摘要：由于建筑的存在,人體生活的環境可劃分為室內熱環境和室外熱環境.要想對建筑降溫就要從室內與室外兩方面著手,找清熱的來源,從而設計出有效的防熱建筑,達到建筑降溫的效果.造成建筑過熱的原因有:室外傳溫,太陽輻射直射入室內,鄰近建筑物的反射熱幾長波輻射等.通過研究造成建筑室內過熱的原因主要是室外氣候因素的影響.對此解決的途徑有:減弱室外熱作用,窗口遮陽,維護結構的隔熱與散熱,合理的組織自然通風,盡量減少室內余熱.；相應的降溫設計方法有:外逸長波輻射降溫,自然通風和夜間通風降溫,蒸發冷卻,土壤供冷等.
　　關鍵詞:夏季,建筑,降溫
　　隨著工業的發展城市密度的提高,溫室效應,熱島效應,使城市的夏天越來越炎熱.建筑作為人類生存的保障,怎樣才能創造一個舒適,健康,高效的室內熱環境?成為當代建筑學者共同的研究對象,建筑降溫問題已經成為一個刻不容緩需要解決的問題.由于建筑的存在,人體生活的環境可劃分為室內熱環境和室外熱環境.要想對建筑降溫就要從室內與室外兩方面著手.從宏觀和微觀兩方面來研究:
　　一、宏觀方面:建筑基地的各種氣候因素,通過建筑物的維護結構,外門窗及各類開口,直接影響室內的氣候條件.為了獲得良好的室內熱環境,必須了解當地各主要氣候因素的概況及變化規律特征,以作為建筑設計的依據.
　　一個地區的氣候狀況是許多因素綜合作用的結果.與建筑物密切相關的因素有:太陽輻射,空氣溫度,風和降水.我國地域遼闊,各地氣候差異很大.我國炎熱地區指常年最熱月份平均氣溫高于或等于25℃的地區.其范圍主要包括長江流域的江蘇、浙江、安徽、江西、湖南、湖北和四川盆地；東南沿海的福建、廣東、海南和臺灣及廣西、云南、貴州。
　　這些地區因受東南季風和海洋暖氣團北上的影響，以及強烈的太陽輻射和下墊面共同作用，使得氣候炎熱，夏季時間長，如不采取防熱措施，勢必造成室內過熱，嚴重影響人們的生活、工作，甚至人體健康。
　　炎熱地區的熱氣候特征
　　▲熱氣候有干熱和濕熱之分。溫度高、濕度大的熱氣候稱濕熱氣候；溫度高而濕度低的熱氣候稱干熱氣候。
　　▲氣溫高且持續時間長。日平均氣溫≥25℃的天數，每年約有100~200d。
　　▲太陽輻射強度大，水平輻射強度最高約為930~1045W/m2。
　　▲相對濕度大（75~95%），年降水量大。
　　▲季風旺盛。
　　干熱區建筑特色
　　▲干熱區氣候干燥、氣溫高、溫度日差較大，晴朗少云，吹熱風并帶沙塵。
　　▲建筑特色：墻厚少開窗或開小窗；外圍護結構隔熱要求高；內庭周圍多設走廊，庭院內種植物和設置水池以調節干熱的氣候；
　　▲在干熱地區，生土建筑對調節室內氣溫起的作用很大。如一晝夜室外氣溫波動在40℃~18℃之間，而室內氣溫的波動僅在29℃~24℃之間，房間內部溫度較為穩定，具有一定的空調作用。
　　●干熱地區建筑特色
　　
　　●濕熱區建筑特點:
　　
　　濕熱區建筑設計防熱措施：
　　▲防止日輻射：周圍環境要綠化；窗口要遮陽；外圍護結構要隔熱；朝向要合理。
　　▲爭取自然通風：房屋間距、布局要合理；建筑低層架空；設通風屋頂、通風幕墻。
　　通過分析造成建筑過熱的室外主要來源有:
　　(1)在太陽輻射和室外氣溫的作用下，使得圍護結構內表面及室內空氣溫度升高。
　　(2)通過窗口進入室內的太陽輻射熱（包括建筑物墻面、地面吸收太陽輻射熱溫度升高后，又向外輻射的熱量），使部分地面、家具等吸熱升溫，加熱室內空氣。
　　(3)自然通風過程中帶進帶出的熱量。
　　(4)鄰近建筑物,地面,路面的反射熱及長波輻射熱.
