夏热冬冷地区绿色建筑设计策略研究

王 陆（北规院弘都规划建筑设计研究院，北京 100037）

随着我国建筑设计行业的快速发展，绿色建筑理念逐渐成为主流。但是，目前我国夏热冬冷地区建筑设计并没有引起足够的重视，在夏热冬冷地区推广绿色建筑设计能够减少对环境的影响，从而促进社会的健康发展。绿色建筑具有节能、环保、低碳等优势，可以在运营中减少建筑耗能与环境污染。绿色建筑理念是一种新兴的理念，随着绿色建筑理念逐渐深入人心，开发绿色建筑成为当下建筑行业的研究重点，并获得了社会的认可与支持。总之，绿色建筑是我国政府在开展节能减排工作中衍生的成果，在未来发展中，还需要进一步加强对环保理念以及绿色技术手段的应用。

1 建筑概况

建筑概况见表1。

表1 建筑概况

建筑项目所在地为南北走向，建筑北侧的遮挡物相对较少，在冬季风速较大，建筑内部温度较低。但夏季大部分地区为南风，因此北侧风速较小，但会受到太阳光的直接辐射出现室内温度较高的问题。

对建筑项目所在地的水文地质环境进行分析，见表2。

表2 建筑项目所在地的水文地质环境

2 夏热冬冷地区绿色建筑设计

2.1 绿色建筑内环境采暖通风与采光通风设计

对绿色建筑的通风设备进行分析，通常采用机械调节和自然通风的方式确保空气的流通[1]。在设计绿色建筑的过程中，需要确保空间布置的合理，使绿色建筑能够充分利用太阳辐射和自身形态保证通风效率。绿色建筑的出口、入口以及窗户都应适于夏季风的风向，从而使绿色建筑的整体通风利用率提升[2]。同时，还需要考虑到绿色建筑周围建筑及树木对建筑通风的影响。可以设置一个吊顶来进行通风，假如气流的流速达不到基本的要求，可以采用热压通风的方法来进行气流的流动。在自然通风时，可以利用百叶窗进行室内换气，另外，还有风塔、太阳能集热器等设施[3]。

再针对采光通风进行设计，若是将窗户抬高一些，自然可以使光线更加充足，不过，在使用这个方法时，要小心，如果提高了窗子的高度，那么很有可能会增大遮蔽面积，所以，高度要适当地设定，以确保室内光线的均一。如果绿色建筑可以安装天窗，再加上挡光板技术，可以全方位地提高教室的采光[4]。除此之外，还可通过采光技术的应用改善绿色建筑内的光环境。可以在窗户上安装一个照明隔断[5]，照明隔断一般是在外墙上安装，用调整光线的反射次数来调整进入教室的光线强度。百叶窗既可以阻止眩光的出现，又可以改变光线的传播方向，可以根据绿色建筑内的实际需要，对其进行调节和优化。还可增设阳光导向玻璃窗结构将光线反射到指定的空间范围内，以此实现良好的采光。图1为阳光导向玻璃结构图。

图1 阳光导向玻璃结构图

针对绿色建筑中夜间使用人工照明的问题，在选择照明灯时应当选择与自然光线相似的荧光灯。在设置荧光灯时，以建筑内人的视线作为参考对象，确保光源方向能够与人的视线方向一致[6]。同时，还要在荧光灯外安装灯罩，避免眩光现象发生，或设置具有镜面反射功能的灯罩。

2.2 绿色建筑隔声设计

根据绿色建筑需求对建筑内的各个空间进行划分，提供优质的声音环境。室内噪声来自室外噪声和室内活动噪声，为确保良好的声音环境，需要采用降噪和隔音的措施。隔音措施包括室内控制声源和选用吸声材料等，控制声源可通过采用共振吸声材料和多孔吸声材料等制作的隔墙和楼板[7]。图2为绿色建筑隔声构造示意图。

图2 绿色建筑隔声构造示意图

考虑到不同分区内设置的隔音措施不同，在搭建绿色建筑的过程中应选择安装具有吸音功能的吊顶，以此防止噪声的产生。对于建筑物外的交通噪声、工业噪声等，应选用适当的隔音材料，将室外噪声例如空心玻璃等隔声材料进行隔离[8]。在绿色建筑构件的过程中，还应当注意降低通风管道、电梯设备等结构位置上的噪声。

