面向夏熱冬暖地區(qū)公共建筑綠色節(jié)能技術(shù)研究

張昊天

(長春建筑學(xué)院，130607)

面向夏熱冬暖地區(qū)公共建筑綠色節(jié)能技術(shù)研究

張昊天

(長春建筑學(xué)院，130607)

在現(xiàn)代社會中，隨著能源緊張和環(huán)境污染問題的日益突出，節(jié)約能耗、保護(hù)環(huán)境成為社會發(fā)展的重要趨勢，綠色節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用也越來越加廣泛。夏熱冬暖地區(qū)的氣候特點(diǎn)較為獨(dú)特，長年氣溫高、濕度大，太陽輻射強(qiáng)，其綠色節(jié)能技術(shù)的需求與其它地區(qū)有所不同。本文就以夏熱冬暖地區(qū)的公共建筑為例，對其適用的綠色節(jié)能技術(shù)展開研究。

冬暖夏熱地區(qū) 公共建筑 綠色節(jié)能技術(shù)

隨著節(jié)約型、環(huán)保型社會的提出，綠色節(jié)能技術(shù)成為社會發(fā)展的必然趨勢。建筑行業(yè)是我國的支柱產(chǎn)業(yè)之一，公共建筑在所有建筑工程中占據(jù)著相當(dāng)大的比例，具有數(shù)量大、范圍廣、標(biāo)準(zhǔn)高等特點(diǎn)，能源消耗較大，在公共建筑中推行綠色節(jié)能技術(shù)十分必要。夏熱冬暖是我國南方部分地區(qū)的特點(diǎn)，探討此地區(qū)公共建筑綠色節(jié)能技術(shù)，有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、我國夏熱冬暖地區(qū)概況

我國夏熱冬暖地區(qū)主要是指我國南部部分省市，包括海南、廣東、廣西和福建的大部分地區(qū)，其溫度標(biāo)準(zhǔn)最熱月溫度平均在25-29℃，最冷月溫度平均不低于10℃，有100-200天日平均溫度在25℃上的天數(shù)[1]。

夏熱冬暖地區(qū)的能耗主要是由于制冷降溫產(chǎn)生的，在建筑設(shè)計上，重視自然通風(fēng)、防熱和除濕。

二、夏熱冬暖地區(qū)公共建筑系統(tǒng)的綠色節(jié)能改造技術(shù)

（一）圍護(hù)結(jié)構(gòu)的綠色節(jié)能改造技術(shù)

圍護(hù)結(jié)構(gòu)是建筑與外部環(huán)境之間的間隔，影響著建筑的熱量、水分傳遞，改造圍護(hù)結(jié)構(gòu)，可以對室內(nèi)熱環(huán)境起到良好改善效果，降低空調(diào)的能耗，實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能的目標(biāo)。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的綠色節(jié)能改造主要包括以下兩個方面：

一是外墻和屋頂?shù)母脑?。夏熱冬暖地區(qū)建筑的外墻和屋頂節(jié)能主要是隔熱，但保溫設(shè)計上，需要慎重考慮。有時在設(shè)計保溫措施后，雖然避免了白天熱量進(jìn)入室內(nèi)，但室內(nèi)積累的熱量無法在夜間或其它室外溫度較低時段排出，不利于室內(nèi)散熱。

外墻和屋頂保溫設(shè)計適用于室外環(huán)境熱擾作用大于室內(nèi)環(huán)境的情況，也就是夏季大多時間室內(nèi)向室外散熱。在外墻和屋頂保溫措施設(shè)計中，并不是簡單的添加某種保溫技術(shù)即可，而是需要根據(jù)建筑運(yùn)行實(shí)際情況采取適當(dāng)?shù)母魺岱绞?。其中，外墻?jié)能改造有淺色飾面、設(shè)置通風(fēng)墻和墻面綠化等；屋頂保溫節(jié)能設(shè)計有屋頂綠化、屋頂遮陽、通風(fēng)屋頂和淺色涂料層等。

