不同氣候條件對建筑節能的影響研究

【摘 要】建筑節能方案必須與當地的氣候條件相結合，本文從我國城市建筑節能氣候的類型開始，詳細的闡述了建筑節能的氣候適應性，并指出了不同氣候條件對建筑節能的影響。

【關鍵詞】氣候條件；建筑節能；夏熱冬冷

能源對人類生存與發展的重要性早已成為共識。當前人類社會對能源的消耗主要發生在物質生產過程、交通運輸過程和民用建筑使用過程，它們分別稱為生產耗能、交通能耗和建筑能耗。建筑耗能，其大小主要取決于建筑的總量、性能和使用狀況，建筑設備的能效性能和建筑使用過程的管理水平。建筑節能的含義是提高建筑使用過程中的能源效率。當代的建筑耗能主要包括采暖、通風、空調、照明、炊事、家用電器和熱水供應等的能源消耗。建筑的能源利用效率可定義為：為居住者所提供的衛生舒適的居住條件與所消耗的能源量之比。

1 我國城市建筑節能氣候類型

1.1 嚴寒無夏類

該類主要分市在東北三省，內蒙古，新疆及青藏高原地區。冬季異常寒冷，最冷月平均氣溫小于-10°C，日平均氣溫小于5°C的天數在136~283d；夏季短促涼爽，最熱月平均溫度小于26°C。大部分地區太陽輻射量大、如青海等地冬季太陽輻射熱大于1000。

1.2 冬寒夏涼類

該類氣候持征與嚴寒無夏地區相似，但寒冷程度小、時間短些，最冷月平均溫度大于-10°C，日平均氣溫小于5°C的天數在56~142d(不包括以輔助指標劃入該區的城市)；另外，將冬季太陽輻射熱>1000 ，最冷月平均溫度小于-10°C，以紅原、玉樹等為代表HDD18>3800°C的地區也納入該區。

1.3 冬寒夏熱類

該類氣候條件較惡劣，冬季寒冷且長，最冷月平均氣溫在-5.5~1.3°C，全年日平均溫度低于5°C天數達67~115d．冬季太陽輻射量在415~836 ，比較豐富；夏季炎熱、最熱月平均溫度大于26°C，氣溫高于26°C的天數在32~80d、且晝夜溫差較大，青島、鄭州等都屬于該氣候范圍。

1.4 夏熱冬冷類

該類主要位于長江流域，夏季悶熱高濕，最熱月平均溫度26.5~30.5°C，相對濕度80％左右，太陽輻射熱大于1000；冬季陰冷，太陽輻射熱小于750 ，個別城市不足400 ，最冷月平均氣溫0~8.6°C，是世界上同緯度下飛候條件最差的城市，我國的北京、上海和武漢等是比較典型的例子。

1.5 夏熱冬暖類

該類氣候特征冬季暖和，最冷月平均溫度大于9°C，冬季太陽輻射熱600~1500 ；夏季長而炎熱，最熱月平均溫度大于27 °C。全年日平均溫度大于26°C的天數達82~265d，相對濕度約為80%，太陽輻射強烈，大于1200 ，個別地區大于2000 ，降雨豐沛，是典型的亞熱帶氣候。海南、昆明等地區的氣候特征與此接近。

1.6 冬寒夏燥類

該類氣候特征為冬季非常寒冷，且采暖期較長，最冷月平均溫度-2.2~-17.2°C，全年平均氣溫低于5°C的天數在96~125d；夏季燥熱相對濕度較小，小于50%，太陽輻射強烈，在1200~2300 1200 ，夏季晝夜溫差大。代表城市吐魯番。

2 建筑節能的氣候適應性

建筑節能的氣候適應性源于建筑的氣候適應性，在一種氣候條件下成功的建筑節能行動在另一種氣候條件下不一定適應。北方的建筑節能可以參照氣候特點相近的歐洲、加拿大等過。而長江流域和華南地區的氣候特殊性，決定了不能簡單照搬北方和加拿大等國，必須針對本地氣候特征，發展自己的建筑節能體系。

人類為了抵御惡劣氣候創造了建筑，由于建筑的空間位置是固定的，建議要抵御的是當地的惡劣氣候，其他地區的氣候是不必考慮的。建筑的氣候適應性是適應當地的氣候，這與汽車等交通工具必須適應各地的氣候不一樣。

