1、浅析夏热冬暖地区中小学校教学楼建筑节能设计【摘 要】我国幅员辽阔，气候复杂。各地进行的节能减排运动如火如荼，节能措施也呈现出多样化，新型化的局面。与此同时，不同地域、不同类型建筑又存在着较大的地域差别。在实际工作中总结出夏热冬暖地区中小学校教学楼这一特定建筑的节能要点，提出相同建筑类型节能措施的推广。针对本地的气候条件，采取合理的节能措施。 【关键词】夏热冬暖；教学楼；建筑节能设计随着我国社会主义市场经济的快速发展，城市化的程度也在不断的提升，建筑行业也得到了飞速的发展，而建筑能耗带来的能源问题日益突出，目前我国的建筑大多数都是高耗能建筑。数据表明，在我国，建筑能耗目前约占我国所有行业能源消耗2、总量的40%，并呈现加剧上升的态势。在这种形势下，节能就成为了摆在我们面前的重要课题，节能不仅能有效的减轻对国家对能源供应的压力，也能够促进循环经济的发展。而建筑节能是各种节能方式中最直接、最有效的途径，也是执行可持续发展的重要的一环，符合节约能源，保护生态环境的国策，更是目前全世界建筑发展的总趋势。基于此，我国建筑的节能减排降耗形势已迫在眉睫。改革开放时期的那种粗放式的发展模式已完全受到制约。可持续发展在人们的生活中越来越受到重视，人们对建筑的节能减排也逐渐形成普遍共识。从气候类型上看，我国的夏热冬暖地区属于亚热带季风气候和热带季风气候；从地理位置上看，我国的夏热冬暖地区是指位于北纬27以南3、，东经97以东的地区，主要包括福建南部、广东大部、广西大部、台湾、海南、香港和澳门等省级行政单位。该地区长夏无冬，年平均气温较高，气温年较差和日较差都比较小。由于有海陆风的调节，居民已习惯该地气候，不感到闷热。由于该地区太阳辐射烈，日照较少，最冷月平均气温高于10，最热月平均气温达到了25以上，降雨量大，相对湿度高，热带风暴和台风频繁光顾。针对夏热冬暖地区特定的气候特点，我们在长期实践工作中总结出了一套针对中小学教学楼建筑的节能措施，并且发掘具体问题中的有待改进的问题。夏热冬暖地区的建筑要达到的基本要求是：针对该地区的气候特征，夏季建筑物的设计要达到防热、防雨、通风的效果，而冬季的保温可不予考4、虑。在结合当地夏热冬暖的气候特点，我们对中小学教学楼总结出如下的节能设计：1 教学楼楼址的选定教学楼的楼址的选定，应该从校园的整体布局出发，使教学楼为整个校园增添色彩，还要考虑到教学楼的采光、通风、防潮的因素。教学楼良好的采光、通风及防潮要求会减低教学楼的能耗，要尽量多的借助外部环境来达到节能的初衷。如果教学楼楼址的选定不考虑这些因素，不仅会影响到学校的文化氛围，也会使教学楼节能的效果无法实现。2 教学楼的朝向设计通过对教学楼的朝向设计可以达到节能的目的。在每年的4月份到9月份，该地区盛行东南风和南风，每天中午12点到下午16点，太阳直射教学楼，此时建筑得热率最高。因此，在设计中小学教学楼的方5、向时，既要考虑到教学楼的通风条件，又要考虑到教学楼的太阳西晒。结合我国所处的具体位置，相同建筑面积的建筑物，南北朝向比东西朝向节约能耗，因此在进行建筑设计时，要尽量把教学楼的朝向设计成南向、南偏东或南偏西少许角度。3 教学楼间距的设计在教学楼的设计时，也要考虑临近建筑之间或教学楼本身两个部位之间的距离，间距太小，不能达到采光、通风、抗震等要求，不利于通风，就会增加教学楼的能耗，而间距太大，又会不利于节约土地资源。在教学楼节能设计中，采光间距是决定楼间距的主要因素。采光间距的标准是对于成排布局的教学楼，应该满足满窗日照的要求，当教学楼的朝向为正南时，相邻建筑的间距应该是前面建筑的1.2到1.5倍6、，满足这个采光要求的间距，通风的条件也同时达到了。4 教学楼的体形系数设计教学楼的体形系数是指教学楼与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值。