夏热冬冷地区住宅实用性研究

2015-04-05 18:05陈国昕候宏超勾建朋
山西建筑 2015年1期
关键词:夏热冬热工实用性

陈国昕 候宏超 勾建朋

(黑河输水渠道管理有限公司,陕西 西安 710061)



夏热冬冷地区住宅实用性研究

陈国昕 候宏超 勾建朋

(黑河输水渠道管理有限公司,陕西 西安 710061)

结合夏热冬冷地区的区域范围及气候特点,对夏热冬冷地区住宅建筑热工特性和建筑能耗状况进行了分析,探讨了提高该地区新建建筑实用性的方法,对国内小康社会的建设和可持续发展具有重要意义。

夏热冬冷地区,气候,能耗,实用性

从古至今,住宅作为一种能有效抵挡恶劣自然环境的掩体而长期存在。随着世界经济、技术和文化的日益发展,聪明的人类不断将舒适性与人文性融入住宅建筑中,使住宅不只是建筑。目前,我国指导住宅使用性能提升及评价的标准主要有GB/T 50362—2005住宅性能评定技术标准和GB/T 50378—2006绿色建筑评价标准,较国外一些发达国家,我国对住宅性能的研究深度和评价体系还不够完善,而且我国中部大部分地区都处于夏热冬冷地区,因此,夏热冬冷地区住宅的实用性研究对我国小康社会建设和可持续发展具有时代意义,任重而道远。

1 夏热冬冷地区气候特征

1.1 区域范围

根据《民用建筑热工设计规范》规定,将我国分为严寒、寒冷、夏热冬冷以及温暖四类地区,其中夏热冬冷地区是指最冷月平均温度为-10 ℃~0 ℃,且日平均温度≤5 ℃的天数为0 d~90 d,同时最热月平均温度为25 ℃~30 ℃,且日平均温度≥25 ℃的天数为40 d~110 d;对建筑设计的要求必须满足夏季放热要求,而且兼顾冬季保温。满足规范规定的夏热冬冷地区位于我国中部的长江流域一带,一般处于北方寒冷地区与南方夏热地区之间,被称之为“过渡地区”,位于陇海线以南,南岭以北,四川盆地以东,属于长江中下游地区。夏热冬冷地区是我国经济发展较快的地区,GDP约占全国的一半,该地区人口较为密集、经济文化较为发达,其政治、经济地位极为重要。

1.2 气候特点

夏热冬冷地区最为突出的气候特点是冬季湿冷夏季闷热,尤其是近年来温室效应的影响此特点更为突出。夏热冬冷地区春秋两季各约2个月,冬、夏各约4个月,时间持续较长。春末夏初时,长江中下游地区处于梅雨期,多阴雨天气,常有大雨和暴雨出现,并且常受热带风暴和台风袭击,易有暴雨大风天气,年降水量大,故该地区湿度大;夏天时,太平洋副热带高压溯江西进,导致该地区白天气温较高,同时该地区夜晚又处于无风状态,就像一个巨大的火炉,白天一直处于加热状态,夜间冷却的时候积蓄的热量却难以散发;冬季时,强大的寒流从北方到达长江中下游地区后,受到南岭和东南丘陵的阻挡,使冷空气在此地区滞留循环,冬季全区性降温猛烈、温度低,还时常伴有大风和冰雪,冬季湿冷,而且该地区的温差和日照偏少;包括重庆、上海、湖北、湖南、安徽、江西、浙江、四川、贵州、陕西、河南、江苏、广西、广东、福建共涉及15个省、市、自治区都有类似的气候特点,面积将近有180万km2。住宅设计不仅要立足于本地区实际气候变化,而且要注重节能环保,这就对我国夏热冬冷地区住宅提出新的要求。

2 夏热冬冷地区住宅热工特性及能耗状况

2.1 建筑热工特性

自新中国成立以来,夏热冬冷地区建筑并没有考虑其地域的特殊性,人们普遍认为该地区较北方地区温度相对较高,无需任何保温隔热措施,致使该地区的多高层建筑外墙采用厚实心粘土砖或者空心砖,更有甚者采用泡沫板填充墙。改革开放以来,人们逐渐开始重视该地区住宅的舒适性,一些住宅开始使用空心粘土砖,其保温隔热性能较粘土砖有一定提升;而且建筑外立面都需进行保温隔热处理,住宅的舒适性得到了很大的提高。

该地区许多在役的多层建筑由于初始设计时并没有考虑建筑的热工特性,窗户普遍采用的是未经任何处理的单层玻璃铝合金窗,替代了当时的木窗,此类窗同木窗一样保温隔热性能很差,并没有从根本上改变玻璃的材性,夏季太阳光从窗户直射入房间内,导致房间内温度高于室外温度;同时,这种窗户形式导致冬季冷空气渗透严重,而且室内温度也向外散发。21世纪,随着商品房进入市场,该地区有些房地产商盲目的追求建筑立面效果时尚、美观,导致建筑窗墙比增大,对室内热环境影响较大。

