鄭 侃 賀海芳
(江西師范大學城市建設學院,江西 南昌 330000)
夏熱冬冷地區(qū)建筑設計節(jié)能措施
鄭 侃 賀海芳
(江西師范大學城市建設學院,江西 南昌 330000)
建筑節(jié)能是保證社會可持續(xù)發(fā)展的關鍵之一。根據(jù)我國夏熱冬冷地區(qū)建筑能耗以及建筑節(jié)能標準實施情況,建議夏熱冬冷地區(qū)建筑應相應提高節(jié)能的標準,并提出了夏熱冬冷地區(qū)建筑空調(diào)節(jié)能的主要措施。
建筑節(jié)能;夏熱冬冷地區(qū);圍護結(jié)構(gòu)
久居繁華城市的人們越來越渴望大自然的陽光、新鮮的空氣、舒適的環(huán)境,與此同時,建筑能耗也隨著現(xiàn)代科技的普及而逐年上升,尤其是電能的使用,特別在一些大小城市的此方面能耗更是居高不下。因此,實施建筑節(jié)能成為當今建筑業(yè)發(fā)展最緊迫的工作。
由于我國人口逐漸膨脹,人均資源相對貧乏。自1996年7月以來,建設部相繼頒布并實施了各氣候區(qū)的居住建筑節(jié)能設計標準。一些地區(qū)還依據(jù)要求,技術標準圖集編制、在建筑節(jié)能政策法規(guī)制定、配套技術體系建立、建筑節(jié)能材料產(chǎn)品開發(fā)應用與管理、科技試點示范與宣傳培訓等方面開展了大量工作,并取得了一定的成果。但是,仍有一些地方和設計或施工單位不執(zhí)行或自行降低節(jié)能設計的標準,導致新建的建筑執(zhí)行節(jié)能標準的比例不高,還存在不同程度浪費能源的問題。
然而,由于推行節(jié)能是一項長期而艱巨的工作,并且在短期內(nèi)不容易看到實際利益。由于節(jié)能建筑的施工程序復雜化和節(jié)能材料的使用,會導致建筑的成本上升。這個比例大約在5%到8%左右,也就是相當于每平方米要增加100到200多元錢。這樣的話,由于開發(fā)商想要實現(xiàn)利潤的最大化,消費者就會受到建筑節(jié)能成本的“隱性”影響,對節(jié)能建筑青睞不夠,市場發(fā)展必定受影響,從而形成非良性循環(huán)。
推廣節(jié)能建筑不單是實現(xiàn)經(jīng)濟利益最大化的需要,也是每個人為社會可持續(xù)發(fā)展需要承擔的責任。通過節(jié)能建筑,每年節(jié)省的能源價值實際上已經(jīng)大于節(jié)能的投入,其實大有利可圖。
“低能耗”是為了保護環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的概念詞、已被世界普遍認可,并已在多數(shù)發(fā)達國家取得了一定的成果。
歐洲在二十世紀七十年代曾經(jīng)出現(xiàn)過兩次能源危機,后來北歐、瑞士、德國等國先后制定了低能耗建筑的發(fā)展決策,普遍使用高舒適度低能耗建筑,并成為世界上居住品質(zhì)最高和能源利用最科學的地區(qū),而在國內(nèi),許多新建建筑完全依賴高能耗的空調(diào)機來調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度,由于采暖和制冷期很長,于是制冷和采暖能耗居高不下。
21世紀人類首要的目標是可持續(xù)發(fā)展,低能耗建筑正是實現(xiàn)這一改變的必經(jīng)之路,對于城市建筑發(fā)展來說必須由傳統(tǒng)高消耗發(fā)展模式轉(zhuǎn)向高效綠色發(fā)展模式,也是當今世界建筑發(fā)展的必然趨勢。近幾年,我國政府就強調(diào)了可持續(xù)發(fā)展的目標,倡導提高能源利用率,節(jié)約能源、減少排放,保護環(huán)境,保護自然資源。
在過去建筑業(yè)發(fā)展中,資源、能源消耗高和環(huán)境污染嚴重是影響可持續(xù)發(fā)展的幾大障礙。隨著人們對“人類-建筑-環(huán)境”認識的加深,建筑的節(jié)能問題逐漸成為建筑業(yè)發(fā)展的關注點。
夏熱冬冷地區(qū)主要位于長江流域,這一地區(qū)氣候的共同特點是:夏季氣溫高、冬季寒冷、空氣濕度大,給人的感覺是夏季悶熱和冬季陰冷,由于沒有集中供暖,空調(diào)便成為住宅以及公共建筑的主要空氣調(diào)節(jié)設備。
南昌作為江西省的省會城市位于此地區(qū)中部,具有典型的夏熱冬冷的氣候特征,特別是進入九十年代以來,住宅面積的竣工增長率都在10%以上。隨著經(jīng)濟發(fā)展和生活水平提高,空調(diào)開始進入城市的商場、辦公樓、旅館、飯店、影劇院等公共建筑以及居民住宅,在夏冬兩季造成該地區(qū)城市的非工業(yè)用電急劇增加,甚至出現(xiàn)用電短缺的情況。1999年初每百戶居民的家用空調(diào)器擁有率已達到50%,隨著繁華路段商業(yè)街的改造,全市大型商場、飯店、影劇院等公共場所的空調(diào)普及率已超過90%,空調(diào)建筑在該地區(qū)已不是局部和單季現(xiàn)象,采取節(jié)能措施勢在必行。
