，又會(huì)不利于節(jié)約土地資源。在教學(xué)樓節(jié)能設(shè)計(jì)中，采光間距是決定樓間距的主要因素。采光間距的標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)于成排布局的教學(xué)樓，應(yīng)該滿足滿窗日照的要求，當(dāng)教學(xué)樓的朝向?yàn)檎蠒r(shí)，相鄰建筑的間距應(yīng)該是前面建筑的1.2到1.5倍6、，滿足這個(gè)采光要求的間距，通風(fēng)的條件也同時(shí)達(dá)到了。4 教學(xué)樓的體形系數(shù)設(shè)計(jì)教學(xué)樓的體形系數(shù)是指教學(xué)樓與室外大氣接觸的外表面積與其所包圍的體積的比值。外表面積中，不包括地面、樓梯間隔墻和戶門(mén)的面積。從此可以看出，如果建筑物的體積相同，體型系數(shù)越大，單位建筑空間的能耗就越高。數(shù)據(jù)表明，體型系數(shù)如果每增大0.01，能耗就增加2.5%左右，因此，為了達(dá)到減少能耗的目的，建筑體型系數(shù)最好設(shè)計(jì)在0.3以下。一般情況下，在選擇合理的體型系數(shù)方面主要采取下列方法：調(diào)整建筑面寬、調(diào)整進(jìn)深、調(diào)整建筑物的層數(shù)等。另外，建筑物的形體越復(fù)雜、越不規(guī)整，其體型系數(shù)就越大。因此，在建筑設(shè)計(jì)中要對(duì)建筑物各部位的尺寸進(jìn)行綜合考7、慮，有效降低體型系數(shù)，從而達(dá)到降低能耗的目的。5 屋面設(shè)計(jì)屋面設(shè)計(jì)是熱工節(jié)能的重點(diǎn)工程，特別是屋面和東、西外墻的傳熱系數(shù)K指在任何情況下都應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定性指標(biāo) 。針對(duì)教學(xué)樓屋頂導(dǎo)熱系數(shù)小及建筑的標(biāo)準(zhǔn)高的屋面，所采用的保溫材料應(yīng)該是密度小，而且傳熱系數(shù)小，這樣可以減輕屋面的重量，所以，夏熱冬暖地區(qū)的教學(xué)樓屋面可以選用聚苯乙烯泡沫塑料板等來(lái)作為保溫隔熱的材料。把隔熱體放在屋面外，使建筑擁有良好的保溫隔熱效果，也消除了“熱橋”效應(yīng)，還增加了教學(xué)樓的壽命。6 外圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)于教學(xué)樓的節(jié)能設(shè)計(jì)至關(guān)重要，可以采用淺色或光滑的裝飾材料作為外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的表面。這樣設(shè)計(jì)，可以降低外墻對(duì)太陽(yáng)熱量的8、吸收量，在選用結(jié)構(gòu)的材料和形式時(shí)，要充分考慮到材料的導(dǎo)熱系數(shù)，加大熱惰性的指標(biāo)。比如，教學(xué)樓的屋頂可以設(shè)計(jì)成花園屋頂?shù)榷喾N形式。7 外門(mén)窗及遮陽(yáng)設(shè)計(jì)外窗是教學(xué)樓能耗散失的最薄弱的部位。當(dāng)門(mén)窗設(shè)計(jì)的面積比較大，其不恰當(dāng)?shù)谋壤龝?huì)導(dǎo)致能耗增加，室溫過(guò)高，就會(huì)加大空調(diào)的能耗。而實(shí)際情況是部分偏遠(yuǎn)落后地區(qū)由于經(jīng)濟(jì)原因，許多中小學(xué)生日常使用最頻繁的教學(xué)樓夏日都無(wú)法安裝制冷設(shè)備，因此，自然條件的應(yīng)用就很重要了，由于教學(xué)樓日常使用中外門(mén)窗經(jīng)常是保持常開(kāi)狀態(tài)，通風(fēng)成為建筑使用時(shí)采取的重要而有效的手段。外門(mén)窗設(shè)計(jì)主要考慮如何減少傳熱量、減少太陽(yáng)能輻射等方面的問(wèn)題。減少傳熱量是為了避免教室內(nèi)外溫差過(guò)大而引起的熱量傳9、遞導(dǎo)致能耗過(guò)大，所以要盡可能減小窗戶的傳熱系數(shù)，比如，可以使用中空玻璃窗或者采用單框雙層玻璃窗等設(shè)計(jì)方法。夏熱冬暖地區(qū)太陽(yáng)能輻射相當(dāng)強(qiáng)烈，為避免太陽(yáng)強(qiáng)烈的輻射給制冷制備帶來(lái)過(guò)多的能源耗能，要選擇傳熱性能較低、熱反射效果好的玻璃來(lái)達(dá)到節(jié)約能效的目的。大面積的透明玻璃窗外形美觀大方，室內(nèi)明亮，但是在夏季，太陽(yáng)輻射會(huì)大量的進(jìn)入窗戶。為了達(dá)到節(jié)約能源的目的，需要我們認(rèn)真做好教學(xué)樓的遮陽(yáng)設(shè)計(jì)，做好了外窗的遮陽(yáng)設(shè)計(jì)，就可以大大降低教學(xué)樓的能源消耗。針對(duì)夏熱東暖地區(qū)夏季炎熱的氣候特點(diǎn)，夏季太陽(yáng)高度角最高，輻射量最大，在南向或接近南向的外窗上設(shè)計(jì)水平遮陽(yáng)板的方法最實(shí)用，通過(guò)設(shè)置水平遮陽(yáng)板可以達(dá)到阻止太陽(yáng)光透過(guò)10、外窗過(guò)度進(jìn)入室內(nèi)的效果。建筑若為了單純追求外形的美觀，采用全玻璃幕墻，是極錯(cuò)誤的想法，這是因?yàn)槿Ａ粔哂蟹垂夂臀鼰岬奶攸c(diǎn)，會(huì)造成建筑能源消耗過(guò)高，玻璃幕墻建筑能耗是普通建筑的4倍，也會(huì)產(chǎn)生大量的光污染，這些光污染會(huì)直接影響人們的健康。綜上所述，夏熱冬暖地區(qū)中小學(xué)教學(xué)樓建筑節(jié)能設(shè)計(jì)，既要考慮到教學(xué)樓大開(kāi)窗和常開(kāi)門(mén)的特點(diǎn)，也要考慮到地區(qū)經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)實(shí)情況，針對(duì)不同的地區(qū)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀，應(yīng)該采取不同的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)，才能因地制宜，使節(jié)能設(shè)計(jì)更具有實(shí)際操作性。中小學(xué)教學(xué)樓建筑節(jié)能要根據(jù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而逐步提高，把工作做得更加具體，使得建筑節(jié)能真正地體現(xiàn)它實(shí)際的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益及社會(huì)效益。參考文獻(xiàn)1楊善勤.建筑節(jié)能.中國(guó)建筑工業(yè)出版社19992黃振利.外墻保溫應(yīng)用技術(shù).中國(guó)建筑工業(yè)出版社20053詹慶旋.建筑光環(huán)境.清華大學(xué)出版社19884公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB50189-20055張磊孟慶林.華南理工大學(xué)人文館屋頂空間遮陽(yáng)設(shè)計(jì).建筑學(xué)報(bào)20046張甫仁.基于綜合降荷的住宅建筑窗水平遮陽(yáng)方式優(yōu)化設(shè)計(jì).太陽(yáng)能學(xué)報(bào)2008注釋引自民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)1995