陳錦強
摘要:由于我國各地區幅員遼闊、南北跨度大、地形地勢較為復雜等客觀條件,導致了不同的地區存在不同的氣候。且我國特殊的地理環境,導致我國部分地區表現為夏季季風氣候,同時存在地域性氣候的特點。因此,不同地區的公共建筑節能在建設能源應用時需充分考慮氣候的差異。基于此,本次研究以夏熱冬暖地區公共建筑節能技術為研究對象,集中分析夏熱冬暖地區公共建筑節能技術的核心,以期為改善夏熱冬暖地區公共建筑節能技術問題提供相應的參考。
關鍵詞:夏熱冬暖地區;公共建筑;節能技術
我國房屋建筑發展迅速,建筑能耗約占全國總能耗30%,年增長率15%;隨著經濟的發展,建筑能耗必將對我國的能源消耗造成長期的、巨大的影響。建筑節能是今后建筑發展的方向標,也是節能領域的重要組成部分。建筑節能里公共建筑尤其是大型公共建筑相比普通建筑能耗大約高出10倍。建筑能耗屬于消費性能耗,除了保證正常消費的需要,其余的能耗都屬于浪費。基于此,本次研究以夏熱冬暖地區公共建筑節能技術為研究對象,集中分析夏熱冬暖地區公共建筑節能技術的核心,以期為改善夏熱冬暖地區公共建筑節能技術問題提供相應的參考。
一、夏熱冬暖地區概述
夏熱冬暖是某一個地區的氣候特征,即夏季炎熱冬季溫暖。例如我國南方地區就是這樣的氣候特征,例福州、莆田、龍巖、梅州、廣州、廈門等地區。夏熱冬暖地區是指我國最冷月平均溫度大于10℃,最熱月平均溫度滿足25~29℃,日平均溫度≥25℃的天數為100~200天的地區,是我國五個氣候區之一。夏熱冬暖地區在北緯27°以南,東經97°以東,包括海南全境,廣東大部,廣西大部,福建南部,四川南部,云南小部分,以及香港、澳門與臺灣。夏熱冬暖地區長夏無冬,溫高濕重,氣溫年較差和日較差均小;雨量豐沛,多熱帶風暴和臺風襲擊,易有大風暴雨天氣;太陽高度角大,日照較小,太陽輻射強烈。夏熱冬暖地區又細分為二個子區:A區域:福州、莆田、龍巖、興寧、英德、河池、柳州、賀州、泉州、梧州等;B區域:廈門、廣州、深圳、湛江、汕頭、南寧、北海、海口、三亞、梅州等。一般情況下,這些區域也被稱為:華南區域。
二、夏熱冬暖地區公共建筑的基本要求
上述描述了夏熱冬暖地區的概念和氣候特征,因此奇特的氣候類型,導致所處地區的城市溫度普遍偏高,尤其是夏季高溫季節相比其他地區較炎熱。當溫度高到一定程度時就會導致對城市建設物產生不可挽回的影響,因此夏熱東暖地區的建筑需滿足通風、防雨、防熱的基本建筑要求,冬天時夏熱冬暖地區溫度較適宜,所以此地區建筑在對冬天抗寒、防凍的技術上則弱化。夏熱冬暖地區建筑物要求整體規劃、單體構造以及設計均達到避西曬、設遮陽的設計標準,同時對于夏季可能出現的自然災害例洪水、暴雨、雷擊、高溫等情況在建筑設計時需進行考慮,因此建筑還需具備防洪、防暴雨、防雷擊、防高溫、防潮等能力。因夏熱冬暖地區氣候特殊,在建筑材料的選擇上要根據實際情況進行選擇建筑材料,建筑材料主要以散熱快為主,在實際建筑材料的應用上通常運用240mm或者180mm的厚實心普通磚和190mm厚實心普通磚兩類,這兩類磚的傳散熱系數一般為K>1.8W/(mK),因此其隔熱性能較為適中,但是在夏熱冬暖的夏季高溫情況下,作用則比較低,因此,對于夏熱冬暖地區進行公共建筑節能技術的應用。