2.2 建筑能耗状况

冬季我国只对北方寒冷地区采取供暖措施,而对夏热冬冷地区没有采取此项措施,随着我国经济的高速增长,科技技术日益发展,人们生活水平的不断提高,该地区的居民主要利用电器设备自行解决住宅冬夏季的室内热环境问题,夏季时主要采用空调和电风扇降温,而冬季则采用空调和电暖器采暖,此类电器能效比极低,每个家庭至少同时负荷若干台,造成能源浪费巨大,每年的这两个季节城市能耗急剧增长,整个城市用电处于超负荷边缘状态。但是,由于该地区建筑物自身的保温措施并没有彻底改变,无论采取何种降温和采暖方式,居住环境改善的程度都很有限。

夏热冬冷地区大部分在役建筑均未按建筑热工要求设计,无论该地区的气候特点如何变化,该地区建筑室内均达不到最低的舒适度要求。据有关资料显示,为了达到夏热冬冷地区室内环境舒适要求,夏季空调和其他电器用电负荷为0.8亿kW,冬季为2亿kW,全年耗电量大约为2 240亿kW·h,而三峡电厂的年发电量为847亿kW·h。

3 提高夏热冬冷地区住宅实用性方法

3.1 提高新建建筑实用性方法

在设计新建建筑时应考虑该地区夏季隔热、冬季保温、过渡时节除湿及自然通风等方面的自然因素,规划设计体形窗墙比和对于自然通风的组织,对于围护结构热稳定状况应多加重视。

夏季高温多雨、冬季严寒干燥是这一地区的主要特征,充分优化及合理设置住宅建筑的结构形式、朝向、间距与绿化等,以达到夏季通风良好、降温散热、遮阳避暑,冬季利用光照阻挡寒风保暖等效果。

同时地下浅层冷热源的利用近年来发展较快,它是将室内空气输入地下浅层埋藏的管道中,然后经过地下浅层加热或者冷却后再输往室内,将室内冷热空气与地下冷热源进行能量互换可以较好的改善该地区室内热环境问题,而且有效的利用了可再生资源。

3.2 提高既有建筑实用性方法

3.2.1 外墙

对没有采取保温隔热措施的既有建筑加设外墙外保温隔热层,外墙表面涂刷浅色涂料或以浅色面砖饰面或种植绿色植物,或者在外墙内表面贴岩棉或聚苯板,再贴石膏板抹饰面材料。

3.2.2 外门

减少铁门的使用,尽可能采用木门和复合门,并且使用密封性好的门,可以加装密封条。

3.2.3 外窗

采用传热系数小、遮阳系数小和气密性好的节能窗替代普通单层铝合金窗、钢窗等。在玻璃上粘贴建筑隔热膜或加设外窗遮阳设施。

3.2.4 屋顶

增设保温隔热层或改造成多孔材料含水屋面。

4 结语

文中分析了夏热冬冷地区的地理分布、气候特征,对既有建筑热工特性和耗能状况进行分析,提出了该地区新建建筑和既有建筑改善住宅舒适性的实用方法,加强夏热冬冷地区住宅实用性的优化设计,让居住环境实现可持续化的舒适。

[1]詹 林,况龙川.夏热冬冷地区住宅建筑设计节能.住宅科技,2006,8(6):8-10.

[2]何宜娜.北方地区住宅类绿色建筑节能设计评价研究.西安:长安大学,2013.

[3]任俊鹏.夏热冬冷地区住宅节能优化设计分析.城市建设理论研究,2013(25):67-69.

[4]陈 飞.建筑与气候——夏热冬冷地区建筑风环境研究.北京:清华大学,2007.

The research of residential practical performance in summer-hot and winter-cold area in China

Chen Guoxin Hou Hongchao Gou Jianpeng

(HeiheRiverChannelManagementCo.,Ltd,Xi’an710061,China)

Combining with the regional scope and climate characteristic in hot summer and cold winter area, this paper analyzed the residential building thermal characteristics and building energy consumption situation in hot summer and cold winter area, discussed the practicability method to improve the new buildings in the area, had important meaning for the construction and sustainable development of domestic well-off society.

hot summer and cold winter area, climate, energy consumption, practicability

1009-6825(2015)01-0197-02

2014-10-24

陈国昕(1987- ),男,助理工程师; 候宏超(1978- ),男,工程师; 勾建朋(1978- ),男,助理工程师

TU201.5

A

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