摘要：夏熱冬冷地區(qū)面積大、人口密集、冬夏兩季氣候差異是非常巨大的，其對于居住用戶的建筑舒適要求是無法做到滿足的，而且耗能也是巨大的。而近零能耗建筑的建設(shè)可以最大限度地利用可再生能源，對于不可再生能源的消耗近似為零，其已經(jīng)成為了建筑節(jié)能發(fā)展的必然趨勢。外圍護結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計對實現(xiàn)建筑近零能耗至關(guān)重要，其結(jié)構(gòu)包括了外墻、外門窗、屋面和地面四個部分，主要的作用便是使室內(nèi)受到遮護，以不受室外氣候變化的影響。基于此，本文會對夏熱冬冷地區(qū)近零能耗住宅節(jié)能技術(shù)進行詳細的研究，為夏熱冬冷地區(qū)研究近零能耗住宅提供了有力的數(shù)據(jù)參考。
 
關(guān)鍵詞：夏熱冬冷地區(qū)；近零能耗；住宅節(jié)能技術(shù)
 
正文
 
我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，帶來了能源消耗過快的嚴重問題，所以世界各國都開始關(guān)注起了建筑節(jié)能工作的開展狀況。我國的地域遼闊，從北到南氣候變化較大，且各個地區(qū)的冬夏氣候也是在不斷變化的。我國的地區(qū)氣候可以分為5 個熱工分區(qū)，北方的嚴寒地區(qū)和寒冷地區(qū)建筑能耗主要體現(xiàn)在冬季采暖上，而長江以南的夏熱冬冷地區(qū)既需要考慮冬季采暖，也需要考慮夏季降溫，所以對這一地區(qū)的建筑節(jié)能我們要尤為的關(guān)注。
 
1、近零能耗建筑的概念和技術(shù)標準
近零能耗建筑主要是指一種不需要“主動式采暖系統(tǒng)”的房屋，也就是說，在冬天通過建筑外圍護結(jié)構(gòu)損失的熱量非常小，正常生活中室內(nèi)各種熱源釋放的能量和可利用的太陽能就足以保持一個舒適的室內(nèi)溫度。近零能耗建筑是一種通過合理的建筑布局設(shè)計，選用保溫隔熱性能較好的外圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)件，使得冬季采暖能耗和夏季制冷能耗降低很多的建筑。在結(jié)合太陽能、地源熱泵等可再生能源利用的基礎(chǔ)上，近零能耗建筑可以達到建筑零能耗的標準。本文主要研究外圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)件對建筑采暖制冷能耗的影響，探討模型建筑能否達到近零能耗的標準。參照德國近零能耗建筑的技術(shù)標準，一個近零能耗建筑需要滿足以下兩個要求：1，通過精心而富有創(chuàng)造性的設(shè)計和施工，單位 居 住/使 用 面 積 的 年 采 暖 耗 能 量 不 大 于15 kWh/㎡ ·a。2，單位居住/使用面積的年制冷耗能量不大于15 kWh/㎡ ·a。
 
因此，通過對影響近零能耗住宅能耗的因素進行分析，得出在夏熱冬冷地區(qū)較為合適的外墻、屋面、外窗傳熱系數(shù)限值和建筑各朝向最佳窗墻比。
 
2、夏熱冬冷地區(qū)發(fā)展近零能耗建筑的必要性
夏熱冬冷地區(qū)一般是處于長江中下游，共涉及16個省、市、自治區(qū)，面積約 180萬k㎡，這些地區(qū)中擁有著大量居住較為密集、經(jīng)濟較為發(fā)達的聚居區(qū)。這一地區(qū)冬季寒冷，最冷月平均溫度 0℃ ~10℃；夏季炎熱，最熱溫度 25℃ ~38℃，并且室外氣候條件也不符合人們的舒適要求，同時其并不屬于采暖區(qū)，所以不具有集中采暖條件。這一地區(qū)由于氣候條件不佳以及采暖設(shè)備的缺失，使得其主要采用空調(diào)作為供冷供暖設(shè)備，這就會使得這一地區(qū)的耗能量加大，再加上其具有高密度聚居特征，還會使得耗電量增加。
 
由于歷史原因，大部分夏熱冬冷地區(qū)的建筑對保溫節(jié)能不夠重視，在不耗費較大能源的前提下提高熱舒適性迫在眉睫。在夏熱冬冷地區(qū)推動近零能耗建筑的發(fā)展，探索適用于該氣候區(qū)的節(jié)能技術(shù)勢在必行。
 
3、夏熱冬冷地區(qū)近零能耗建筑技術(shù)探索
3.1 優(yōu)化設(shè)計，將建筑設(shè)計與被動式節(jié)能技術(shù)相結(jié)合
建筑設(shè)計創(chuàng)新是節(jié)能的第一個步驟，建筑師對節(jié)能手法尤其是一些高科技技術(shù)手段在建筑中的應(yīng)用關(guān)注較多。但如何讓建筑從設(shè)計初步階段就能更好的適應(yīng)環(huán)境，以被動式節(jié)能技術(shù)結(jié)合建筑設(shè)計創(chuàng)新并響應(yīng)氣候是近零能耗建筑所面對的首要問題。
 
眾森紅谷一品被動式幼兒園位于南昌市，是江西省首個被動房項目。這一建筑將建筑與被動式節(jié)能技術(shù)緊密結(jié)合以精確響應(yīng)氣候。在遮陽防熱方面，建筑采用架空式屋頂，將遮陽構(gòu)件與太陽能光伏板一體化，在其下部空間設(shè)置活動場地；南向窗框凸出以避免來自東西方的陽光直射，同時輔以可調(diào)節(jié)外遮陽構(gòu)件；幼兒園東向采用活動式遮陽百葉，西側(cè)未設(shè)置窗戶，采用立體垂直綠化以降低陽光直射。同時，建筑采用節(jié)能窗技術(shù)，使用三玻雙空氣層斷橋鋁包木外窗的同時使用 low-E 貼膜最大限度地隔絕周圍環(huán)境所帶來的不利影響。需要注意的是，由于此建筑位于夏熱冬冷地區(qū)，與僅考慮保溫的常規(guī)建筑要求不同，所以其 low-E 膜的位置也做出了相應(yīng)的改變。
 
