我國(guó)城市地下空間設(shè)施節(jié)能降耗技術(shù)問(wèn)題探析

王小樹(shù)

摘要：城市的地下建筑空間設(shè)施所表現(xiàn)出的熱工環(huán)境實(shí)際上和地面建筑之間有著較大的差異性，那么在這樣的情況下，其地下空間設(shè)施所表現(xiàn)出的耗能實(shí)質(zhì)上也存在著自身的特殊性。本篇文章主要是從城市地下空間設(shè)置節(jié)能降耗技術(shù)作為切入點(diǎn)，通過(guò)自然通風(fēng)、自然采光、再生能源等幾個(gè)方面的利用形式來(lái)對(duì)于建筑所表現(xiàn)出的節(jié)能措施進(jìn)行了全面詳細(xì)的分析，以期為我國(guó)城市地下空間設(shè)施的節(jié)能降耗技術(shù)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：地下建筑；熱工環(huán)境；節(jié)能策略

1引言

在城市地下空間不斷發(fā)展的情況下，城市中開(kāi)始出現(xiàn)了大量不同形式的建筑，例如交通地下建筑、公共地下建筑、居住建筑等等。人類開(kāi)始越來(lái)越多的在地下空間中進(jìn)行活動(dòng)，在這一背景之下，我們除了要針對(duì)地下建筑內(nèi)部空間環(huán)境所表現(xiàn)出的相關(guān)狀況進(jìn)行改善以外，還要保證地下建筑設(shè)施所具備的節(jié)能性。下文主要針對(duì)我國(guó)城市地下空間設(shè)施節(jié)能降耗技術(shù)所涉及到的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了全面深入的分析。

2地下建筑熱工環(huán)境分析

地下空間建筑設(shè)施實(shí)際上受到來(lái)自于外部和室內(nèi)的雙重?zé)釢裼绊?。和地面建筑所不同的是，地下空間設(shè)施維護(hù)結(jié)構(gòu)所主要接觸到是巖石和土壤，而并非是地面環(huán)境中所存在的輻射、室外空氣、雨雪等。也就是說(shuō)，巖石以及土壤對(duì)于地下建筑空間所表現(xiàn)出的熱工性能有著直接影響。

2.1地下建筑室外熱濕環(huán)境

建筑物體的外圍結(jié)構(gòu)體系直接將工作、生活的空間劃分成為了兩個(gè)不同的部分，但是對(duì)于地下空間的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)土壤直接對(duì)地下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生作用影響，也就相當(dāng)于外部空間建筑被空氣所影響。

2.2地下建筑室內(nèi)熱濕環(huán)境

地下建筑中屬于室內(nèi)的氣候因素主要包括三個(gè)方面：進(jìn)入室內(nèi)的陽(yáng)光、空氣溫濕度、生產(chǎn)和生活所散發(fā)的熱量和水分。

3地下建筑的主要能耗分析

針對(duì)地下公共空間所表現(xiàn)出的環(huán)境特性以及特工性能加以分析來(lái)看，維護(hù)結(jié)構(gòu)本身的保溫隔熱性能實(shí)際上遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于地面建筑體系，并且還無(wú)需進(jìn)行遮陽(yáng)設(shè)置。地下空間在使用的過(guò)程中，所涉及到的能耗主要有空調(diào)耗能、動(dòng)力能耗、采光能耗等。依據(jù)某商業(yè)地下街所表現(xiàn)出的能耗進(jìn)行測(cè)量來(lái)看，該商業(yè)地下街區(qū)的最大能耗月份在8月，也就是炎熱夏季的高制冷負(fù)載狀態(tài)之下。而另外一個(gè)最大能耗值便是2月，這一時(shí)間段的取暖負(fù)載能耗較大。而從年平均能耗來(lái)看，其中最大比例的便是照明能耗，達(dá)到了45%的比例；而第二位則是空調(diào)能耗，占比達(dá)到了44%左右；電梯以及其他環(huán)節(jié)的能量耗費(fèi)達(dá)到了11%。

4地下建筑節(jié)能策略

4.1 充分利用自然采光

在地下建筑之中進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)要盡可能的考慮到對(duì)于自然采光的利用，自然采光不僅僅能夠節(jié)約大量的照明電能，還能夠從某種程度上使得人們的心理需求得以滿足。因此，在地下空間設(shè)計(jì)的過(guò)程中，可以通過(guò)多種不同的形式來(lái)達(dá)到自然采光的目的。

