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1國內外研究與應用現狀

2009年12月，哥本哈根氣候大會上提出了“低碳”概念。應對氣候變化，倡導低碳生活，成了全人類的共識。當今世界，設計節能建筑和研發節能技術，是最關注的課題之一。目前，國內外對于低碳建筑技術的研究，一般是從最容易影響住宅能耗的建筑外圍護結構如房屋外墻、屋蓋、門窗和資源回收利用等方面進行探討，取得了一定的研究成果。應用方面，不乏傳世之作。由世界著名低碳建筑設計師比爾•鄧斯特設計的“貝丁頓零化石能源發展”社區，2002年完工并吸引了約百戶居民入住，是英國最大的低碳可持續發展社區，如今已成為世界低碳建筑領域的標桿式先驅。日本的落葉小區全面采用節能技術，包括太陽能和風能等自然能的利用，建筑保溫隔熱和屋頂綠化技術等，解決熱水供應，燈光照明以及生活用水的問題。我國低碳技術在城市公共建筑運用相對較多。2010年上海世博會工程中，在世界上首次采用了超大規模“陽光谷”結構，自然光透過“陽光谷”玻璃傾瀉入地，可滿足部分地下空間的采光需求并能獲得自然通風，提升地下空間的舒適感，節約大量能源。同時采用地源熱泵、江水源熱泵、雨水收集利用等新技術，引領當代建筑向綠色環保節能方向發展。2010年，深圳市綠色建筑與低碳城市建設研討會上，深圳市提出全面研究開發低碳建筑和綠色建筑方案。此外，北京長辛店低碳社區概念規劃中，制定了多用途社區概念規劃（住宅區、商業區、未來的科技園區及輕軌站等），建立低碳、經濟可行、社會包容、環境友好、資源有效的社區。倡導一組創新的“低碳分區規范”，結合可持續發展指標及法定分區規范來應對氣候變化的影響。顯然，低碳建筑技術在國內外都有一定的研究和應用，但在中國農村住宅建造中明顯滯后，亟待加強。

2湘北地區民居冬、夏兩季熱環境測試及室內物理環境模擬分析

2.1湖南岳陽郭鎮鄉民居冬、夏兩季熱環境測試及分析

本文以湖南岳陽郭鎮鄉民居為案例，開展湘北地區農村住宅低碳建筑技術的應用研究。該地區處于湖南北部，北緯29.37o、東經113.12o，丘陵地貌，西臨洞庭湖，四季分明，年平均氣溫17℃左右，最低氣溫0℃左右，最高氣溫36℃左右，屬夏熱冬冷型地區；年降雨量1500毫米左右。

2.1.1熱環境測試本文分別在冬、夏兩季利用清華同方RHLOG系列自動溫、濕度記錄儀，對該地區的住宅A和住宅B進行24h的熱環境測試。其中，住宅A建筑的主要朝向為南北向，墻體保溫材料主要采用微晶無機保溫砂漿，窗戶采用中空雙層玻璃窗，房間開窗采用穿堂風的形式，屋頂采用坡屋頂、老虎窗形式，屋頂局部種植綠化。住宅B建筑的主要朝向為南北向，墻體保溫材料為普通保溫砂漿，窗戶采用單層玻璃，房間開窗采用單面開窗形式，屋頂采用坡屋頂形式。A、B住宅室內均無空調設備。現摘錄2012年8月1日至8月2日、2013年1月5日至1月6日的測試結果如下表1、表2。