三、夏熱冬暖地區公共建筑節能技術
由于我國南部地區屬于夏熱冬暖地區,夏季時溫度過高,傳統的建筑材料在夏熱冬暖地區傳熱系數并不達標,導致用其材料所建成的建筑隔熱性較差,不能達到很好的防高溫作用。因此,為了更好給居民提供更舒適的生存環境,需根據實際情況相應的應用一些夏熱冬暖地區的公共建筑節能技術,以此更好的提高建筑物的隔熱性能。
(一)墻體節能改造技術
公共建筑節能技術中最關鍵的是墻體節能改造技術,建筑物的墻體隔熱性能可以直接決定建筑的防高溫能力,此節能技術足以應對夏熱冬暖地區的持續高溫。例如湛江,由于湛江市一年室內空調器有近10個月運行期,從而導致室內外長期存在較大溫差。然而湛江市的降水充沛、室外濕度較大,從而導致在建筑物不采取保溫隔熱的條件下,室內水蒸氣向室外遷移時墻內結露現象大量存在。針對此現象,湛江市的墻體節能技術進行改造,其原理通過加強外墻的保溫隔熱性能、優化墻體總熱阻效果、設置通風隔熱墻以及外遮陽技術保護墻體等措施來增強公共建筑節能效果的提高,同時最大化的降低墻體能耗。
(二)窗戶節能改造技術
暴露在外的除墻體外還有窗戶,在建筑物中,窗戶的傳導系數較大、氣密性不好、抗風壓性差、水密性低、太陽輻射透過率較高,是所有建筑隔熱帶中最為弱勢的部分。尤其是在傳統的南方建筑物中,通常使用的是單層鋁合金窗口,傳熱系數為K>6.0-6.5W/(mK)左右,足以看出其傳熱系數相當大。可以采用一些傳熱系數較低、氣密性高、抗風壓性好、水密性高、太陽輻射透過率低的材質制作窗戶,從而提高夏熱冬暖地區的公共建筑的防高溫性能。
(三)屋頂節能改造技術
屋頂所處位置比較特殊,對于建筑物的能耗影響比較大,對于整體的公共建筑節能技術來說,屋頂技術極為關鍵。當夏熱冬暖地區夏季來臨時,其屋頂的表面積可大70°-80°甚至更高,頂層室內溫度相較于下層的室內溫度一般要高出3°-4°左右,從而加大了屋頂的耗能。從而就要采取相應的應用屋頂節能改造技術,提高其屋面的隔熱性能。針對于公共建筑的具體屋頂節能技術應用時,需通過各種措施來盡可能的減少太陽輻射給屋頂帶來的熱力,從而實現對于熱量的阻隔,最終達到保持屋內溫度的良好效果。具體可以通過以下三種方法:第一,屋頂的節能改造可以在屋頂設置一定厚度的保溫隔熱層,減少屋頂對于輻射熱量的吸收,減少溫度的傳導。第二,通過應用具有良好效果的反射涂料或者開展屋頂綠化等措施來降低屋頂熱量傳輸,從而實現熱量轉化。第三,可以通過一定的遮陽措施和手段來減少熱量輻射傳導到屋頂,從而實現對室內溫度的控制。
結語
本次研究分析了夏熱冬暖地區公共建筑節能技術,公共建筑在建設時通過墻體節能改造技術、窗戶節能改造技術、屋頂節能改造技術,豐富了關于夏熱冬暖地區公共建筑節能技術的研究成果,并為其他夏熱冬暖地區改善這一問題提供了參考,關于夏熱冬暖地區公共建筑節能技術的問題還可以從能源消耗程度進行分析,減少公共建筑的能源消耗。
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