夏热冬暖(南区)地区居住建筑墙体节能设计的思索
摘 要：夏热冬暖（南区）地区居住建筑墙体保温节能措施是官方热，民间冷。专家过分夸大其节能的效果。南方地区建筑节能和北方地区大不相同，南方地区节能受北方地区的影响效大。细致探讨岭南建筑特点，扬长避短，提出传统方法和现代技术融合的节能措施，才可以扭转目前的局面。
关键词：住宅建筑；墙体节能设计；技术措施
夏热冬暖（南区）地区指的是现在广东、海南两省和广西的大部分地区。依据《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》JGJ75-2012的划分，夏热冬暖地区分为北区和南区。夏热冬暖（南区）包括广州、厦门、梧州、百等以南的地区。
1.夏热冬暖（南区）地区的气候条件
夏热冬暖（南区）地区属于我国的亚热带地区，该地区位于我国南部，北回来线横贯其中，属地理学中南亚热带至热带气候。该区长夏无冬，温高温重，气温年较差和日较差均小，该区最冷月（1月）平均气温高于10℃，最热月（7月）平均气温25～29℃，极端最高气
温一般低于40℃，年日平均气温≥25℃的日数为100～200d，年平均相对湿度为80%。该地区雨量足够，是我国降水最多的地区，多热带风暴和台风攻击，易有大风暴雨天气；太阳高度角大，日照较少，太阳辐射猛烈。
该地区基本上是人口稠密，经济发达的南方和沿海地区。生活热水、空调、照明等是该地区建筑的主要能耗。
广州地区是典型的夏热冬暖（南区）气候，夏季时间长，高温高湿气候许久，湿负荷大，最热月14时的平均气温?32-330C，而室内温度一般又高于室外1-20C，再加上这些地区水网地带多，特殊潮湿，湿度常保持在80%左右，由于人体汗难以挥发，普遍感到闷热难受，人体热反应认为，围护结构内表面温度的最高值如不超过人体皮肤平均温度，约33-350C较为合理，高于此值，人们感到明显的热辐射，尢其在360C以上，身体的热感极其明显。
夏热冬暖（南区）地区主要城市的夏季气象参数
夏热冬暖（南区）的气候区要求建筑物要充分满足夏季防热、通风和防雨，冬季则可不考虑防寒和保温。 节能节电
气候区划是按应用性质而定，目前我国之建筑气候分区是依据建筑热工设计的原则，也间接供应了建筑节能设计一些最基本的指引，并且反映在有关的建筑节能标准上。基于历史和发展缘由，对夏热冬暖（南区）地区建筑节能的处理手法比较单薄、仍不够健全。夏热冬暖（南区）地区建筑节能须要考虑的因素，有些是跟其它气候区无多大分别，但也有一些不太相同的地方，应当细心探讨和比较，才能发挥本身地域特性和建筑设计的特。
2.目前夏热冬暖（南区）地区居住建筑墙体节能设计的主要问题
（1）南方地区节能存在的误区
《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》中（以下简称《标准》），提出了“建筑和建筑热工节能设计”的指标，居住建筑屋顶和外墙传热系数和热惰性指标应符合表4.0.7的规定。当设计建筑的南、外墙不符合表4.0.7的规定时，其空调采暖年耗电指数（或耗电量）不应超过参照建筑的空调采暖年耗电指数（或耗电量）。
即建筑师所设计的建筑外围护结构的窗、墙、屋顶应具有的热工性能节能限制参数值，必需达到表中所规定的最低规定性热工性能限制指标要求。这是人为地孤立地给定的。因建
筑外围护结构（屋顶、窗、墙）是分隔大气热环境为室外热环境和室内热环境的热工性能……
居住建筑空调采暖年耗电指数（或耗电量）的计算存在着很大的主观性。《标准》中没有考虑居住建筑实际运用空调的时间因素，主观地给定长时间开启空调的假定。
