摘要：近年来，随着我国市场经济自由化发展进程的推进，建筑行业迎来时代发展浪潮，为城市化发展提供有力支持。我国幅员辽阔，部分地区的气候变化幅度较大，需要长时间运行建筑暖通空调系统以维持建筑内部温度，而这与我国构建可持续发展社会的战略号召相违背。针对这一问题，本文从建筑设计角度着手，探讨在夏热冬冷地区中的住宅建筑节能设计要点与各项有效的设计措施。
关键词：住宅建筑；夏热冬冷；节能设计
一、夏热冬冷地区中住宅建筑的墙体节能设计
随着全球气候朝恶劣方向变化，在夏热冬冷地区，需要消耗大量电力能源运行暖通空调系统以维持建筑内部合适温度。这一问题的主要影响因素在于，住宅建筑墙体的保温性有所不足，持续受到外界环境气候温度的影响干扰，导致建筑室内温度出现大幅变化。例如在炎热的夏季，住宅建筑室内温度过高，建筑内部需要长时间运行空调、电扇等设备以降低室内温度。又如在寒冷的冬季，住宅建筑室内温度过低，建筑内部又需要长时间运行空调、取暖器等设备以提升室内温度。因此，在夏热冬冷地区中，住宅建筑节能设计的关键点在于优化提升墙体保温隔热性能。具体墙体设计要点与措施如下：
（1）合理选择保温墙体
住宅建筑墙体厚度的大小，直接决定墙体保温隔热性能的高低。其影响原理为，在炎热的夏季，多数住宅建筑的墙体材料普遍具有一定的隔热性。因此墙体越厚，建筑室内热能损耗比例越小，建筑墙体的保温隔热性能越高。简而言之，墙体厚度决定了外界气候温度对建筑室内温度的影响系数。但随着建筑墙体厚度的加大，也会对住宅建筑工程的造价成本造成影响。因此，出于对经济成本的考虑，并不能无限制的加大墙体厚度，而是需要将其控制在合理范围内。而采用自保温砖、自保温砌块、复合保温墙体等新墙体技术，则有效的提高了墙体的保温性能。同样的保温效果，墙体厚度无需增加，减少了工程造价，又避免墙体太厚造成资源浪费。这样的措施，可以维持造价成本与建筑节能属性、保温隔热性能三者之间的平衡。
（2）使用新型墙体保温材料
随着材料学的不断发展，各项新型绿色建筑材料自问世伊始便得到广泛应用。相比于同类传统建筑材料而言，多数绿色建筑新材料普遍具有良好的使用性能（如耐久性、抗裂性、保温隔热性等），同时也具有一定的再生利用价值。因此，在住宅建筑工程设计阶段中，需要注重优先使用新型墙体保温绿色材料，以及配套的绿色施工技术。例如配置、建设聚苯板现浇混凝土外墙、聚苯板抹灰建筑外墙等等，并在建筑墙体外侧使用抗裂砂浆、玻璃纤维网以及锚固件形成一层外墙保护层。
（3）采取墙体防潮防裂处理措施
在部分住宅建筑工程施工以及使用阶段中，受到技术、人为等多方面因素影响，建筑墙体长时间受到周边环境影响而出现墙体结构裂缝、墙体潮湿等施工问题。这类问题的出现，不但对建筑主体结构稳定性、使用安全性造成影响，还加大了室外气候温度对建筑室内温度的影响系数。因此，在建筑设计阶段中，需充分注重墙体裂缝与潮湿渗漏等问题，提前采取有效的预防与设计措施。例如选择配置具有高度抗裂性、耐久性以及防潮性的墙体材料，应用夹心保温技术等等。
二、夏热冬冷地区中住宅建筑的外窗节能设计
在外窗设计环节中，对住宅建筑节能属性产生直接影响的设计要素为面积尺寸、玻璃保温隔热性能及气密性。需要结合实际施工情况对其开展针对性节能设计工作，才能在充分保障建筑室内空间通风性以及日照强度的基础上，避免外窗成为围护结构乃至整体建筑的节能薄弱环节。
（1）外窗面积。
在住宅建筑工程中，外窗面积尺寸的大小，直接决定建筑的热损失程度（同比墙体结构而言，外窗传热系数较高）。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆从理论角度来讲，需要尽可量将外窗面积缩小，以此控制热损失程度。但外窗同时也承担建筑室内通风、采光等应用职能。因此需要结合实际情况，将外窗面积控制在合理范围内。例如在日照资源较为丰富的地区，可以适当加大向阳面外窗面积，以此充分吸收太阳辐射、提高秋冬季节中的建筑室内温度。