由于采暖區(qū)城的劃分,該地區(qū)建筑本身并未設計采暖或制冷措施,或者因體形系數(shù)大和圍護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能差,不僅難以達到理想的舒適水平,而且能源利用效率低,浪費嚴重。
3.1 夏熱冬冷地區(qū)應提高建筑節(jié)能的標準
建筑節(jié)能工作就是在改善建筑環(huán)境的同時通過提高能源利用效率、減少不必要的能源浪費,從而達到節(jié)約能源的目的。為此2003年10月1日,建設部開始實施《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能標準》,此項措施有效的推動了我國夏熱冬冷地區(qū)建筑節(jié)能目標的實現(xiàn)。這些標準的制定與頒布實施,填補了節(jié)能標準的多項空白。然而,這些標準有如下不足之處:起點低,與發(fā)達國家相比仍有很大差距;節(jié)能重點在嚴寒和寒冷地區(qū),其中對圍護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱只是規(guī)定了最低限度。雖然一些位于夏熱冬冷地區(qū)的省市根據(jù)當?shù)氐臍夂蛱卣骱蛯嶋H需要,制訂了具有地方特色的建筑節(jié)能標準,但是在大量的實際工程中,這些節(jié)能標準往往也沒有得到很好的實施;實施后節(jié)能效果如何也有待時間的檢驗。以致于有到了冬天或是夏天的室內(nèi)還是沒能達到人們要求的舒適度,或是采用獨立的采暖或是制冷效果卻不盡如人意。
而南昌處于建筑氣候的冬冷夏熱地區(qū),夏季既要防熱,冬季又要防寒,但由于建筑節(jié)能工作不到位等種種原因,能源利用率始終不高。顯而易見,居民家庭空調(diào)、電暖器的使用每年都給南昌市供電部門帶來了巨大的壓力。所以,節(jié)能建筑中由于外墻、屋面采用了保溫隔熱措施,使其內(nèi)表面溫度比一般住宅稍低,室內(nèi)熱舒適性得到改善,電能消耗也相對減少了。
過去的南昌,大部分的建筑都是依靠單獨采暖或是空調(diào)設備,而整棟樓的每個房間又基本上是靠單獨空調(diào)設備,這些設備的能耗總計來說是非常驚人的,而釋放出來的廢氣、熱氣破壞了大氣環(huán)境,如果能夠做好建筑節(jié)能保溫隔熱,室內(nèi)溫度損耗少,就能夠做好節(jié)能的目的。
3.2 夏熱冬冷地區(qū)空調(diào)建筑節(jié)能的主要措施
采用高效節(jié)能的空調(diào)系統(tǒng)。住宅一般是人員進入室內(nèi)才啟動空調(diào),各戶使用情況不盡相同,用電通常分開計量,因此適于安裝單個房間空調(diào)器。另外,一些高層辦公樓、大型商場、高級賓館等為了維持較穩(wěn)定的室內(nèi)溫濕環(huán)境和使用、管理方便,都采用中央空調(diào)。近年來,大量空調(diào)建筑的使用已帶來所謂空調(diào)建筑綜合癥的問題,即長期生活在空調(diào)建筑中的人容易各種身體不適的癥狀。目前世界各國都在大力提倡自然控溫的非空調(diào)建筑(Free Cooling Building),有關研究表明,在室溫小于30℃的房間內(nèi),完全可以通過空氣流動來維持人體的熱舒適性。即使需要空調(diào)的房間,也可以只對人員所在的工作區(qū)采取區(qū)域空調(diào)措施,從而節(jié)約非工作區(qū)的電力供給,這樣采用區(qū)域性動態(tài)空調(diào)的方法來降低建筑空調(diào)能耗。
合理安排建筑的空間布局,控制體型系數(shù)和窗墻比。體型系數(shù)指建筑物外表面積與其所包圍的體積之比值,窗墻比是窗洞口與墻的面積比值,增大這兩個比值不利于空調(diào)建筑節(jié)能,應盡量減少空調(diào)房間兩側(cè)溫差大的外墻面積及其薄弱環(huán)節(jié)窗的面積。夏熱冬冷地區(qū)與北方采暖地區(qū)相比,體型系數(shù)對全年建筑能耗的影響要小一些,不宜限制過死,但也不應超過0.3~0.4。
低能耗建筑是可持續(xù)發(fā)展概念在建筑行業(yè)中的具體體現(xiàn),也是世界建筑發(fā)展的趨勢和方向。目前,中國建筑業(yè)基本上還是一個高能耗、高物耗、高污染的產(chǎn)業(yè)。我們期望中國建筑界轉(zhuǎn)變觀念,深入學習、研究綠色建筑的理論和技術,推動綠色建筑在中國的發(fā)展,迎頭趕上,盡快把中國建筑業(yè)轉(zhuǎn)到可持續(xù)發(fā)展的道路上。
[1]趙暉. 嚴寒地區(qū)高校圖書館建筑節(jié)能體形設計研究【J】.建筑技術,2013(11).
[2]劉彥杰.辦公建筑節(jié)能設計方法研究【J】.四川水泥,2014(11).
S210
B
1007-6344(2015)10-0156-01