節能建筑的氣候適應性能主要表現為：

2.1 對惡劣氣候的抵御性能：在室外氣候惡劣的條件下維持一個健康、舒適的室內環境的能力，要求持久。

2.2 對良好氣候的親和性能：在室外氣候良好的條件下使室內環境與室外環境融為一體的能力，要求快速

2.3 對大氣變化的應變性能：當天氣發生變化時及時調整自身性能以適應天氣的能力，要求靈活。

以上論述表明，任何建筑節能措施都受制于它所在地的氣候。只有當建筑節能行為適宜于相關的氣候條件，并不產生危害氣候的負面影響時，才能產生積極的建筑節能效果。

3 氣候條件對建筑節能的影響

3.1 夏熱冬冷地區

夏熱冬冷地區建筑節能承擔著雙重任務：其一，改善建筑熱環境，提高人民生活水平；其二，提高采暖空調的能源利用效率，保護環境。改善夏熱冬冷地區的居住建筑熱環境，是為了在這里生活、工作的5.5億人民，也是為億萬子孫后代造福，是國家民族賦予我們的歷史責任。

我國夏熱冬冷地區屬潮濕氣候區，在對居住建筑進行熱環境改造和推行節能住宅標準時，室內相對濕度控制尤為重要。在夏季，天氣炎熱，加上空氣潮濕，若不采取相應的降溫除濕措施，居住熱環境質量很差，為了改善建筑熱環境，需要使用能源。只有合理使用和節約使用能源，盡可能提高能源利用效率，使改善建筑熱環境與建筑節能相結合．才能使改善建筑熱環境有能源的支撐而成為可能，又不致造成更加嚴重的浪費和對環境的污染，做到人類和生態的可持續發展。

3.2 嚴寒無夏地區

在嚴寒氣候區，損害建筑熱環境、引起建筑能耗的，主要是低溫寒冷大氣造成的建筑維護結構熱損失利冷風侵入、滲透熱損失。因此，縮小外圍護結構表面積。加強外圍護結構保溫和氣密性，大量引入陽光，能取得改善室內熱環境、降低采暖能耗的顯著效果，但這一技術體系在熱帶、亞熱帶氣候區，不能取得明顯效果，甚至起到反作用。

3.3 冬寒夏燥地區

在亞熱帶氣候區，造成建筑熱環境差、能耗高的原因是太陽輻射對建筑的作用太強，空氣濕度太大，白天氣溫過高。建筑遮陽，新風降溫，白天限制通風，夜間加強通風等能取得改善室內熱環境，降低能耗的明顯效果 在溫和地區，自然通風是節能的關鍵。在冬寒夏躁地區由于通風效果好壞直接關系到能源消耗的高低，必須重視門窗節能， 塑鋼門窗不僅防噪隔聲功能顯著，防雨水滲漏能力強，空氣滲透量小，更主要的是塑鋼門窗的導熱系數極低，可以在該地區得以運用。

3.4 夏熱冬暖地區

對于夏熱冬暖地區，建筑群的總體規劃應有利于自然通風和減輕熱島效應。建筑的平面、立面設計應有利于自然通風。居住建筑的朝向宜采用南北向或接近南北向，居住建筑空調與采暖方式及設備的選擇，應根據當地資源情況，充分考慮節能、環保因素，并經技術經濟分析后確定。居住建筑進行夏季空調、冬季采暖時，宜采用電驅動的熱泵型空調器（機組）、燃氣、蒸汽或熱水驅動的吸收式冷（熱）水機組、或有利于節能的其他型式的冷(熱)源。該地區節能措施主要從優化的建筑規劃設計與節能，精細化的建筑單體設計與節能，熱工性能更加優良的外圍護結構的構造措施，建筑遮陽的節能技術，可再生能源建筑技術應用等幾個主要方面進行設計。

4 結論

進入21世紀，節能意識深入民心，在建筑市場也是如此，在現在建造的各種建筑中我們必須充分的認識到建筑節能的重要性。隨著建筑節能技術的不斷發展和創新，氣候與建筑節能之間的關系會更加清晰，從而建造更好的節能建筑。

參考文獻：

[1]楊柳. 建筑氣候分析與設計策略研究[D]. 西安建筑科技大學， 2003 .

[2]牛藝霖，黃振權[J]. 氣候對建筑的影響及其啟示[J]. 后勤工程學院學報， 2009，(01) .

[3]王洪波. 淺談建筑節能減排[J]. 陜西綜合經濟， 2007，(05) .