二是門窗的改造。門窗面積與空調(diào)負(fù)荷成正相關(guān)，為降低能耗，應(yīng)當(dāng)盡量減小門窗面積，但面積過小時，通風(fēng)采光又會受到影響，因此，必須設(shè)計合理的窗墻比。

在夏熱冬暖地區(qū)，要保證通風(fēng)條件良好，以便于室內(nèi)熱量、濕氣能夠及時排除，同時要減少太陽輻射進(jìn)入室內(nèi)的熱量，為實(shí)現(xiàn)這雙重目標(biāo)，在窗墻比上，應(yīng)采取折中方式，通常取0.85以下。

此外，門窗材料也是影響門窗性能的重要因素，根據(jù)夏熱冬暖地區(qū)特點(diǎn),在玻璃上,應(yīng)采用遮陽系數(shù)高的,比如吸熱玻璃、反射玻璃等，最理想的是中空Low-E玻璃，在保證采光基礎(chǔ)上，可以有效降低進(jìn)入室內(nèi)的太陽輻射熱，成本與普通玻璃相差不大[2]。

最后，氣密性是門窗應(yīng)當(dāng)重視的一點(diǎn)，氣密性不足會造成空氣流通，引起能力損失，保證門窗氣密性達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。

（二）暖通空調(diào)的綠色節(jié)能改造技術(shù)

暖通空調(diào)系統(tǒng)是公共建筑能耗的主要因素，做好暖通空調(diào)的綠色節(jié)能十分重要。對于夏熱冬暖地區(qū)的公共建筑而言，暖通空調(diào)的改造可以從以下幾方面進(jìn)行：

一是送風(fēng)方式改造。在春秋過渡季節(jié)，暖通空調(diào)可以通過利用全新風(fēng)或增加新風(fēng)比的方式，將室內(nèi)空氣品質(zhì)進(jìn)一步改善；如果采用全新風(fēng)方式，需要做好新風(fēng)管直徑、排風(fēng)口位置的選擇和設(shè)計，保證室內(nèi)壓力為正值。

二是熱回收技術(shù)。在暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行時，排風(fēng)中含量較多的能量，為實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)，應(yīng)當(dāng)對這部分能量進(jìn)行回收利用，常用的方法是安裝熱交換裝置，完成排出風(fēng)和新風(fēng)間的熱量交換，起到降低能耗的效果。

（三）照明系統(tǒng)的綠色節(jié)能改造技術(shù)

照明系統(tǒng)是公共建筑另一大耗能系統(tǒng)，也可以通過適當(dāng)?shù)拇胧﹣磉M(jìn)行節(jié)能，具體措施包括：

首先，選擇合適光源。隨著節(jié)能技術(shù)的不斷發(fā)展，節(jié)能光源類型越來越多，在公共建筑中選用節(jié)能光源，可以有效降低照明用電，也能夠減少照明產(chǎn)生的熱量，進(jìn)而起到節(jié)約空調(diào)能耗的目標(biāo)，常用的節(jié)能光源有LED燈、陶瓷金鹵燈等。

其次，分區(qū)控制照明。公共建筑面積十分龐大，不同區(qū)域?qū)艄獾男枨笥兴町悾?，選擇合適的燈光控制系統(tǒng)，根據(jù)需要進(jìn)行分區(qū)、分時控制，可以避免無用照明的產(chǎn)生，起到節(jié)能的效果。

三、夏熱冬暖地區(qū)公共建筑新能源利用方法

在傳統(tǒng)能源日益緊張的情況下，開發(fā)可再生、無污染的能源，也是綠色節(jié)能的重要方向，主要包括太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能和低熱能等，在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)區(qū)域特點(diǎn)來適當(dāng)選擇。

（一）太陽能的利用

在夏熱冬暖地區(qū)，日照時間長、太陽輻射強(qiáng)，太陽能十分充足，適用于大部分的公共建筑中，利用方式包括兩種：一是太陽能集熱，也就是通過集熱設(shè)備，將太陽能轉(zhuǎn)換為熱能的方式，比如太陽能熱水器，在太陽能集熱系統(tǒng)使用過程中，通常將其放置直接朝陽的位置，比如屋頂、南墻上等，同時兼具部分遮擋功能。