建筑朝向正南北，能最大化利用太陽能資源。所有南向窗戶都附有凸出的遮陽棚，其角度經(jīng)過精確計算，在保證采光需求的前提下可避免夏季陽光直射。建筑立面設(shè)置了固定的陶桿以保護玻璃及幕墻，陶桿由節(jié)能、可再生的材料制成，具有遮陽、吸熱、降低太陽輻射的作用。
 
在圍護結(jié)構(gòu)的施工過程中，保溫層直接覆蓋至女兒墻，陶桿、遮陽棚與陽臺被直接固定在 C 型鋼上，并未直接與建筑結(jié)構(gòu)相連，以避免冷橋的形成。建筑選用三層節(jié)能玻璃窗，突破安裝窗體、打發(fā)泡劑、抹灰的傳統(tǒng)施工程序，將窗戶外扣在墻體保溫層外側(cè)，使二者產(chǎn)生交界面并在其外側(cè)粘貼密封布，以避免窗戶的安裝影響建筑整體氣密性。施工時，穿出外墻和屋面的管道均采用預(yù)埋套筒的方式，套筒外側(cè)與保溫層齊平，內(nèi)側(cè)以發(fā)泡劑填實，并以氣密性密封布包裹管道和內(nèi)墻抹灰區(qū)域，避免管道穿墻形成冷橋。同理，建筑底層采用隔熱磚砌筑，以減少地梁與墻體之間的熱交換。布魯克被動房的氣密性遠優(yōu)于歐洲標準，與中國傳統(tǒng)住宅相比，能節(jié)省 95% 的能源。
 
以上建筑案例反映了被動式節(jié)能技術(shù)在近零能耗建筑中的應(yīng)用，其應(yīng)從環(huán)境出發(fā)，考慮到通風(fēng)、日照、材料、構(gòu)件等技術(shù)因素并結(jié)合建筑設(shè)計等要素，綜合解決夏熱冬冷的二季問題，在節(jié)省能源、降低能耗的前提下，提高建筑熱舒適性并實現(xiàn)近零能耗的建筑目標。
 
3.2 提高外圍護結(jié)構(gòu)的保溫性能
提高外圍護結(jié)構(gòu)的保溫性能應(yīng)在提高氣密性避免熱損失的同時，解決夏熱冬冷地區(qū)保溫隔熱的構(gòu)造問題，防止由于高濕產(chǎn)生的熱橋冷凝破壞外圍護結(jié)構(gòu)的熱性能。
 
夏熱冬冷地區(qū)常伴有高濕現(xiàn)象，在提高外圍護結(jié)構(gòu)隔熱性能的同時，避免熱橋產(chǎn)生與處理好冷凝問題是近零能耗建筑節(jié)能的關(guān)鍵。湖南株洲神農(nóng)灣森林公園被動房采用無機纖維直接噴涂外墻設(shè)置外保溫層。這一方法可以避免空腔和冷橋的產(chǎn)生，工期短，施工簡單，是一種簡單且易于實施的方法。
 
3.3 充分挖掘太陽能資源的一體化應(yīng)用
夏熱冬冷地區(qū)位于太陽能資源一般區(qū)，陽光資源并不充沛，這對近零能耗建筑在這一地區(qū)的實施帶來很大挑戰(zhàn)。在此條件下，這一氣候區(qū)的設(shè)計、施工、運行須充分挖掘太陽能資源，探索太陽能一體化在建筑設(shè)計中的應(yīng)用，優(yōu)化綠色能源的采集與貯存。
 
盡量擴大太陽能資源采集面積、優(yōu)化陽光采集的角度與朝向，將太陽能利用最大化、高效化是夏熱冬冷地區(qū)太陽能資源利用的正確途徑。太陽能采集構(gòu)件與圍護構(gòu)件（如玻璃幕墻）相結(jié)合并形成一體化體系是夏熱冬冷地區(qū)實現(xiàn)近零能耗建筑的有效方法。
 
結(jié)語
 
綜上所述，通過本文的詳細介紹我們可以知道，夏熱冬冷地區(qū)近零能耗住宅建筑涉及許多不同方面，在應(yīng)對不同的環(huán)境與氣候時，具體手段與措施也應(yīng)相對發(fā)生改變。設(shè)計師在對其節(jié)能方面進行設(shè)計應(yīng)用時，應(yīng)響應(yīng)具體氣候需求，綜合考慮多種因素，協(xié)調(diào)冬冷夏熱的二季特征，并嚴格的按照外圍護結(jié)構(gòu)指導(dǎo)設(shè)計原則去進行，從而實現(xiàn)住宅建筑的近零能耗目標。然而我國現(xiàn)今的夏熱冬冷地區(qū)的近零能耗住宅建筑發(fā)展在國家與相關(guān)部門的高度關(guān)注下才剛剛起步，這就為建筑師營造了十分廣闊的創(chuàng)新空間，同時也帶來了許多技術(shù)難點與問題尚待進一步解決。所以我們應(yīng)引導(dǎo)社會參與度與積極性，并需要及早的建立相關(guān)標準，推進近零能耗建筑的發(fā)展建立相應(yīng)的指標及評價體系。
 
（文章來源：被動式低能耗建筑技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟）