夏热冬冷地区近零能耗公共建筑围护结构协同设计方法

　　夏热冬冷地区的气候特点很复杂，在节能控制与舒适之间又有着明显的冲突。作为建筑能耗的关键因素之一，外围护结构的好坏直接关系到建筑物的能耗情况和运行成本高低。本文依照近零能耗的概念，提出了围护结构协同的设计办法，通过热工性能、遮阳方案、密封程度以及构造联合来创建一个完善的优化系统。通过建筑气候响应分析和多目标模拟达到保温、隔热、自然通风三者之间平衡的目的，给近零能耗公共建筑区域性设计给出一条技术途径。

　　一、近零能耗目标下的设计导向

　　夏热冬冷地区的气候特点是夏天高温高湿，冬天低温干燥，能耗高低交替出现。近零能耗建筑要以围护结构为重心来降低热耗、控制冷负荷。性能化设计以建筑整体热环境为约束条件，注重不同构造层之间的耦合效果，围护系统要有高保温性、高气密性以及高热惯性的特点，借助综合平衡达到全年能耗最优化。

　　在设计阶段用建筑能耗模拟以及热工参数来反馈墙体、屋面、门窗及节点构造综合匹配。参数调整不以单项性能最优为目标，而是以系统能效最大为方向，建筑外形和朝向的协同控制成为影响围护性能的基本条件。

　　二、围护结构协同设计策略

　　(一)墙体与屋面系统优化

　　墙体要使用复合保温系统，将无机保温层与结构层相结合，形成连续的热阻通道。外保温比内保温好，可以有效防止热桥，保持结构的热稳定性。屋面应采用反射防水层加通风隔热层的组合形式，提高夏季热反射及散热能力，在高气温季节减少高峰负荷可以利用相变材料或者通风屋面。

　　(二)门窗与遮阳设计

　　门窗是围护系统较为薄弱的部分，需要控制窗墙比，提高气密性。高性能断桥铝框+低辐射中空玻璃。外遮阳比内遮阳的效果要明显一些，可通过可调百叶、遮阳板或者智能控制系统的调整来实现，遮阳构件与立面相结合，以节能美观为出发点。

　　(三)气密性与热桥控制

　　节点密封要连续完整，注意窗框、幕墙和结构接缝等重点部位的渗水情况。使用双层密封胶条及弹性连接方式来减小空气渗透性。结构热桥经由保温隔断、低导热连接件削弱，产生稳定热阻闭合圈。

　　(四)构造与机电系统集成

　　围护结构与空调、 新风系统与光伏系统的结合可以提高能效的耦合度。屋面的光伏板同外遮阳一起布置，具有发电和遮光的作用。通过被动通风的通道和可调开口来达到自然通风和机械系统相结合。

　　围护结构协同设计成为夏热冬冷地区近零能耗公共建筑实现能效平衡的关键渠道，依靠构造、材料及机电系统之间的协调改善，建筑可在复杂气候中维持恒定的热环境并达成低能耗运行状态。协同设计本质就是跨专业的整合，让建筑成为一个对环境有响应能力的能量系统。

　　【作者 马晓震 陈宗朴  供职单位：青岛建设装饰集团】