【摘 要】針對(duì)我國(guó)目前采暖及空調(diào)能耗較大的現(xiàn)狀,分析了影響采暖調(diào)能耗的一些主要因素,指出改善建筑環(huán)境是采暖及空調(diào)節(jié)能的一個(gè)有效途徑.
【關(guān)鍵詞】建筑環(huán)境;采暖及空調(diào);能耗;節(jié)能
隨著我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)步伐的不斷加快和人民生活水平的不斷提高,采暖及空調(diào)在為人們提供舒適的工作和生活環(huán)境的同時(shí)也已成了建筑能耗的大戶.在建筑能耗占總能耗比例不斷增加的現(xiàn)狀下,建筑中采暖及空調(diào)節(jié)能已成為節(jié)能領(lǐng)域中的一個(gè)研究重點(diǎn)和熱點(diǎn)。
1 采暖及空調(diào)能耗的組成
采暖及空調(diào)能耗是建筑能耗中的大戶.一些發(fā)達(dá)國(guó)家的采暖及空調(diào)能耗約占建筑能耗的60%~70%,目前我國(guó)這一比例約為55%.隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)及人民生活水平的不斷提高,這一比例將有所增加.以建筑能耗占總能耗的35%計(jì)算,采暖及空調(diào)能耗占總能耗的比例可高達(dá)23%左右.依照終端節(jié)能理論,建筑節(jié)能的工作重點(diǎn)應(yīng)該是采暖及空調(diào)的節(jié)能.采暖及空調(diào)的能耗大小主要取決于空調(diào)冷熱負(fù)荷的確定及系統(tǒng)的合理配置,而產(chǎn)生空調(diào)冷熱負(fù)荷的主要原因有:夏天室外空氣的熱量和太陽(yáng)輻射熱量從室外通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)(墻、門、窗、屋頂、地板等)傳入室內(nèi),從而形成冷負(fù)荷.冬天由于室內(nèi)外存在較大的溫差,室內(nèi)的熱量通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳到室外,從而形成熱負(fù)荷.所以采暖及空調(diào)的節(jié)能工作應(yīng)從這里著手:合理選擇建筑物的位置、朝向、采暖及空調(diào)房間的室內(nèi)外計(jì)算干(濕)球溫度,正確選擇圍護(hù)結(jié)構(gòu)的形狀和材料,以盡可能地減少采暖及空調(diào)的能耗.
2 建筑室外環(huán)境對(duì)采暖及空調(diào)節(jié)能的影響
室外環(huán)境主要包括室外空氣的溫濕度,太陽(yáng)輻射及建筑物本身的朝向和周圍綠化等.一個(gè)良好的室外環(huán)境對(duì)改善室內(nèi)空氣品質(zhì),減少采暖及空調(diào)負(fù)荷,提高采暖及空調(diào)節(jié)能效率將起到十分積極的作用.
2.1 太陽(yáng)輻射對(duì)采暖及空調(diào)負(fù)荷的影響
在冬季,太陽(yáng)輻射對(duì)建筑節(jié)能是一個(gè)有利的因素.當(dāng)太陽(yáng)能照射在房頂和外墻外表面上時(shí),除部分被反射外,其余被建筑物表面吸收存貯,因而形成了由外表面至內(nèi)表面的熱流.而通過(guò)玻璃的太陽(yáng)輻射熱除少部分被反射外,大部分直接進(jìn)入室內(nèi),在室內(nèi)被多次反射后全部被室內(nèi)物體所吸收.這樣提高了室內(nèi)空氣的溫度,減少了采暖用能.在夏季,太陽(yáng)輻射會(huì)對(duì)建筑節(jié)能產(chǎn)生負(fù)面影響,它增加了室內(nèi)空調(diào)的能耗,特別是通過(guò)建筑物玻璃窗的太陽(yáng)輻射熱對(duì)空調(diào)能耗影響很大。
2.2 規(guī)劃設(shè)計(jì)對(duì)采暖及空調(diào)負(fù)荷的影響
規(guī)劃設(shè)計(jì)是建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的一個(gè)重要方面,主要是對(duì)建筑物的氣密性、體型、朝向、間距、采暖及空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備和管網(wǎng)及建筑物的周邊綠化等進(jìn)行全方位的優(yōu)化設(shè)計(jì),從而形成一個(gè)良好的人居環(huán)境和有利于節(jié)能的微氣候環(huán)境.研究表明綠化良好的小區(qū),不但有防風(fēng)、隔聲、阻塵和美化周邊環(huán)境的作用,同時(shí)也能相應(yīng)降低小區(qū)建筑的采暖及空調(diào)負(fù)荷。
3 建筑室內(nèi)環(huán)境對(duì)采暖及空調(diào)節(jié)能的影響
室內(nèi)環(huán)境主要包括室內(nèi)空氣的溫度、濕度、流動(dòng)速度、清潔度、新鮮度及人體與周圍環(huán)境間的熱輻射換熱等.采暖及空調(diào)的目的是為人們提供良好、舒適的生產(chǎn)和生活環(huán)境,而房屋的建筑熱工設(shè)計(jì)是合理利用房屋圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱特性來(lái)削弱和消除室外氣候變化對(duì)室內(nèi)環(huán)境的影響,從而使室內(nèi)保持舒適的微氣候。
