夏熱冬冷地區(qū)住宅實(shí)用性研究

陳國(guó)昕 候宏超 勾建朋

(黑河輸水渠道管理有限公司，陜西 西安 710061)

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夏熱冬冷地區(qū)住宅實(shí)用性研究

陳國(guó)昕 候宏超 勾建朋

(黑河輸水渠道管理有限公司，陜西 西安 710061)

結(jié)合夏熱冬冷地區(qū)的區(qū)域范圍及氣候特點(diǎn)，對(duì)夏熱冬冷地區(qū)住宅建筑熱工特性和建筑能耗狀況進(jìn)行了分析，探討了提高該地區(qū)新建建筑實(shí)用性的方法，對(duì)國(guó)內(nèi)小康社會(huì)的建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

夏熱冬冷地區(qū)，氣候，能耗，實(shí)用性

從古至今，住宅作為一種能有效抵擋惡劣自然環(huán)境的掩體而長(zhǎng)期存在。隨著世界經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和文化的日益發(fā)展，聰明的人類不斷將舒適性與人文性融入住宅建筑中，使住宅不只是建筑。目前，我國(guó)指導(dǎo)住宅使用性能提升及評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)主要有GB/T 50362—2005住宅性能評(píng)定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和GB/T 50378—2006綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，較國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)對(duì)住宅性能的研究深度和評(píng)價(jià)體系還不夠完善，而且我國(guó)中部大部分地區(qū)都處于夏熱冬冷地區(qū)，因此，夏熱冬冷地區(qū)住宅的實(shí)用性研究對(duì)我國(guó)小康社會(huì)建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展具有時(shí)代意義，任重而道遠(yuǎn)。

1 夏熱冬冷地區(qū)氣候特征

1.1 區(qū)域范圍

根據(jù)《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，將我國(guó)分為嚴(yán)寒、寒冷、夏熱冬冷以及溫暖四類地區(qū)，其中夏熱冬冷地區(qū)是指最冷月平均溫度為-10 ℃～0 ℃，且日平均溫度≤5 ℃的天數(shù)為0 d～90 d，同時(shí)最熱月平均溫度為25 ℃～30 ℃，且日平均溫度≥25 ℃的天數(shù)為40 d～110 d；對(duì)建筑設(shè)計(jì)的要求必須滿足夏季放熱要求，而且兼顧冬季保溫。滿足規(guī)范規(guī)定的夏熱冬冷地區(qū)位于我國(guó)中部的長(zhǎng)江流域一帶，一般處于北方寒冷地區(qū)與南方夏熱地區(qū)之間，被稱之為“過渡地區(qū)”，位于隴海線以南，南嶺以北，四川盆地以東，屬于長(zhǎng)江中下游地區(qū)。夏熱冬冷地區(qū)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快的地區(qū)，GDP約占全國(guó)的一半，該地區(qū)人口較為密集、經(jīng)濟(jì)文化較為發(fā)達(dá)，其政治、經(jīng)濟(jì)地位極為重要。

1.2 氣候特點(diǎn)

夏熱冬冷地區(qū)最為突出的氣候特點(diǎn)是冬季濕冷夏季悶熱，尤其是近年來(lái)溫室效應(yīng)的影響此特點(diǎn)更為突出。夏熱冬冷地區(qū)春秋兩季各約2個(gè)月，冬、夏各約4個(gè)月，時(shí)間持續(xù)較長(zhǎng)。春末夏初時(shí)，長(zhǎng)江中下游地區(qū)處于梅雨期，多陰雨天氣，常有大雨和暴雨出現(xiàn)，并且常受熱帶風(fēng)暴和臺(tái)風(fēng)襲擊，易有暴雨大風(fēng)天氣，年降水量大，故該地區(qū)濕度大；夏天時(shí)，太平洋副熱帶高壓溯江西進(jìn)，導(dǎo)致該地區(qū)白天氣溫較高，同時(shí)該地區(qū)夜晚又處于無(wú)風(fēng)狀態(tài)，就像一個(gè)巨大的火爐，白天一直處于加熱狀態(tài)，夜間冷卻的時(shí)候積蓄的熱量卻難以散發(fā)；冬季時(shí)，強(qiáng)大的寒流從北方到達(dá)長(zhǎng)江中下游地區(qū)后，受到南嶺和東南丘陵的阻擋，使冷空氣在此地區(qū)滯留循環(huán)，冬季全區(qū)性降溫猛烈、溫度低，還時(shí)常伴有大風(fēng)和冰雪，冬季濕冷，而且該地區(qū)的溫差和日照偏少；包括重慶、上海、湖北、湖南、安徽、江西、浙江、四川、貴州、陜西、河南、江蘇、廣西、廣東、福建共涉及15個(gè)省、市、自治區(qū)都有類似的氣候特點(diǎn)，面積將近有180萬(wàn)km2。住宅設(shè)計(jì)不僅要立足于本地區(qū)實(shí)際氣候變化，而且要注重節(jié)能環(huán)保，這就對(duì)我國(guó)夏熱冬冷地區(qū)住宅提出新的要求。