二是太陽能發(fā)電，主要是通過太陽能電池板實(shí)現(xiàn)光能與電能的轉(zhuǎn)換，其應(yīng)用于功能與集熱系統(tǒng)大體一致。近些年來，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，還出現(xiàn)了太陽能電池瓦、太陽能光電玻璃等新產(chǎn)品，可以根據(jù)實(shí)際情況將其應(yīng)用于公共建筑中，實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能的目標(biāo)。

（二）風(fēng)能的利用

風(fēng)能是一種常見的能源，在夏熱冬暖地區(qū)中，主要適用于臨海、風(fēng)速大的地區(qū)中。風(fēng)能的利用主要是建立風(fēng)電場，將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能，供建筑正常用電需求，一般情況下，在風(fēng)速超過3m/s時，大型風(fēng)車就可以得到相對穩(wěn)定的電流[3]。

（三）生物質(zhì)能的利用

生物質(zhì)能主要來源于垃圾、廢物、農(nóng)產(chǎn)品等，可以將其含有的生物能轉(zhuǎn)換為熱能、電能來使用。常見的生物質(zhì)量利用方式有沼氣、有機(jī)肥料，通過建立沼氣池，將城市垃圾堆積在一起，利用微生物的分解作用，得到可以作為燃料的沼氣和用于綠化、種植的有機(jī)肥料。

在公共建筑中采用生物質(zhì)能利用方式，主要是采取生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化后電能或熱能，用于照明、發(fā)電等，減少對傳統(tǒng)能源的依賴，最終實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能的目標(biāo)。

（四）地源熱泵系統(tǒng)的利用

地源熱泵系統(tǒng)是利用自然環(huán)境中的水體作為冷熱源載體，通過鉆孔布井方式建設(shè)地源熱泵系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)制冷與供熱雙重作用，在冬夏兩季分別對建筑物起到供暖和制冷效果。由于地源熱泵系統(tǒng)采用的是地下水或地表水，在夏熱東南地區(qū)水資源通常是較為豐富的，在絕大部分地區(qū)都可以使用。

在地源熱泵系統(tǒng)的利用中，需要做到冷熱交換處于平衡狀態(tài)，以免對地下生態(tài)環(huán)境造成破壞。同時，還應(yīng)保證回灌設(shè)計的到位，使置換后的水流回到先前的含水層中，有效預(yù)防地下水資源和生態(tài)環(huán)境受到污染、破壞。此外，還需要對地下水情況進(jìn)行定期監(jiān)測，使抽水量、回灌量保持在一個平衡狀態(tài)，地下水水質(zhì)保持正常。

結(jié)語：

綜上所述，在現(xiàn)代建筑行業(yè)當(dāng)中，綠色建筑已經(jīng)成為一個重要的發(fā)展趨勢，在建筑中采用綠色節(jié)能技術(shù)，是當(dāng)前建筑業(yè)的普遍現(xiàn)象。夏熱冬暖地區(qū)的公共建筑屬于高耗能建筑，采取綠色節(jié)能技術(shù)進(jìn)行改造十分必要，在具體改造中，主要可以從圍護(hù)結(jié)構(gòu)、暖通空調(diào)系統(tǒng)和照明系統(tǒng)三方面進(jìn)行，結(jié)合實(shí)際情況采取適當(dāng)?shù)母脑旆绞?，結(jié)合新能源的利用，實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能的目標(biāo)。

[1]王可睿,莫馥任,李怡,趙立華.夏熱冬暖地區(qū)公共建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能技術(shù)分析[J].動感(生態(tài)城市與綠色建筑),2015,02:80-85.

[2]甘玉鳳,陳銘心.談夏熱冬暖地區(qū)綠色建筑的發(fā)展與技術(shù)應(yīng)用[J].山西建筑,2013,24:202-204+228.

[3]楊思明,張勇華.夏熱冬暖地區(qū)既有公共建筑節(jié)能改造技術(shù)淺析[J].廣州建筑,2013,04:38-43.

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1007-6344（2015）11-0080-01