2.1.2測試結果分析（1）夏季測試溫、濕度對比分析07:00～19:00時段，住宅A和住宅B的室內溫度的最大值都低于室外，且住宅A的溫度最大值低于住宅B，可見，住宅A、B對室外的高溫都有一定的防御效果，且住宅A隔熱效果好于住宅B。19:00～07:00時段，住宅A和住宅B室內溫度的最大值、最小值及平均值都要高于室外，可見，住宅A、B都具有一定的保溫效果。全天內住宅A、B的室內溫度變化幅度小于室外，且住宅A的室內溫度變化幅度要小于住宅B，可見，住宅A的隔熱保溫效果要好于住宅B。由于住宅的保濕效果主要體現在19:00～07:00時段，通過此時間段濕度的最大值、最小值及平均值的比較，可知19:00～07:00時段內住宅A和住宅B的濕度的最大值和最小值都要高于室外濕度，且住宅A室內濕度高于住宅B，可見住宅A夏季保濕性能要強于住宅B。（2）冬季測試溫、濕度對比全天內，住宅A和住宅B室內溫度的最大值、最小值及平均值都高于室外，且住宅A所對應的三個溫度值都分別高于住宅B，可見，住宅A、B對室外的低溫都有一定的防御效果，且住宅A保溫效果要好于住宅B。全天內，住宅A和住宅B室內的濕度最大值、最小值及平均值都高于室外，且住宅A的對應的三個濕度值都分別高于住宅B，可見，住宅A、B都具有保濕效果，且住宅A的保濕效果要好于住宅B。

2.2岳陽市郭鎮鄉民居室內物理環境軟件模擬分析

根據實測結果，采用相關軟件，分別對住宅A和住宅B的室內熱環境、自然通風和自然采光狀況進行定量模擬分析。

2.2.1室內熱環境模擬及其分析利用Dest-h軟件對住宅A、B進行室內熱環境模擬分析，得到圖1、圖2：由圖可知，住宅A夏季室內最高溫為32.3℃，住宅B夏季室內最高溫為35.5℃；從高于30℃的積溫及高于30℃的小時數來看，住宅A為3149.8℃.h，住宅B為4009.0℃.h。即夏季住宅A隔熱效果要好于住宅B。住宅A冬季室內最低溫度為3.43℃，高于住宅B冬季室內最低溫度1.35℃；從高于0℃的積溫及高于0℃的小時數來看，住宅A為29151.54℃.h，住宅B為18900.9℃.h。即冬季住宅A保溫性能要好于住宅B。

2.2.2室內風環境模擬及分析利用Fluent軟件分別對住宅A和住宅B距地面900mm、1500mm和2000mm的三個不同高度,進行室內風環境模擬。以1500毫米高度為例,室內的最高風速住宅A為3.5m/s、住宅B為3.2m/s。室內風速相對較高區域（即風速大于1m/s，小于5m/s）所占比例，住宅A所占比例為40%，住宅B所占比例為37%。可見，住宅A室內的自然通風狀況比住宅B的要好。

2.2.3室內光環境模擬及分析利用Ecotect軟件對住宅A和住宅B室內距地面600mm、1200mm、1500mm三個不同高度進行照度模擬。以1200毫米高度工作面為例，住宅A的平均采光系數為2.44%，遠大于住宅B的0.02%。室內采光系數大于1%的面積占首層總面積的比例比較，住宅A室內采光系數達到1%的面積占到其首層總面積比例為32%，住宅B為2%。顯然住宅A的室內自然采光環境要明顯優于住宅B。

3結語

本文以湘北地區郭鎮鄉民居為例，通過實地測試、計算機模擬等方法，進行對比分析。證明了采用低碳建筑技術建造的房屋，在隔熱保溫、保濕和自然通風采光方面都優于按傳統建筑方法建造的普通房屋，節能減排效果好。事實上，各地均可因地制宜地應用和推廣低碳建筑技術。建議在新農村住宅建造中，從建筑物形體設計到建筑材料和構配件的采用，切實執行國家有關建筑節能技術標準。一是改革傳統外墻，發展節能型外墻體系。大幅度減少實心粘土磚的使用，積極采用空心粘土磚、空心砌塊和加氣混凝土等外墻材料,大力開發利用發泡聚苯乙烯、玻璃棉和膨脹珍珠巖等高效保溫材料。二是窗戶應選用空心型材，形成密閉的空氣層，以減少熱量散失；玻璃可以采用雙層甚至三層，以減少熱傳遞。對于門而言，應盡量選擇保溫性能好的門，減少熱橋處的熱量散失。三是盡可能利用現有的廢舊建筑材料，通過資源回收處理和重新利用來達到節能的目地。積極采用低碳建筑技術，建設美麗中國的“低碳”新農村。

作者：陳積光晏高亮閻瑞肖永強單位：湖南理工學院土木建筑工程學院