2.3 绿色建筑外围护结构节能构造设计

建筑外围护结构主要包括：外墙、屋面、楼板、门窗、热桥等，分别针对各个结构对其进行构造上的绿色节能设计。图3为建筑外围护结构热交换示意图。

图3 建筑外围护结构热交换示意图

外墙部分的保温与隔热性能关系到整个建筑的节能性能，墙体热阻值越大，则其保温隔热的效果越好。根据这一关系进一步得出，在导热系数不发生改变的情况下，若墙体越厚，则热阻值越大；在墙体厚度不发生改变的情况下，导热系数越小，则热阻值越大。根据这一关系，针对上述项目，其外墙决定选用改良后的EPS模塑聚苯板。将墙体构造设计为55mm钢筋混凝土+110mm改良后的EPS模塑聚苯板+180mm钢筋混凝土。

建筑屋顶采用平屋顶与钢结构坡屋顶相结合的构造，这种构造适用于夏热冬冷地区，能够在屋顶上形成保温通风的空气间层，钢结构的设置能够提高对平面屋顶上保温层的保护性能，并进一步提高屋顶整体的耐候性。楼面部分采用70mm厚模塑聚苯板与5mm厚减震垫相结合的构造，将其平均传热系数控制在0.4W/m2·K左右，以此具备良好的隔热性能。针对门窗的构造设计，采用4.5mm厚的透明钢化结构和20A暖边、5mm Low-E半钢化组成的构造为主，要求外门窗采用隔热薄膜，确保门窗具备良好的气密性。规定要求门窗的气密性等级不得小于7级，水密性不得小于6级，抗风压性不得小于8级。

3 实证分析

夏热冬冷地区是我国夏季气候炎热、冬季气温寒冷的地方，因此夏热夏冬冷地区绿色建筑设计的重要性尤为突出。具体来说，由于该地区夏季温度较高，因此，项目所在地的雨水通常较多，建筑物更容易遭受雨水的侵袭，甚至会导致房屋结构受损等现象发生。在这种情况下，地区绿色建筑设计需要根据当地气候条件进行合理调整。

夏热冬冷地区的建筑环境比较复杂，需要运用一些物理性能良好的材料进行构建。无论选择任何材料，设计绿色建筑的最终目的，都是提高建筑的综合性能，为群体提供更加适宜的生活与生存环境。建筑物的保温性能对于建筑节能有着非常重要的影响，常用的保温材料主要有水泥基保温材料、无机非织造保温材料、岩棉等。根据当地气候特点，一般选用夹心保温外墙用作绿色建筑的墙体结构，不仅可以有效降低建筑物中的热桥效应，而且还能够使建筑隔热效果更好。此种结构的墙体构成见图4。

图4 夹心保温外墙构造

在施工阶段要严格按照相关标准进行该工程项目的施工。同时，加强技术指导，做好施工方案准备工作，保证设计方案能够更好地实现节能效果。尤其对于采用外窗的夏热冬冷地区建筑而言，外窗玻璃一定要具有良好的保温效果。除此之外，还需要使用保温隔热层进行建筑设计，加强保温隔热层与外墙连接。对隔热层与外墙连接处进行保温隔热处理，进一步提升建筑的节能效果，有效减少墙体冷桥。此外，需要对房屋建筑实施科学合理的防渗漏处理以及防水处理，确保结构与防水材料之间能够达到很好地连接与配合情况，为建筑物保温性能提供良好保障。

建筑节能技术设计对建筑能效提升起到关键作用，如果能够充分利用建筑节能技术设计建筑，不仅能够提升建筑能效，还可以提升建筑节能水平。目前，大多城市建筑采用玻璃幕墙或外遮阳结构，玻璃幕墙是由中空的多层结构组成，促进建筑对中空内部空气热量的使用，实现节能效果，且此种结构的玻璃一般具有较好的隔热性能，玻璃中含有大量活性成分，可以有效提升建筑结构的保温效果。

按照上述方法，对此地区的建筑展开设计，对比建筑投入使用后的耗能情况，其结果见表3。

4 结语

（1）根据表3建筑耗能情况对比可知，相比参照建筑，设计建筑在投入使用后的耗能值有效降低，说明设计方案可以有效减少建筑能耗。

表3 建筑耗能情况对比/kWh/m2

（2）为进一步优化夏热冬冷地区的建筑节能情况，在后续的设计中，应从三个方面着手，进行绿色建筑设计的改进：①各地区在实际建设中，可以采用将建筑设计方案和技术研究相结合的方式，提高建筑节能水平；②结合建筑环境特点和实际需求，开发适合本地区气候特点和当地特点的绿色建筑设计方案，优化建筑节能效果；③加强建筑与人们生活环境关系研究，提高建筑节能水平，为社会群体提供更加宜居的建筑。