　　
　　二、微觀方面(室內環境影響):
　　建筑的服務對象是人,人類的活動也或多或少的影響著建筑,尤其是內部環境.人和環境之間要進行熱交換,人體新陳代謝會不斷發出熱量,但人體并非唯一的熱源,各種機器設備和人工照明都會產生很大的影響.尤其是近些年來家電設備的增多,使用中都會散發出一定的熱量,也使室內溫度有所升高.
　　通過研究,室內熱環境狀況包括物理和心理兩個方面,與人的熱舒適密切相關的環境物理因素有:空氣溫度,空氣濕度,空氣流動和平均輻射溫度.
　　1.空氣溫度:空氣溫度給人冷熱的感覺,對人體的舒適感最為重要,在人工空調環境下夏季控制在24℃~28℃時,能耗比較經濟,同時又比較舒適.
　　2.空氣濕度:在夏季氣候炎熱,當溫度升高時人體需要出汗來散熱降溫是,空氣濕度將對熱舒適造成較大的影響.一般認為最適宜的相對濕度應為50％~60％.
　　3.空氣流動形成了風,是改善熱環境的有效辦法,如在廣州,上海等地對一般居室在夏季使用空調的情況下調查測試結果為:室內風速在0.3m/s~1m/s之內多數人感到愉快,只有室內風速大于1.5m/s時,多數人才認為風速太大不舒適.
　　建筑防熱的途徑
　　▲減弱室外的熱作用，其方法主要有：正確選擇朝向；綠化環境，降低輻射；淺色外圍護結構，減少輻射吸收。
　　▲外圍護結構的（白天）隔熱與（夜間）散熱。
　　▲房間的自然通風，排除房間余熱。
　　▲窗口遮陽，阻擋直射陽光進入室內。
　　▲利用夜間對流、被動蒸發冷卻、地冷空調等自然能防熱降溫。
　　三、方法：
　　通過這些途徑，從物理角度出發進行深入的研究，找到建筑降溫的方法：
　　1.減弱室外的熱作用的方法
　　通過實例的研究
　　平屋頂、西墻、東墻、西南向墻和東南向墻所受室外熱作用較大。因此，在設計時對他們進行隔熱是非常必要的。室外綜合溫度是以一天為周期波動的，用tsa表示的公式只是一般表達式，為了進行隔熱計算，還必須確定綜合溫度的最大值、晝夜平均值和晝夜溫度波動振幅。
　　因此按照《民用建筑熱工設計規范》（GB50176—93）要求，自然通風房屋的外圍護結構應滿足如下隔熱控制指標：
　　屋頂和東（西）外墻內表面最高溫度θi,max≤夏季室外計算溫度最大值te,max。θi,max≤te,max
　　對于夏季特別炎熱地區（南京、武漢、長沙、重慶等），屋頂和東西墻內表面最高溫度值θi,max應＜室外氣溫最高值。θi,max＜te,max
　　當外墻和屋頂采用輕型結構時θi,max應滿足下式：
　　θi,max≤te,max+o.5℃
　　▲當外墻和屋頂內側用復合輕質材料（巖棉、泡沫塑料、石膏板），θi,max應滿足下式：
　　θi,max≤te,max+1℃
　　▲對于夏季炎熱，冬季又寒冷的地區，建筑設計應考慮屋頂和外墻冬季防寒夏季防熱。
　　▲對于自然通風的房間，外圍護結構的隔熱設計主要控制其內表面溫度值。要求外圍護結構具有一定的衰減度和延遲時間。
　　2．外圍護結構的（白天）隔熱設計
　　●外圍護結構隔熱的重點在屋面，其次是西墻與東墻。
