黃孟飛
(湖北工程學院 城市建設學院,湖北 孝感 432000)
湖北地區建筑節能的發展現狀及對策
黃孟飛
(湖北工程學院 城市建設學院,湖北 孝感 432000)
本文介紹了湖北地區夏熱冬冷的氣候特征和居住建筑節能的必要性,并分析了湖北地區建筑節能的發展現狀,并提出了相應的建筑節能綜合技術措施。
湖北地區 夏熱冬冷 建筑節能 技術措施
湖北地區按建筑氣候劃分屬于夏熱冬冷地區,全年氣候變化復雜,夏季持續高溫,冬季陰冷,春夏之交潮濕期長,住宅供暖、空調、除濕與通風需求在一年內交替出現。因此該地區居住建筑的熱濕環境質量可謂在全國最差,可居住性非常差[1]。隨著社會經濟高速發展,人民將改善居室熱濕環境的渴望變成了行動,自發形成夏季空調降溫、冬季電暖器取暖的趨勢。由于居住建筑質量低下,缺乏科學指導,熱濕環境質量提高不大,耗能卻驚人,該地區的能源資源不可能支撐這種粗放的改善居住熱濕環境的方式,因此必須大力推廣節能建筑。
湖北省地理位置為北緯29°05′~33°20′、東經108°21′~116°07′之間,主要屬北亞熱帶季風氣候,具有從亞熱帶向暖溫帶過渡的特征。全省年均溫15~17℃,7月均溫為27~29℃,江漢平原最高溫在40℃以上,為中國酷熱地區之一。鄂西北山區晝夜溫差較大,年平均氣溫在15~22之間。湖北省中,武漢市的氣候最為惡劣,夏季酷熱、冬季寒冷。夏季極長達135天,因武漢地處北緯30度,夏季正午太陽高度可達38℃,又地處內陸、距海洋遠,地形如盆地,故集熱容易散熱難,河湖多故夜晚水汽多,加上城市熱島效應和伏旱時副高控制,十分悶熱,是中國三大火爐之一,夏天普遍高于37℃,極端最高氣溫44.5℃。湖北地區按建筑氣候劃分屬于夏熱冬冷地區,居住建筑的熱濕環境質量是全國最差的,因此可居住性非常差。
湖北位于我國的中部地區,受經濟條件等多方面因素影響,節能工作起步晚,進展相當緩慢。雖然近幾年受到有關部門的特別重視,在一定程度上加快了研究應用的步伐,但不可否認的是我們與東南沿海等地區相比還是存在著很大的差距。目前,湖北的建筑節能研討與實踐還處于起步階段,建筑節能總體節能狀況令人堪憂。主要表現:
(1)建筑能耗長期居高不下,眾多建筑未達到節能要求。
(2)節能建筑市場需求不旺,推廣的程度還處于試點階段,離全線、全面推廣還有很長的距離。
(3)建筑節能指導性政策和評估體系出臺較晚,還有待在實踐中進一步完善。
(4)建筑節能技術和材料的運用不夠廣泛,規劃設計的先導作用發揮不力。
3.1 陽光調節技術
削弱甚至消除夏季太陽輻射對居住建筑的熱作用,最有效的辦法是采用建筑活動外遮陽技術,包括窗口遮陽、屋面遮陽和墻面遮陽,其中以窗口遮陽最重要。但應注意,窗口是多功能的建筑部件,遮陽不能影響窗口的通風、采光和景觀等功能。但同時,也應加強對太陽能的利用,把太陽能利用與建筑結合起來。在建筑中加強太陽能的利用是實現可持續發展的重要環節,太陽能可以為建筑供暖、供熱、供電,甚至能夠提供建筑物的全部能量。通過20多年的太陽能應用實踐,可以發現利用太陽能是減少常規能源消耗的有效途徑,在建筑領域中有廣闊的發展前景。
3.2 通風調控技術
