夏热冬冷地区建筑围护结构节能技术对办公建筑能耗的影响

张青莉　余伟

摘 要：文章主要分析中国夏热冬冷地区办公建筑的能源消耗，为了找到多种围护结构节能技术对办公建筑能耗的影响。

关键词：夏热冬冷；围护结构；节能技术；办公建筑

中图分类号：TU111.4 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）30-0066-02

1 建筑节能

近年来能源短缺问题受到了普遍关注。中国的国情决定了它是个能耗大国，且办公数量最多，办公建筑是公共建筑中的能耗大户，由2014年中国统计年鉴可知建筑业能耗所占比例也在逐年增大，因此建筑节能水平的改善更显得尤其重要。我国夏热冬冷地区属于非集中供热区域，在过去很长一段时间里，该地区的建筑节能设计目标主要是解决建筑保温的问题，适当的考虑隔热。该地区建筑节能的各个环节都还非常薄弱的。因此，办公建筑的各项节能工作在该地区进一步展开显得尤其重要。本文主要通过分析我国夏热冬冷地区办公建筑的能源消耗，根据分析结果更加明确的对办公建筑的围护结构（建筑物外墙、屋顶、外门窗等等）提出建筑节能的设计措施，从而作为节能设计的参考。

2 现有公共建筑在夏热冬冷地区的能源消耗现状

根据李建等对安徽省城镇2006年现有民用建筑能耗的调查和李永存等2008年对浙江省现有公共建筑能耗调查结果表明夏热冬冷地区现有的大型公共建筑能耗过高已经成为一个事实，而导致现有公共建筑高能源消耗的最根本原因就是该建筑围护结构的节能措施没有落实到位。

《公共建筑节能设计标准》指出：公共建筑的节能任务主要由建筑围护结构、空调设备和照明设备等三个方面的节能来承担。由于本文主要研究的是建筑围护结构在夏热冬冷地区对建筑能源消耗的影响，因此只讨论通过建筑围护结构的光线辐射、热交换和空气交换对建筑的空调和采暖能耗的影响因素。

在我国夏热冬冷地区，建筑的总得热和总失热分别由以下几部分构成，见表1。由此可知为了使室温保持稳定就必须要维持建筑物总得热和总失热的平衡。即：冬季建筑物必须获取热量；夏季恰好相反，且室内空调制冷量应等于建筑围护结构传热的热量与透过门窗缝隙空气渗透得热量之和。

3 夏热冬冷地区现有公共建筑的围护结构节能技术 对建筑能源消耗的影响

夏热冬冷地区由于涉及四个自身因素（夏季隔热、冬季保温和过渡季节的除湿及自然通风），该地区的建筑热过程区别于寒冷的北部地区以及热带地区。因此在该地区进行围护结构热工设计的时候要参照其气候特点，考虑自然通风条件下建筑热湿过程的双向传递和冬夏季不同方向的热传递。

3.1 夏热冬冷地区外墙的节能技术措施及其对办公建筑 能耗的影响

寒冷地区建筑物的保温性能主要是由外墙的热特性以及围护结构内外表面与室内外空气的换热状况决定的，从而表明提高外墙保温性能的主要措施就是减小围护结构的传热系数。

建筑节能的关键部位是建筑外墙由于它负责建筑立面上的能量存储和传递。外墙主要是在保温和隔热性能两方面实现建筑节能，墙体保温一般有内外保温和墙体保温三种形式，墙体隔热能力的提高一般是通过采用各种保温材料来增强墙体热阻实现的。以上所说，办公建筑外墙节能技术的运用可以大大降低外界气温对室内热环境的影响，进而达到降低建筑能源消耗的目的。在今后的办公建筑围护结构节能设计中，还要继续改进外墙保温和隔热的节能技术。

3.2 夏热冬冷地区屋面的节能技术措施及其对办公建筑 能耗的影响

建筑物上部与外界在屋面处直接接触，故屋面的保温隔热对办公建筑的节能也有重大意义。屋面的节能可以通过设置封闭的空气层和隔气层来实现，使用聚苯板、水泥聚苯板等保温材料。屋面的外表面使用各种保温材料做成保温屋面，使用的保温材料如聚苯板、玻璃棉板等。由于屋面保温层负荷的影响，对于实体材料层的保温隔热屋面不能够选择密度太大的材料。夏热冬冷地区建筑屋顶的奇特构造及其保温隔热材料的性质决定了它节能技术的丰富性。该地区屋面主要有倒置式、蓄水、通风以及种植四种构造形式。这四种屋面通过自身的优势来达到办公建筑节能的目的。例如，倒置式屋面通过重新设置保温层与防水层的位置，使其节能效果高与传统屋面；蓄水屋面通过在屋面贮存水层，在夏季利用水的蒸发吸热阻止屋面的热传导达到隔热目的，实现建筑节能；通风屋面是一种新型的屋面节能方式，被广泛应用于我国的夏热冬冷地区；种植屋面利用屋顶花园的形成，达到更好的节能和生态效应。

综上所述，建筑的屋面節能主要有弱化屋面太阳辐射吸收性能和在屋面结构中设置保温层两种节能技术措施。

3.3 夏热冬冷地区门窗的节能技术措施及其对办公建筑 能耗的影响

门窗的热损失在办公建筑围护结构中占很大一部分。由于相对较差的门窗保温隔热性能，冬季散热相当严重，而夏季在缺乏辅助遮阳措施时也会有大量的太阳辐射进入室内。因此，相对于墙体门窗的传热损失更大，且影响室内热环境。办公建筑的门窗节能措施主要从以下几方面来实施：①调整建筑门窗热、光环境，加强门窗保温隔热性能从而降低其能源消耗。②严格按照规定控制门窗比例，节能设计标准中给出了节能建筑设计中建筑窗墙面积的科学标准，即朝向为北的墙体窗墙面积比为0.25，朝向为东、西的墙体窗墙面积比为0.3，朝向为南的墙体窗墙面积比为0.35。③门窗的玻璃选材，积极采用中空、充气、低辐射玻璃，不管建筑门窗的形式是什么，其安装材料都一定要选择玻璃，且玻璃要占窗户总面积的80%或以上。④降低门窗渗透，增强外窗的气密性能够显著降低空气的渗透。

4 结 语

办公建筑的围护结构是一个坚实的屏障对于应对恶劣的室外环境以及创造舒适的室内环境，故而对于办公建筑围护结构自身能效的提高对于实现建筑节能的意义非凡。因此，分析和研究办公建筑围护结构节能技术对其能耗影响对《公共建筑节能设计标准》的实施和建筑节能设计经济、社会效益的实现具有重大意义。本文针对夏热冬冷地区的建筑环境现状，分析了围护结构影响建筑能耗的各种因素。结合办公建筑的能耗特点，对其围护结构进行合理的节能设计，从而构建一个舒适的办公环境同时达到实现节能减排降和低能耗的目的，进一步推动我国的节能事业发展。

参考文献：

[1] 李建，段宗志，彭志胜.安徽省民用建筑面积及能耗现状调查分析[J].建 筑节能，2009，（1）.

[2] 李永存，陈光明，唐黎明.浙江省公共建筑能耗调查与节能对策分析[J].

建筑节能，2009，（10）.

[3] GB 50189-2005，公共建筑节能设计标准[S].

[4] 雷红鹏.民用建筑结构节能原理研究[D].天津：天津大学，2003.