　　●降低室外綜合溫度：結構外表面采用淺色飾面，減少對太陽輻射吸收；屋頂或外墻采用遮陽結構；結構外表面選用特殊材料（對太陽短波輻射的吸收率少而對長波發射率大），降低表面溫度。
　　●在外圍護結構內部設置通風間層。（特適合要求白天隔熱好，夜間散熱快的房間）
　　●依據氣候特點和房屋使用情況合理選擇外圍護結構的材料要求和衰減延遲能力。
　　●利用水的蒸發和植被對太陽能的轉化作用降溫。
　　●屋頂和東西墻應當進行隔熱計算，使內表面最高溫度滿足隔熱設計指標。
　　屋頂的隔熱設計：
　　①實體材料層和帶有封閉空氣層的隔熱屋頂。
　　應用隔熱材料（隔熱層）提高圍護結構的熱阻（R）和熱惰性指標（D）值，從而加大對波動熱作用的阻尼作用，使圍護結構具有較大的衰減倍數和延遲時間值，可以降低圍護結構內表面的平均溫度和最高溫度。
　　在炎熱多雨地區，應用隔熱層+蓄熱系數較大的粘土磚或混凝土板，可增強熱穩定性，特別是雨后,粘土方磚吸水，水分蒸發散熱，從而可提高隔熱效果。
　　應用封閉空氣間層隔熱，特別是在間層內加鋪反射系數大、輻射系數小的材料如鋁箔，隔熱效果顯著。
　　3．外逸長波輻射降溫
　　外逸長波輻射降溫是指利用建筑表面的長波輻射來使建筑圍護結構自身散熱降溫，分為被動式和混合式兩類，第一種主要使用建筑的屋頂墻體和開啟的窗戶作為輻射條件，第二種包括改用在長波輻射的波長范圍內輻射能力較強的金屬表面。
　　實例：需冷屋頂（墻體）利用在屋頂上放置裝有水或其他液體的容器，夏季白天以隔熱材料覆蓋，防止熱獲得，夜間拿開隔熱材料，，將被水吸收的熱量通過外逸長波輻射散熱到夜空中，冷卻建筑。
　　4.自然通風和夜間通風降溫
　　⑴有效組織自然通風氣流，安排好進風口和排氣孔的位置控制氣流的方向及速度
　　⑵利用開啟式天窗，在必要時打開天窗降溫除濕；
　　⑶設置采風裝置例如捕風塔，引導氣流流經建筑需要通風降溫的部位；
　　⑷利用導風設施強化自然風，包括導風墻體，綠化，建筑內外形體，導風板等。
　　5．蒸發冷卻
　　蒸發冷卻可分為被動直接，被動間接，混合直接及混合間接蒸發冷卻系統。被動直接蒸發冷卻（PDEC）系統包括依靠植物的蒸發冷卻，使用噴泉，噴水池，室內或半室內水面以及容積式或塔式蒸發冷卻技術。建筑周圍的蒸發效應可以有效促進自然通風，還能用來冷卻建筑外圍護結構。
　　6．土壤供冷
　　土壤供冷最常用的辦法是將PVC塑料管或水泥管埋入地下1m~3m深處，將室內空氣通入其中冷卻后抽送至室內。空氣直接與土壤或地道接觸的冷卻方式，如地道風降溫，因空氣質量較差，使用受到限制。土壤供冷利用生土建筑來降溫，不僅在使用過程中可以節約大量日常運行能源，同時，由于使用原始材料，因而生產和建造過程中能耗也很少。
　　四、后記
　　通過研究，建筑物可以采用不同的設計手法達到降溫的效果，實踐證明，在提高維護結構隔熱性能以大大減小空調負荷的基礎上，配以自然冷卻的技術和措施，對許多地區是非常有效的。建筑的自然冷卻的基本思路可歸納為防止或盡量減少建筑得熱以及加大散熱量兩條，這些方法和技術有不少是古老的，但又因現代科技發展而得到了新的發展。
　　參考文獻：
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