各氣候區被動建筑節能技術適用性分析

吳筱波，劉 猛，楊巧霞，高小燕

（重慶大學 城市建設與環境工程學院；重慶大學三峽庫區生態環境教育部重點實驗室，重慶 400045）

能源資源供應與經濟社會發展的矛盾日益突出，建筑節能對于緩解我國能源資源供應與經濟社會發展的矛盾，加快發展循環經濟，有著非常重要的作用[1]。在發達的國家，近40%的能源消耗在建筑中，據專家估算，其中2／3～3／4可通過正確的、理想的建筑措施節省下來[2]。被動式建筑節能是以非機械電氣設備干預手段實現建筑能耗降低的節能技術，具體指在建筑規劃設計中通過對建筑朝向的合理布置、遮陽的設置、建筑圍護結構的保溫隔熱技術、有利于自然通風的建筑開口設計等實現建筑需要的采暖、空調、通風等能耗的降低[3]。因此，被動式建筑節能是貫徹可持續發展戰略、實現國家節能規劃目標、減排溫室氣體的重要措施，符合全球發展趨勢。

1 研究方法

該研究選取不同氣候區典型城市為代表（嚴寒及寒冷地區選取北京為代表，夏熱冬冷地區選取重慶為代表，夏熱冬暖地區選取廣州為代表，溫和地區選取昆明為代表），采用Eco-tect 5.0分析典型城市被動式建筑節能技術的適用時段，對其進行適用性分析對比。

2 結果

2.1 嚴寒及寒冷地區

由圖可知在北京地區在4月和10月的大部分時間可以采用被動式太陽供暖。

圖1 北京地區被動建筑節能技術適用分析圖（頻數）

在該地區的5月、6月、8月和9月的絕大部分時間以及10月的部分時間在增強圍護結構的蓄熱能力的情況下能使室內達到舒適的狀態。

圖2 北京地區被動建筑節能技術適用分析圖（月份）

在5月和9月的大部分時間、6月的絕大部分時間在自然通風的情況下能使室內達到舒適的狀態，7、8月份的小部分時間能利用此被動調節手段來改善住宅建筑的室內熱濕環境。

在5月和9月的大部分時間以及6月的絕大部分時間在誘導＋夜間通風的情況下能使室內達到舒適的狀態，10月份的小部分時間能利用此被動調節手段來改善住宅建筑的室內熱濕環境。

在6月的絕大部分和5月、7月、8月、9月的大部分時間在間接蒸發冷卻的情況下能使室內達到舒適的狀態。

直接蒸發冷卻是通過水分蒸發直接降低室內溫度，在降溫的同時也會增加室內濕度，從圖可看出，在5月和9月的部分時間內，此被動式調節手段能使室內達到舒適的狀態。

在有效地采用了被動調節手段以后，北京地區的1、2、3、11和12月的全部時間以及4月和10月近一半的時間要采用主動調節方式進行供暖，7月和8月的大部分時間要用主動制冷方式來改善室內的熱濕環境。

2.2 夏熱冬冷地區

由圖可知在重慶地區由于冬季大部分時間以陰天為主，太陽輻射量小，所以在此區域不宜采用被動式太陽供暖。在該地區的5月和9月的絕大部分時間以及4月和10月有一半的時間在增強圍護結構的蓄熱能力的情況下能使室內達到舒適的狀態。

圖3 重慶地區被動建筑節能技術適用分析圖（頻數）

在5月和9月的絕大部分時間以及6月的大部分時間在自然通風的情況下能使室內達到舒適的狀態，7月、8月份的小部分時間能利用此被動調節手段來改善住宅建筑的室內熱濕環境。

圖4 重慶地區被動建筑節能技術適用分析圖（月份）

在5月的絕大部分時間以及9月的大部分時間在誘導＋夜間通風的情況下能使室內達到舒適的狀態，4月、10月份的小部分時間能利用此被動調節手段來改善住宅建筑的室內熱濕環境。

5月和9月的大部分時間在間接蒸發冷卻的情況下能使室內達到舒適的狀態。

由于直接蒸發冷卻是通過水分蒸發直接降低室內溫度，但在降溫的同時也會增加室內濕度，從圖可看出，此被動式調節手段不適宜于在重慶地區等濕熱地區使用。

在有效地采用了被動調節手段以后，重慶地區的1月、2月、11月和12月的全部時間以及4月和10月近一半的時間要采用主動調節方式進行供暖，6月的部分時間要采取主動制冷的方式使室達到舒適狀態，7月和8月的大部分時間要用主動制冷方式來改善室內的熱濕環境。由于本地的氣象特征為冬季陰冷潮濕，且以陰雨天氣為主，從而限制了冬季太陽能的利用，所以在本區域冬季應著重考慮采暖。

2.3 夏熱冬暖地區

由圖可知在廣州地區冬季11月和12月的部分時間可以采用被動式太陽供暖。

圖5 廣州地區被動建筑節能技術適用分析圖（頻數）

在該地區的10月和11月有絕大部分的時間以及12月的部分時間在增強圍護結構的蓄熱能力的情況下能使室內達到舒適的狀態。

4月、5月、9月和10月的大部分時間，該區域在自然通風的情況下能使室內達到舒適的狀態，6月、7月、8月的部分時間能利用此被動調節手段來改善住宅建筑的室內熱濕環境。

在10月的大部分時間在誘導＋夜間通風和間接蒸發冷卻的情況下能使室內達到舒適的狀態。

圖6 廣州地區被動建筑節能技術適用分析圖（月份）

在有效地采用了被動調節手段以后，廣州地區的1月、2月的全部時間以及12月部分的時間要采用主動調節方式進行供暖，5月、9月的部分時間要采取主動制冷的方式使室達到舒適狀態，6月、7月和8月的大部分時間要用主動制冷方式來改善室內的熱濕環境。

2.4 溫和地區

由圖可知在昆明地區冬季2月、3月、4月和11月份的部分時間可以采用被動式太陽供暖。

圖7 昆明地區被動建筑節能技術適用分析圖（頻數）

圖8 昆明地區被動建筑節能技術適用分析圖（月份）

在該地區的1月、2月和11月有大部分的時間，以及3月和4月的部分時間在增強圍護結構的蓄熱能力的情況下能使室內達到舒適的狀態。

3月和4月的大部分時間以及6月、7月、8月份的部分時間，該區域在自然通風的情況下能使室內達到舒適的狀態。

除1月、2月、11月和12月的絕大部分時間外，全年其余部分時間在誘導＋夜間通風和間接蒸發冷卻的情況下能使室內達到舒適的狀態。

昆明地區屬溫和地區，需要采取熱濕調節的需要并不大。在有效地采用了被動調節手段以后，昆明地區在12月的全部時間，以及1月、2月和11月的大部分時間要采用主動調節方式進行供暖。

3 結 論

綜合上述各氣候區的分析可見，不同的氣候區域其代表城市適合使用的被動式技術都具有相類似的特點，嚴寒及寒冷地區在冬季被動式太陽能的利用上比其他各區域占有優勢；而自然通風和誘導＋夜間通風在眾多的地區適用性較廣泛。夏熱冬冷地區及夏熱冬暖地區在直接蒸發冷卻技術使用尚不如嚴寒及寒冷地區有效果，而溫和地區處于舒適區的時間長，所能選擇的技術類型也較多。

[1]謝亞莉.主動與被動相結合的太陽能與建筑一體化設計[C].第三屆國際智能、綠色建筑與建筑節能大會.北京.

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