2 夏熱冬冷地區(qū)住宅熱工特性及能耗狀況

2.1 建筑熱工特性

自新中國(guó)成立以來(lái)，夏熱冬冷地區(qū)建筑并沒有考慮其地域的特殊性，人們普遍認(rèn)為該地區(qū)較北方地區(qū)溫度相對(duì)較高，無(wú)需任何保溫隔熱措施，致使該地區(qū)的多高層建筑外墻采用厚實(shí)心粘土磚或者空心磚，更有甚者采用泡沫板填充墻。改革開放以來(lái)，人們逐漸開始重視該地區(qū)住宅的舒適性，一些住宅開始使用空心粘土磚，其保溫隔熱性能較粘土磚有一定提升；而且建筑外立面都需進(jìn)行保溫隔熱處理，住宅的舒適性得到了很大的提高。

該地區(qū)許多在役的多層建筑由于初始設(shè)計(jì)時(shí)并沒有考慮建筑的熱工特性，窗戶普遍采用的是未經(jīng)任何處理的單層玻璃鋁合金窗，替代了當(dāng)時(shí)的木窗，此類窗同木窗一樣保溫隔熱性能很差，并沒有從根本上改變玻璃的材性，夏季太陽(yáng)光從窗戶直射入房間內(nèi)，導(dǎo)致房間內(nèi)溫度高于室外溫度；同時(shí)，這種窗戶形式導(dǎo)致冬季冷空氣滲透嚴(yán)重，而且室內(nèi)溫度也向外散發(fā)。21世紀(jì)，隨著商品房進(jìn)入市場(chǎng)，該地區(qū)有些房地產(chǎn)商盲目的追求建筑立面效果時(shí)尚、美觀，導(dǎo)致建筑窗墻比增大，對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境影響較大。

2.2 建筑能耗狀況

冬季我國(guó)只對(duì)北方寒冷地區(qū)采取供暖措施，而對(duì)夏熱冬冷地區(qū)沒有采取此項(xiàng)措施，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)，科技技術(shù)日益發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，該地區(qū)的居民主要利用電器設(shè)備自行解決住宅冬夏季的室內(nèi)熱環(huán)境問題，夏季時(shí)主要采用空調(diào)和電風(fēng)扇降溫，而冬季則采用空調(diào)和電暖器采暖，此類電器能效比極低，每個(gè)家庭至少同時(shí)負(fù)荷若干臺(tái)，造成能源浪費(fèi)巨大，每年的這兩個(gè)季節(jié)城市能耗急劇增長(zhǎng)，整個(gè)城市用電處于超負(fù)荷邊緣狀態(tài)。但是，由于該地區(qū)建筑物自身的保溫措施并沒有徹底改變，無(wú)論采取何種降溫和采暖方式，居住環(huán)境改善的程度都很有限。

夏熱冬冷地區(qū)大部分在役建筑均未按建筑熱工要求設(shè)計(jì)，無(wú)論該地區(qū)的氣候特點(diǎn)如何變化，該地區(qū)建筑室內(nèi)均達(dá)不到最低的舒適度要求。據(jù)有關(guān)資料顯示，為了達(dá)到夏熱冬冷地區(qū)室內(nèi)環(huán)境舒適要求，夏季空調(diào)和其他電器用電負(fù)荷為0.8億kW，冬季為2億kW，全年耗電量大約為2 240億kW·h，而三峽電廠的年發(fā)電量為847億kW·h。