4.1.1天窗式

天窗采光形式主要是適合使用在深埋程度較淺、地面為廣場(chǎng)或者是綠地形式的場(chǎng)所，在這類場(chǎng)所之中，陽(yáng)光可以直接通過(guò)頂棚的天窗來(lái)進(jìn)入到室內(nèi)空間，所表現(xiàn)出的采光率極高，并且可以直接選擇多種不同形式的天窗。一般情況下，天窗適宜使用在公共建筑體系中，例如地下商場(chǎng)等。

4.1.2 庭院式

對(duì)于某些規(guī)模并不大的地下建筑來(lái)說(shuō)，可以直接使用庭院式的采光措施。在地下空間中的各個(gè)部分功能都應(yīng)當(dāng)要圍繞著庭院來(lái)進(jìn)行布置，同時(shí)在與庭院靠近的圍護(hù)結(jié)構(gòu)上，設(shè)置上大面積的玻璃門窗等，進(jìn)而達(dá)到自然光攝取的目的。

4.1.3 技術(shù)應(yīng)用

很多情況下，地下建筑沒(méi)有條件通過(guò)天窗、側(cè)窗或中庭等引入自然光線，此時(shí)就需要采用一些特殊方法將太陽(yáng)光引入地下空間，這種采光方法同樣可以使地下空間獲得陽(yáng)光照明，從而達(dá)到節(jié)能的目的。常見(jiàn)的方法有：導(dǎo)光管采光、棱鏡導(dǎo)光裝置、光導(dǎo)纖維、光電效應(yīng)間接采光等。

4.2自然通風(fēng)

自然通風(fēng)是利用室內(nèi)外溫度差所造成的熱壓或風(fēng)力作用所造成的風(fēng)壓來(lái)實(shí)現(xiàn)換氣的一種通風(fēng)方式，是對(duì)自然能源的有效開(kāi)發(fā)和利用。經(jīng)過(guò)合理設(shè)計(jì)的自然通風(fēng)，對(duì)改善室內(nèi)空氣質(zhì)量和節(jié)約能耗都有重要意義。自然通風(fēng)與建筑設(shè)計(jì)關(guān)系密切，平面布局、風(fēng)井的設(shè)置及風(fēng)帽的選擇等都會(huì)影響自然通風(fēng)效果。

4.2.1 平面布局

平面布局決定著自然通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)路組織，直接影響自然通風(fēng)效率。風(fēng)路設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是如何將新風(fēng)引入地下建筑，與室內(nèi)空氣進(jìn)行置換后排出室外。在布置地下建筑平面時(shí)應(yīng)盡量保證風(fēng)路暢通，減少死角，避免氣流短路。

5可再生能源利用

可再生能源利用是近年來(lái)的熱點(diǎn)?？稍偕茉窗L(fēng)能、太陽(yáng)能、生物能、地?zé)崮芎秃Ｑ竽艿?，它?duì)環(huán)境無(wú)害或危害很小，資源分布廣泛，適宜就地開(kāi)發(fā)利用。適合在地下建筑中使用的可再生能源主要有太陽(yáng)能利用、風(fēng)能利用和地?zé)崮芾谩?/p>

5.1 太陽(yáng)能應(yīng)用

通過(guò)建筑設(shè)計(jì)手段和技術(shù)手段，可以利用太陽(yáng)能為地下建筑提供自然照明。有條件接受較多陽(yáng)光照射的地下建筑，同樣可以借鑒地上建筑利用太陽(yáng)能的方式，為內(nèi)部空間提供采暖所需的熱量。例如在共享中庭內(nèi)部設(shè)置太陽(yáng)能集熱裝置，在冬季為地下建筑冬季采暖提供熱量補(bǔ)充，在夏季可以起到除濕的作用。

6結(jié)語(yǔ)

綜上所述，地下空間設(shè)施的應(yīng)用隨著城市的發(fā)展變得越發(fā)的廣泛，人們?cè)诘叵驴臻g的活動(dòng)在不斷的增多，這其中所涉及到能耗問(wèn)題不能夠忽視。而建筑工程師在進(jìn)行地下空間方案設(shè)計(jì)的過(guò)程中，就必須要對(duì)于節(jié)能的因素加以考慮，進(jìn)而將節(jié)能設(shè)計(jì)作為其中的一個(gè)重點(diǎn)環(huán)節(jié)來(lái)看待。在未來(lái)地下空間設(shè)計(jì)發(fā)展的過(guò)程中，就應(yīng)當(dāng)要與地下建筑所表現(xiàn)出的相關(guān)特性加以結(jié)合，進(jìn)而有針對(duì)性的來(lái)執(zhí)行研究工作，最大限度的保障其中所表現(xiàn)出的舒適性，此外，還應(yīng)當(dāng)要達(dá)到設(shè)施的節(jié)能目的。