南方地区建筑节能和北方地区大不相同，但是我们在设计过程中，南方地区节能受北方地区的影响效大，北方的一套节能概念被套用到南方来，适用于北方的墙体保温技术被搬到南方来。近几年南方的建筑节能工作收效甚微，不能不说是这种指导方针的后果。其实夏热冬暖（南区）地区根本不存在墙体保温问题，这里的气候特点多年来早已形成了一套独特的阅历，问题是现在被丢失了，一模一样的现代建筑把适应当地气候的传统方法扼杀了，又被北方的技术误导了。今日要想把夏季空调用电降下来，生怕要更换概念，细致探讨岭南建筑特点，扬长避短，提出传统方法和现代技术融合的节能措施，才可以扭转目前的局面。
三十年前出版的华南工学院亚热带建筑探讨室的探讨成果《建筑防热设计》就把防热概念定位于：隔热、通风、遮阳、绿化四方面，15年后制定的《民用建筑热工设计规范》国家
标准也写道：“建筑物的夏季防热应实行自然通风、窗户遮阳、围护结构隔热和环境绿化等措施”，两者可谓“所见略同”。应当说，这要比《夏热冬暖地区建筑节能设计标准》满页规定的各种系数简洁明白，易于操作得多了。
（2）应当客观、科学地评价夏热冬暖（南区）地区居住建筑墙体保温节能的效果
目前夏热冬暖（南区）地区住宅墙体保温节能措施是官方热，民间冷。政府舆论一边倒，专家过分夸大其节能的效果，但老百姓并不买帐，结果是政府不得不接受强制性措施来维持其政策的实施。但在我们设计的过程中，业主往往向设计者提出这样问题：我化了这么多钱做节能设计，我们能从节约的能源中收回成本吗？
大家可以简洁计算一下，夏热冬暖（南区）地区居民一般在每年4月下旬-10月上旬运用空调，共5个半月165天左右，以一套100m2的住宅为例，住着3-5口人，除节假日外白天上班，一般在晚上运用空调8小时左右，最多两个房间运用空调，每个房间运用一匹空调。那么通过外墙传出去的冷气有多少呢？多消耗了多少电能？
墙体保温材料在生产、运输和运用过程中消耗大量的能源，并且目前的保温材料寿命短，维护困难，运用年限一般在10-15年之间，在其运用年限内能否收回其所消耗的能源成本？
在夏热冬暖（南区）地区运用墙体保温材料，所造成的负面影响应当引起重视，小至墙体简洁开裂、剥离、墙面不坚固，大至发生火灾危害。以及由于该地区多雨潮湿，风大雨大的日子里，墙体外保温材料由于受到风吹雨刷，简洁剥离塌落，造成不少的平安问题。如发生这些问题，其修理和保养阶段不须要消耗能源吗？ 不要把精力过多地化在墙体上，忽视了窗户的重要性。大家都知道，窗户的传热系数大约是墙体的3～4倍，比如单框单玻塑料窗的传热系数为4.7W/（m2?K），单玻钢窗的传热系数更高达6.4W/（m2?K）。没有遮阳隔热的话，窗户拉了节能的后腿，使建筑物难以达到规范要求，怪不得有人讲，窗户设计得越大，从窗户往外扔的空调费就越多。不严格限制外窗的面积和窗户的传热系数，尤其是留恋于早被国外抛弃的玻璃幕墙建筑，空调耗电量是降不下来的。
3.夏热冬暖（南区）地区居住建筑墙体节能设计的措施
（1）规划，目前有许多住宅小区在进行规划设计时，往往只考虑的是容积率、日照间距、空间形态、建筑物的外观及造型上的独特和独具匠心，重视绿化景观设计和相关配套工程的建设。过于重视图案化，忽视规划给住区小环境、小气候带来影响变更。往往把建筑的单体设计的节能措施墙体保温、屋顶保温隔热、接受密闭性好的门窗等作为节能设计
的重点。很少从节能的角度来指导设计。节能设计只有在单体设计时才得到重视，从而产生了许多单体在施工图设计阶段难以解决的问题。节能建筑的设计首先应当从规划入手，以节能作为指导规划设计的主要原则，充分考虑建筑和外部环境的关系，从分析地区的气候条件动身，将设计和建筑技术和能源利用有效地结合，使建筑在冬季最大限度地利用自然能采暖，多获热量，削减热损失，夏季最大限度地削减得热和利用自然条件降温顺冷却。在总体规划上为建筑节能创建良好的先决条件。