3 提高夏熱冬冷地區(qū)住宅實(shí)用性方法

3.1 提高新建建筑實(shí)用性方法

在設(shè)計(jì)新建建筑時(shí)應(yīng)考慮該地區(qū)夏季隔熱、冬季保溫、過渡時(shí)節(jié)除濕及自然通風(fēng)等方面的自然因素，規(guī)劃設(shè)計(jì)體形窗墻比和對(duì)于自然通風(fēng)的組織，對(duì)于圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱穩(wěn)定狀況應(yīng)多加重視。

夏季高溫多雨、冬季嚴(yán)寒干燥是這一地區(qū)的主要特征，充分優(yōu)化及合理設(shè)置住宅建筑的結(jié)構(gòu)形式、朝向、間距與綠化等，以達(dá)到夏季通風(fēng)良好、降溫散熱、遮陽(yáng)避暑，冬季利用光照阻擋寒風(fēng)保暖等效果。

同時(shí)地下淺層冷熱源的利用近年來(lái)發(fā)展較快，它是將室內(nèi)空氣輸入地下淺層埋藏的管道中，然后經(jīng)過地下淺層加熱或者冷卻后再輸往室內(nèi)，將室內(nèi)冷熱空氣與地下冷熱源進(jìn)行能量互換可以較好的改善該地區(qū)室內(nèi)熱環(huán)境問題，而且有效的利用了可再生資源。

3.2 提高既有建筑實(shí)用性方法

3.2.1 外墻

對(duì)沒有采取保溫隔熱措施的既有建筑加設(shè)外墻外保溫隔熱層，外墻表面涂刷淺色涂料或以淺色面磚飾面或種植綠色植物，或者在外墻內(nèi)表面貼巖棉或聚苯板，再貼石膏板抹飾面材料。

3.2.2 外門

減少鐵門的使用，盡可能采用木門和復(fù)合門，并且使用密封性好的門，可以加裝密封條。

3.2.3 外窗

采用傳熱系數(shù)小、遮陽(yáng)系數(shù)小和氣密性好的節(jié)能窗替代普通單層鋁合金窗、鋼窗等。在玻璃上粘貼建筑隔熱膜或加設(shè)外窗遮陽(yáng)設(shè)施。

3.2.4 屋頂

增設(shè)保溫隔熱層或改造成多孔材料含水屋面。

4 結(jié)語(yǔ)

文中分析了夏熱冬冷地區(qū)的地理分布、氣候特征，對(duì)既有建筑熱工特性和耗能狀況進(jìn)行分析，提出了該地區(qū)新建建筑和既有建筑改善住宅舒適性的實(shí)用方法，加強(qiáng)夏熱冬冷地區(qū)住宅實(shí)用性的優(yōu)化設(shè)計(jì)，讓居住環(huán)境實(shí)現(xiàn)可持續(xù)化的舒適。

[1]詹 林,況龍川.夏熱冬冷地區(qū)住宅建筑設(shè)計(jì)節(jié)能.住宅科技,2006,8(6):8-10.

[2]何宜娜.北方地區(qū)住宅類綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)研究.西安：長(zhǎng)安大學(xué),2013.

[3]任俊鵬.夏熱冬冷地區(qū)住宅節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)分析.城市建設(shè)理論研究,2013(25)：67-69.

[4]陳 飛.建筑與氣候——夏熱冬冷地區(qū)建筑風(fēng)環(huán)境研究.北京：清華大學(xué),2007.

The research of residential practical performance in summer-hot and winter-cold area in China

Chen Guoxin Hou Hongchao Gou Jianpeng

(HeiheRiverChannelManagementCo.,Ltd,Xi’an710061,China)

Combining with the regional scope and climate characteristic in hot summer and cold winter area, this paper analyzed the residential building thermal characteristics and building energy consumption situation in hot summer and cold winter area, discussed the practicability method to improve the new buildings in the area, had important meaning for the construction and sustainable development of domestic well-off society.

hot summer and cold winter area, climate, energy consumption, practicability

1009-6825(2015)01-0197-02

2014-10-24

陳國(guó)昕(1987- )，男，助理工程師； 候宏超(1978- )，男，工程師； 勾建朋(1978- )，男，助理工程師

TU201.5

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