（2）玻璃保温隔热性能
与外墙一样，玻璃的保温隔热性能，也会直接影响外界气候温度对建筑室内温度的影响系数。选择传热系数更低的玻璃，能有效减少室内外热传递，使室内温度变化受室外气候影响更小。同时采用双玻单腔玻璃、三玻两腔玻璃等技术，能够明显提升玻璃的保温性能。
（3）外窗气密性。
外窗气密性较差，建筑室内外空气会通过外窗渗透，需要长时间运行暖通系统以维持室内合适温度。目前来看，不同气密性等级的外窗在使用过程中的渗透量也有所不足。例如在配置3级气密性的建筑外窗时，可将冷风渗透所造成的热损失降低40%（同比1级气密性外窗）。而在炎热的夏季，外窗气密性的高低也直接决定了建筑室外区域向室内空间所渗透热量的多寡。外窗气密性过低，将使得建筑暖通空调系统长时间运行、消耗大量能源。针对于此，不但要严格遵循国家相关设计规范，选择适当气密性等级的外窗材料，还需要选择恰当的外窗开启方式（如内平开窗以及推拉窗等）。
三、夏热冬冷地区中住宅建筑的屋面节能设计
在住宅建筑屋面节能设计环节中，需要确保屋面设计方案具有应用的功能、符合住宅建筑屋面结构设计要求、并具有一定的保温隔热性能。较为常见的屋面设计措施为，结合实际情况灵活应用正铺法、倒置法等施工技术，在建筑屋面结构区域中构建防水层以及隔热层（在使用不同施工技术时，防水层以及隔热层二者之间的位置关系将有所变动），以此大幅提高住宅建筑整体结构的保温隔热性，具有较高度的节能属性。在这一施工前提下，为进一步提高住宅建筑设计方案的节能系数，可选择从优化施工材料配置方案角度着手，优先配置具有高度结构稳定性、传热系数低、再生利用价值大的新型绿色施工材料。此外，也可选择在条件允许的基础上，设计绿化屋面。在屋面结构上部区域种植合理的绿化植物，不但能有效提高屋面隔热性能，还能增加绿化面积，提升建筑景观视觉。
四、加大可再生能源利用率
夏热冬冷地区，在传统住宅建筑使用过程中，供暖与空调制冷时主要消耗的能源为电力能源。而电力能源在传输过程中会出现一定程度的损耗，这也在侧面加大了住宅建筑实际运行能耗总量。针对于此，可选择在住宅建筑工程设计阶段中充分重视、利用各项可再生能源，并在现有可再生新能源利用基础上，不断优化技术体系、提高能源实际利用率与转化率。例如，在建筑屋面设置一定数量的太阳能发电装置（如太阳能电池组件、控制器、逆变器等）以形成光伏方阵，将所采集太阳能转换为电能，供应建筑照明系统以及暖通空调系统的运行。但要注重结合住宅建筑的实际用电需求，选择适当种类与数量的太阳能发电装置（经由太阳能所转化电能的保存时间较短，受到外界气候因素影响较为严重，无法完全取代电力能源）。另外，也可充分利用地下冷热源，在住宅建筑周边区域设置地源热泵系统，持续采集地表浅层所分布的地热能源，将其转换为电能，供应住宅建筑各配套系统以及所配置电气设备的运行。但是在采集、利用地下冷热源时，需要消耗一定的电能以转化地热能源。
结语：为积极响应可持续发展战略号召，要及早推广住宅建筑节能设计理念，普及各项有效节能设计措施。从建筑墙体、外窗、屋面、新能源利用等多个方向同时着手，在充分保障建筑室内舒适性与生活质量的基础上，提高建筑节能属性。
参考文献：
[1]刘文婷.夏热冬冷地区住宅建筑节能设计研究[J].居舍，2019（15）.
[2]刘汉章.夏热冬冷地区农村住宅节能改造措施研究[J].节能，2018，37（10）.
[3]汪宏，陶小马，葛蕾.既有住宅节能改造评估原则与方法——以夏热冬冷地区为例[J].建筑节能，2015，43（04）.
论文作者:高翔
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/13
标签：建筑论文; 墙体论文; 住宅论文; 气密性论文; 屋面论文; 温度论文; 室内论文; 《基层建设》2019年第28期论文;