在夏季,進入室內的熱量和室內熱源產生的熱量需要排除,不能依靠圍護結構向外散熱,最能及時有效地排除室內熱量的高能效的技術是通風技術(自然通風和機械通風)。應充分利用涼爽時間的風速、風向和熱壓組織居住建筑的自然通風。長江流域夏季主導風向往往是晴天午后的高溫熱風風向,迎向它,會增加熱風侵入和滲入,造成室內過熱。應強調“迎向夏季涼爽時段的主導風向”。夏季涼爽時段通風性能好的建筑,在春秋季也都具有良好的通風條件。因此,應重點針對夏季涼爽時段,進一步研發綜合利用風壓與熱壓的立體式自然通風降溫技術。在冬季室外氣溫低于室內的低溫時段和夏季室外氣溫超過室內的高溫時段,必須在保證室內空氣質量的前提下,防止冷、熱風侵入與滲入。因此氣密性好的可開啟外窗是被動式綜合技術的主要構成之一。當前長江流域窗戶的氣密性普遍差,即使關閉窗戶,冷、熱風滲透仍很嚴重。
3.3 圍護結構隔熱防潮技術
在長江流域,降低圍護結構傳熱系數,對減少建筑冷熱耗量,改善圍護結構內表面溫度都有好處。應努力研發以各種固體廢棄物為原料、熱工性能好的外墻節能技術與產品。例如,煤矸石多孔磚。煤矸石多孔磚不僅熱工性能明顯優于黏土實心磚,而且將廢棄的煤矸石變為資源,保護了耕地。降低窗戶的傳熱系數,增大可開啟面積,為春秋和夏季涼爽時段的加強通風創造條件,充分發揮窗戶改善室內熱環境、節約能源的效果。
3.4 建筑整體結構進行節能設計
3.4 .1 合理選擇建筑的地址
建筑選址要符合自然規律,盡量利用自然環境來創造適合人類生活的條件[2]。在工程項目決策的過程中,設計者必須要對當地的水文地質條件、氣候條件、地形地勢條件等進行綜合考慮,這樣才能夠保證工程項目地址選擇的合理性。
3.4 .2 合理選擇建筑規劃設計
建筑的選址、體形、體量、布局朝向以及日照、間距、密度上考慮節能方法與措施。杜絕單純追求建筑的新、奇、特,而應該把該區域中的物理環境如聲、光、熱、日照、風向、水文地理以及綠化、生態的推敲放在首要的地位。在建筑規劃和設計時,從大范圍的氣候條件影響下出發,針對建筑自身所處的具體環境氣候特征,重視利用自然環境(如外界氣流、雨水、湖泊和綠化、地形等)創造良好的建筑室內微氣候,以盡量減少對建筑設備的依賴。
3.4 .3 合理設計建筑形體
合理的建筑規劃和體型設計能有效地改善惡劣的微氣候環境,可以對建筑體型、建筑整體體量及建筑形體組合、建筑日照及朝向等方面進行設計。
3.4 .4 合理的建筑各部分的節能構造設計
建筑各部分的節能構造設計主要包括建筑外墻的節能設計、建筑屋面節能設計、建筑門窗的節能設計。住宅圍護結構的耗熱量占建筑采暖熱耗的1/3以上,對這一部分采取科學的保溫設計,則節能效果非常顯著。
我國正處在房屋建筑的高峰期,建筑規模大,這些建筑在未來的使用期間內,將消耗大量的能源。建造節能建筑,在建筑物舒適性不斷提高的同時,使建筑總能耗不斷減少,從而緩解了能源需求。節能建筑不僅可以促進我國建筑產業全面快速健康發展,而且還可以不斷推進我國建筑產業的可持續發展與升級。因此,我們必須高度重視,積極采取有效措施,大力發展節能建筑產業,促進我國節能建筑產業的全面快速健康發展。
[1]付祥釗,孫嬋娟.長江流域居住建筑節能思路及技術體系研究[J].暖通空調, 2009,39(10): 69-73.
[2]張和平,鄭福焱,陳葵.夏熱冬冷地區居住建筑節能關鍵技術和措施研究[J].新型建筑材料, 2012,39(11): 1-5.
S210
B
1007–6344(2015)01–0281–01
黃孟飛(1992年)男,湖北孝感人,土木工程專業,湖北工程學院本科在讀.