摘要：湿热气候对于建筑物有着较为严重的影响，所以在目前的建筑物设计和施工过程中，需要针对湿热气候地区的建筑物设计进行有效的提升，保证其整体的使用质量。同时对于建筑物立面设计来说，要合理的管理相关的节能设计，合理利用湿热气候相关的能源性，可以减少能源的使用情况，保证其整体的节能性。
关键词：湿热气候；建筑节能；建筑立面；节能设计
引言：
建筑立面设计应当在其艺术表现力以及功能性之间找到平衡点，做到技术与艺术的统一。优秀的建筑立面设计，既可以创造出更加舒适的室内环境，同时又能够起到改善城市环境的作用。相比于干热气候，湿热气候对于建筑热环境的主要影响因素包括：相对较强的太阳辐射、相对较高的空气温度以及较高的空气湿度等。本文便是针对“湿热环境”的气候特点，结合相关的建筑技术，总结归纳适用于湿热气候下的建筑立面设计策略。
1湿热地区的建筑立面设计原则
对于湿热地区而言，建筑热环境控制主要以降低温度以及湿度为主。具体到立面节能设计策略，应侧重于减少太阳辐射和做到对室内与室外热交换的有效控制。同时，还需注意在上述前提之下保障自然采光，并尽可能使用自然通风进行冷却，减少空调的使用。具体分为以下几点：（1）减少太阳辐射所产生的温度升高；（2）有效控制眩光；（3）在保障室内热环境舒适的前提下提高自然采光对于室内的覆盖深度；（4）保障自然采光在室内的均匀分布。
2针对建筑立面节能设计，需要考虑到众多环境因素对于建筑立面的影响
建筑立面的节能设计成功与否，将直接影响建筑物的室内通风效率、室内自然采光、室内热舒适环境以及建筑整体的能耗。目前，国内对于建筑立面节能设计的研究已经取得了一定的成果，确定了建筑立面设计时需要考虑的一些重要因素，其中主要包括建筑的形式、体量，建筑所在的地理位置、朝向、外部环境，建筑立面所使用的材料，建筑立面的窗墙比以及遮阳等等。近年来，随着参数化设计以及BIM技术逐渐走向成熟，建筑师可以掌控更加复杂夸张的立面形式，从而引导建筑立面设计以极快的速度进行着革新。建筑立面形式的飞速发展也使建筑立面设计的技术研究面临着新的挑战。因此，我们建议采用基于气候“适应性”的立面设计方法，来确保建筑立面实现更好的节能效果。
3针对湿热气候环境中建筑立面设计的基本指导原则
（1）通过各种方式有效抑制建筑在白天得热，并同时增强建筑在夜间的散热能力。（2）以当地气候和小气候条件为参照对建筑的朝向、窗墙面积比进行调整，并针对朝向对每个建筑立面进行适应性的调整。其中需要特别注意太阳的照射角度以及当地的主导风向，在海南地区尤其应注意东西向建筑外遮阳与建筑一体化的设计，固定遮阳构件不应只注重遮阳效果，同时应采用风环境计算软件模拟遮阳构件对于自然风的引导，加强室内通风效果。（3）改善建筑外围护结构的热工性能，使用适宜的建筑隔热材料以及安装方式，这需要在设计过程中对于隔热材料的选用及厚度进行对比计算，得出最佳方案。（4）根据室内环境需求以及城市需求选择建筑外立面材质，确保适宜的建筑外立面反射率。（5）通过技术手段对太阳光进行控制，要保障太阳光线有足够的照射深度，为尽可能多的室内空间提供自然采光，目前国内对于导光管、导光纤维等的应用还不广泛，在湿热地区东西向控制窗墙面积比减少建筑得热的同时，可采用该措施不但可增强自然采光效果，同时，还使得室内自然采光均匀分布，并在满足室内自然采光的前提下，做到对太阳辐射传热的有效控制。（6）优化室内风环境，确保室内风环境具有稳定适宜的风速，同时还要尽量扩大室内通风的覆盖面。
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4湿热气候条件下建筑立面的节能策略
确保室内热环境舒适的根本在于实现对于室内外热量交换的有效控制，建筑室内与室外之间的热量交换主要通过以下三个途径实现：（1）透过窗户进入室内的直接太阳辐射；（2）室内与室外之间的空气渗透形成的对流传热；（3）墙体以及窗户本身的热传导。通常情况下，节能效果受到“立面材料”以及“窗墙比”的影响较为显著。窗墙比（WWR）的提高，会导致建筑室内得热量增加。所以，在湿热地区通常倾向于降低主要被照面窗墙比的立面做法。