（2）朝向、建筑间距以及建筑的相互组合关系将是规划节能设计的重点。建筑的主要朝向应迎合当地夏季的主导风向，我国大部分地区以南北向或接近南北向布局为宜，一般以正南偏东、南偏西10°以内为好。同时，南北朝向的建筑物在夏季所受到的太阳辐射也相对东西朝向建筑要少许多，可以节约夏季空调的用量；而在冬季时，建筑受到太阳辐射的状况刚好和夏季相反，从而节约了建筑保温所需的能耗。选择夏季主导风向为导风口，使住区内风速流畅，从而使建筑物和空气的热交换增加，有效降低建筑物的温度。
（3）遮阳。这是隔热的第一关，就是避开太阳的辐射。传统的方法是利用外廊、阳台、挑檐、百叶窗来挡住太阳直晒。岭南传统建筑和东南亚低层建筑都有挑出很远的檐口，将
半个墙面的阳光遮住，上海金陵东路、广州老街和东南亚地区广泛流传的悬挑骑楼都为临街底层挡去了太阳直晒，使得屋里凉快多了。传统建筑窗户的遮阳本可以给建筑师供应很大的创作空间。各种材料、各种图案、不同方向的花格、漏花和百叶，挡住了夏日炽烈的阳光，特殊是可以活动的百叶窗，削减辐射而不挡光。还有可以上下卷起的竹帘（现在已经发展到塑料帘了），都是遮阳的好方法。现代建筑不设计那些挑檐、外廊，对于窗户的面积和玻璃越开越大，以求立面“简洁”、“透亮”。于是光滑平整的墙面和无遮无掩的窗户100%接受了太阳的辐射，被熏烤的人们不得不借助冷气来降温，空调电耗最终逐年增高。《夏热冬暖地区建筑节能设计标准》虽然留意了这个问题，引入了一个外窗的综合遮阳系数，开列了一系列数字和公式，却把原来一般工匠都明白的传统遮阳方法搞得很玄妙，事实上沦为空谈。
（4）通风。这可是现代建筑物的“软肋”。城市规划日益提高的容积率，建筑物朝向的被动性，高层建筑的多向布局，无不限制了家家户户都可以享受自然通风带来的舒适。再说现代建筑压低的层高，也限制了通风的效果。看来除了人工通风，难以解决节约空调的难题。但是传统建筑利用天井造成空气流淌的原理或许也可供高层建筑设计参考。高层建筑平面上总有凹进部分，惋惜现在认为这里难见阳光，常集中布置上下水管。其实这也是一
个天井，处理得好，莫非不行以成为凉风的源头吗？
（5）隔热。这里先介绍南方地区特有的屋面隔热。北方屋面常在防水层下面做一层绝热层，防止顶层房间受屋面导热上升温度。在从前，南方屋面除了传统建筑物中的坡屋顶外，像北方一样的平屋顶主要做成架空屋顶，利用十几厘米高的架空通道通风散热，是很好的隔热方法。惋惜这种技术在现代的的节能计算中被采消了。
可以利用特殊的反射性涂料，将照射到墙面的能量反射出去，削减墙面因吸取太阳辐射导致温度上升。传统建筑窗洞不大，上设窗楣，可以遮阳，窗户分上下两部分，上部可以上翻，相当于气窗，帮助通风换气，下部平推窗扇，可以依风向而导入自然风。最重要的是岭南传统建筑常用百叶窗，起到遮阳、防晒、隔热、导风的作用。惋惜这些民间的方法，在现代建筑中全被忽视了。
中东地区有一种通风式幕墙系统，该系统在墙体外有一层作为饰面层的金属板，距离保温材料表面几厘米，成为空气间隙，上下和外界空气连通，造成对流，以此降低太阳直晒对墙面的热冲击。
现代建筑设计中，不留意当地气候特点，照搬简洁的设计手法，使得光滑无遮的墙面“照单全收”了炽烈的阳光照射；被地块位置限制的朝向和“争分夺秒”建立的高楼牺牲了自然通风的可能；盲目抄袭的玻璃幕墙和落地大玻璃窗更是有意在那里耗能。面对非理性的建筑设计上的错误，不去细致探讨传统建筑中前人的阅历，一厢情愿地要求老百姓节能节电。
（6）绿化、这是一项特殊廉价，一举多得的节能措施。在屋顶、外墙、构筑物的表面进行绿化，夏天可以节约30%的空调用能。还可以削减城市的热岛效应，降低M2.5值，美化环境。夏天的时候，因建筑物大量运用空调排出热量，城市中心区的热岛效应就更明显，通过建筑表面和建筑屋顶的绿化，通过水蒸汽的蒸发可以大大降低热岛效应，再结合绿交通，城市的主要用能可以持续下降，城市的人居环境可以得到明显改善。
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