3.1 室內(nèi)空氣溫度對(duì)采暖及空調(diào)負(fù)荷的影響
當(dāng)室外空氣計(jì)算溫濕度為定值時(shí),如夏季空調(diào)室內(nèi)計(jì)算溫度和濕度定得越低,則房間的計(jì)算冷負(fù)荷就越大,系統(tǒng)的能耗也相應(yīng)增大.同樣,冬季采暖室內(nèi)計(jì)算溫度定得越高,則房間的熱負(fù)荷和能耗也越大。
3.2 室內(nèi)新風(fēng)量對(duì)采暖及空調(diào)負(fù)荷的影響
采暖及空調(diào)房間的室內(nèi)新風(fēng)量大小將直接影響到房間冷熱負(fù)荷的大小,新風(fēng)量越大采暖及空調(diào)負(fù)荷越大.目前國(guó)內(nèi)采暖及空調(diào)設(shè)計(jì)規(guī)范的新風(fēng)量大小主要取決于室內(nèi)CO2氣體的濃度,雖然CO2氣體本身無(wú)毒,但室內(nèi)CO2濃度的增加,勢(shì)必造成室內(nèi)氧氣濃度的下降,從而影響人的健康.所以在保證人體健康和滿足衛(wèi)生要求的情況下,采暖及空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)比一般冬季不小于總風(fēng)量的10%,夏季不小于總風(fēng)量的20%,春秋季節(jié)采暖及空調(diào)房間的新風(fēng)百分比將隨室外空氣溫度的升高而增大.
4 圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)采暖及空調(diào)節(jié)能的影響
在采暖建筑中,通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱熱損失約占全部熱損失的70%左右.近年來(lái),一些開(kāi)發(fā)商為了追求建筑外型的新穎美觀,過(guò)多地使用那些保溫性能較差的玻璃幕墻和玻璃屋頂?shù)冉ú?,使圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱損失比例進(jìn)一步加大,所以改善和提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能對(duì)減少采暖及空調(diào)負(fù)荷具有十分重要的意義.
4.1 墻體
在墻體厚度一定的情況下,改善和提高墻體的保溫性能主要有兩個(gè)辦法:一是改善砌體的保溫性能,如采用混凝土空心砌塊、加氣混凝土砌塊等類型的砌體材料,使之既具有承重又具有保溫的功能;二是對(duì)墻體采取外保溫、內(nèi)保溫和中間保溫等措施,即在墻體的外側(cè)、內(nèi)側(cè)或中間加設(shè)保溫層.外保溫復(fù)合墻體是近幾年剛剛興起的一種保溫節(jié)能技術(shù),它是在結(jié)構(gòu)外墻的外側(cè)粘貼或吊掛某種保溫材料,使其達(dá)到設(shè)計(jì)熱阻要求。
4.2 門窗
在建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中,門窗的隔熱保溫性能較差,通過(guò)門窗的熱傳導(dǎo)和冷風(fēng)滲透兩項(xiàng)能耗約占建筑總能耗的一半左右,所以改善門窗的熱工性能是采暖及空調(diào)節(jié)能工作的一個(gè)重點(diǎn).為此,在嚴(yán)格控制好窗墻面積比、減少玻璃面的日照面積率的同時(shí),還要求其必須抗風(fēng)強(qiáng)度高、傳熱系數(shù)小、氣密性和水密性好.目前建筑所采用的門窗類型主要有木門窗、塑鋼門窗、單框雙玻璃窗等.同時(shí)一些新型復(fù)合保溫材料的門窗也已開(kāi)始使用,如鋁塑、鋼塑復(fù)合材料隔熱門窗,中空玻璃窗等.
4.3 屋頂
頂層住房冬冷夏熱,所以提高屋頂?shù)谋匦阅苁墙ㄖ?jié)能及改善頂層居民居住條件的重要環(huán)節(jié),改善和提高屋頂?shù)臒峁ば阅苤饕羌訌?qiáng)屋頂?shù)谋?目前屋頂保溫所使用的保溫材料主要有增水性膨脹珍珠巖、聚苯板、玻璃棉等,有的用架空混凝土薄板,下邊再鋪設(shè)膨脹珍珠巖,從而使屋頂?shù)谋匦阅芨?
5 結(jié)語(yǔ)
建筑環(huán)境是影響采暖及空調(diào)節(jié)能的一個(gè)主要因素,所以應(yīng)制定相應(yīng)的政策法規(guī),加強(qiáng)建筑、暖通等各專業(yè)間的協(xié)作.充分利用有利的建筑環(huán)境,依靠國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的科學(xué)技術(shù),不斷研究開(kāi)發(fā)新能源、新材料、新設(shè)備,加強(qiáng)各種設(shè)備的運(yùn)行管理,是未來(lái)采暖及空調(diào)節(jié)能的一個(gè)發(fā)展方向.
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