4.1提高墙体本身的隔热性能
选择适合的隔热材料作为隔热层，可以很大程度上改善建筑立面的热工性能，提高能源使用效率。在湿热气候条件下，建筑围护结构所使用的隔热措施直接影响到建筑整体的节能效果，其影响因素主要包括隔热材料、材料厚度以及安装方式的选择等。隔热材料厚度的增加有助于提升墙体的隔热性能，然而当隔热材料厚度增加到一定程度的时候，继续增加材料厚度对于隔热能力的提升并不显著。通常情况下，使用外保温可以有效避免热桥，综合保温效果优于内保温。隔热材料除了传统的岩棉、挤塑聚苯板、聚苯颗粒、无机保温砂浆之外，近年来也出现了各种新型隔热材料，例如多孔隔热材料SiO2气凝胶等。
对于传统建筑立面节能设计而言，隔热层的设置以及墙体材料和构造方式的选择，对于提高整体建筑节能效果和提高建筑室内空间热舒适条件有着重要意义。建筑材料的热质量是评价建筑材料热工性能的重要指标，热质量有时被称为热飞轮效应。一般情况下，选择使用具有高热质量的材料作为建筑立面材料，能够为建筑提供更加稳定的热舒适环境，达到建筑节能的效果。近年来，许多研究将目光投向了相变材料（PCM）在建筑中的应用，相变材料能够在相对恒定的温度下储存和释放热量，利用其特点，将其与建筑材料的结合，可以显著提高建筑的蓄热能力。目前，在技术层面上已经可以实现相变材料与砌块相结合。有资料显示，在湿热气候条件下的建筑立面设计中应用相变材料，可以在很大程度上保障室内热舒适环境的稳定。但同时其劣势也相当明显，由于相变材料在建筑中的应用研究尚处于起步阶段，还有大量的问题有待解决。例如，设法增强相变材料的化学稳定性，解决材料在相变过程中的体积变化，以及探索更加可靠的封装方式以防止泄漏等等。在实际的建筑设计中，需要对上述各种影响墙体绝热性能的因素进行综合考虑，根据实际情况提出适应性的具体方案。例如，居住建筑的使用特点决定了其在湿热气候条件下的节能设计，重点在于降低夜间室内环境的温度及湿度，提高夜间的室内热舒适条件。经过模拟实验发现，在居住建筑立面设计中，使用具有较高热质量的建筑材料，并配合内保温的立面形式，最有利于提高建筑夜间的室内热舒适条件，实现建筑节能。同时发现，在居住建筑中窗墙比的变化对于建筑节能影响不大，具体的原因尚且不能完全确定，但推测与夜间建筑处于散热状态有关。
4.2适宜的外墙反射率
外立面墙体部分的反射率对于建筑室内的热环境有着重要的影响。在针对湿热气候条件下的建筑立面节能设计中，推荐使用具有一定反射效果的外部涂层，或是使用颜色相对较浅的外部涂料，从而减少对于太阳辐射的吸收并将其反射到大气中去。这种方式很适用于老旧房屋的节能改造。需要指出的是，当墙体本身热阻增加到一定程度时，提高外表面反射率对于改善室内热舒适条件的作用就变得相对有限，同时，墙体反射率的增加会在一定程度上导致建筑周围温度的升高，需要在设计过程中对于反射率的度进行准确的拿捏。
5总结：
作为城市应对气候变化可持续发展战略的一部分，人们对于提高建筑物节能性能的意识不断提高，节能建筑设计也受到来自社会各界的关注。研究表明，建筑外立面作为城市建筑环境的基本组成部分之一，在改善建筑以及城市的能耗方面发挥着关键作用。建筑外立面节能设计策略研究的目的，不仅是为了实现能源消耗的可持续性，同时也是为了营造更加适宜的热舒适环境，进一步提高人们的满意度。
参考文献：
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论文作者:葛睿婷
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/23
标签：建筑论文; 立面论文; 湿热论文; 节能论文; 气候论文; 隔热材料论文; 室内论文; 《基层建设》2019年第13期论文;