外表面积中，不包括地面、楼梯间隔墙和户门的面积。从此可以看出，如果建筑物的体积相同，体型系数越大，单位建筑空间的能耗就越高。数据表明，体型系数如果每增大0.01，能耗就增加2.5%左右，因此，为了达到减少能耗的目的，建筑体型系数最好设计在0.3以下。一般情况下，在选择合理的体型系数方面主要采取下列方法：调整建筑面宽、调整进深、调整建筑物的层数等。另外，建筑物的形体越复杂、越不规整，其体型系数就越大。因此，在建筑设计中要对建筑物各部位的尺寸进行综合考7、虑，有效降低体型系数，从而达到降低能耗的目的。5 屋面设计屋面设计是热工节能的重点工程，特别是屋面和东、西外墙的传热系数K指在任何情况下都应满足标准的规定性指标 。针对教学楼屋顶导热系数小及建筑的标准高的屋面，所采用的保温材料应该是密度小，而且传热系数小，这样可以减轻屋面的重量，所以，夏热冬暖地区的教学楼屋面可以选用聚苯乙烯泡沫塑料板等来作为保温隔热的材料。把隔热体放在屋面外，使建筑拥有良好的保温隔热效果，也消除了“热桥”效应，还增加了教学楼的寿命。6 外围护结构设计外围护结构设计对于教学楼的节能设计至关重要，可以采用浅色或光滑的装饰材料作为外围护结构的表面。这样设计，可以降低外墙对太阳热量的8、吸收量，在选用结构的材料和形式时，要充分考虑到材料的导热系数，加大热惰性的指标。比如，教学楼的屋顶可以设计成花园屋顶等多种形式。7 外门窗及遮阳设计外窗是教学楼能耗散失的最薄弱的部位。当门窗设计的面积比较大，其不恰当的比例会导致能耗增加，室温过高，就会加大空调的能耗。而实际情况是部分偏远落后地区由于经济原因，许多中小学生日常使用最频繁的教学楼夏日都无法安装制冷设备，因此，自然条件的应用就很重要了，由于教学楼日常使用中外门窗经常是保持常开状态，通风成为建筑使用时采取的重要而有效的手段。外门窗设计主要考虑如何减少传热量、减少太阳能辐射等方面的问题。减少传热量是为了避免教室内外温差过大而引起的热量传9、递导致能耗过大，所以要尽可能减小窗户的传热系数，比如，可以使用中空玻璃窗或者采用单框双层玻璃窗等设计方法。夏热冬暖地区太阳能辐射相当强烈，为避免太阳强烈的辐射给制冷制备带来过多的能源耗能，要选择传热性能较低、热反射效果好的玻璃来达到节约能效的目的。大面积的透明玻璃窗外形美观大方，室内明亮，但是在夏季，太阳辐射会大量的进入窗户。为了达到节约能源的目的，需要我们认真做好教学楼的遮阳设计，做好了外窗的遮阳设计，就可以大大降低教学楼的能源消耗。针对夏热东暖地区夏季炎热的气候特点，夏季太阳高度角最高，辐射量最大，在南向或接近南向的外窗上设计水平遮阳板的方法最实用，通过设置水平遮阳板可以达到阻止太阳光透过10、外窗过度进入室内的效果。建筑若为了单纯追求外形的美观，采用全玻璃幕墙，是极错误的想法，这是因为全玻璃幕墙具有反光和吸热的特点，会造成建筑能源消耗过高，玻璃幕墙建筑能耗是普通建筑的4倍，也会产生大量的光污染，这些光污染会直接影响人们的健康。综上所述，夏热冬暖地区中小学教学楼建筑节能设计，既要考虑到教学楼大开窗和常开门的特点，也要考虑到地区经济的现实情况，针对不同的地区经济现状，应该采取不同的建筑节能设计，才能因地制宜，使节能设计更具有实际操作性。中小学教学楼建筑节能要根据社会经济的发展而逐步提高，把工作做得更加具体，使得建筑节能真正地体现它实际的经济效益、环境效益及社会效益。参考文献1杨善勤.建筑节能.中国建筑工业出版社19992黄振利.外墙保温应用技术.中国建筑工业出版社20053詹庆旋.建筑光环境.清华大学出版社19884公共建筑节能设计标准GB50189-20055张磊孟庆林.华南理工大学人文馆屋顶空间遮阳设计.建筑学报20046张甫仁.基于综合降荷的住宅建筑窗水平遮阳方式优化设计.太阳能学报2008注释引自民用建筑节能设计标准1995