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摘要:被动建筑节能技术,就是使用非机械电气设备手段,对其建筑进行隔热保温的施工,并且实现节能降耗的目的,其在使用中通过对建筑物的朝向、遮阳、围护结构的合理设置,以此在采暖、降温等方面实现节能降耗。不同气候区域,其被动的建筑节能,需要不同的方法,以此来达到良好的能耗降低的目的。基于此,本文基于严寒及寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区,适用的不同被动建筑节能技术应用进行了研究分析,以期为不同地区的建筑实现有效的被动节能降耗提供帮助。
关键词:气候区;被动建筑;节能降耗;适用;分析
建筑物在建设的过程中,根据其实际施工情况,进行相应的节能设计,其可以在满足人们对于建筑物基本使用功能需求的基础之上,有效地满足国家当前在建筑施工中要求的节能降耗的各项要求。被动建筑节能技术,其是基于现代化的技术手段,根据建筑施工地区的具体气候条件,在不使用其他不可再生能源资源基础上进行的建筑物隔热、保温处理,这样既满足了人们的需要,同时也满足了节能降耗的目的[1]。当前在被动建筑节能技术应用的过程中,需要注意其不同气候区域条件,对于该项技术使用情况的影响,以此来在设计施工中,更好地让建筑物发挥出隔热与保温的作用。选取我国3个气候区域:严寒及寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区,作为其建筑物建设中被动节能技术使用适应性的分析对象,之后对其节能降耗的情况进行研究。
1严寒及寒冷地区探索
严寒及寒冷地区,以天津市为例,根据当地气象情况可知,在11月至次年的3月,可以对其建筑物进行主动的供暖处理,而在7～8月,可以使用有效的主动制冷手段,实现室内温度降低的目的[2]。该地在每年的4月和10月,其可以使用太阳能资源,进行有效的被动式供暖。而在5～6月、8～10月,其可以在建筑物的外墙结构上施以围护结构,之后提高其蓄热能力,进而为用户提供被动式供暖,或者是隔热。而在5月,以及9月、6月的部分时段内,可以使用自然风,对其建筑物进行室内的通风处理,以此来使其室内环境达到舒适程度。在7月,以及5～6月、8～10月的部分时间段内,可以使用自然的蒸发冷却,来使其室内的水蒸气进行有效的蒸发,有效降低其室内的温度以及湿度。其在外墙维护中,还需要重视外窗遮阳、建筑物屋面种植绿化植被、对外墙进行保温隔热及立体绿化等被动式节能降耗技术的应用,以此来在满足用户降温、保暖的基础上,实现节能降耗的目的。在夏季,太阳光辐射大,可以通过建筑物窗户进入到室内中来,此时多需要使用主动式的空调制冷来降温,但是可以通过在窗外添加遮阳蓬的手段,降低其电能的损耗。还可以在其屋面种植一些根系较浅的植物,利用其土壤,来对屋面实现物理降温,同时其还可以增加城市的绿化植被种植,降低城市出现的热岛效应。该气候的夏季,其东西向的太阳辐射较强,因此需要对其外墙进行保温隔热处理,以及种植一些爬藤类植物,即可形成一套完整的建筑物天然屏障,在夏季实现有效的隔热,在冬季实现有效的保暖,避免热量散失。此外,在该气候区,还可以使用以下被动式的节能技术:新风热回收、自然采光与通风,以及土壤源热泵冷热源设计技术等[3]。
2夏热冬冷地区探索
夏热冬冷地区,可以将杭州市作为代表性城市进行研究。根据当地的气象资料可知:该地区,冬季大多为湿冷天气,光照度较为缺乏,其在冬季的11月至来年的3月,需要进行主动式的供暖。在夏季7～8月,需要使用主动式的制冷设备进行降温[4]。在其5～9月,可以通过建筑物的围护结构,来实现被动式节能技术的应用,以此达到隔热降温保暖的目的。在其4～10月,可以使用自然通风,实现建筑物室内空气的流通,同时在5～9月,可以在间接蒸发冷却的基础上,实现室内湿度与温度的适宜。因为该地区冬季寒冷,且伴有阴雨天气,因此该地区不太适用太阳能供暖。在建筑物围护结构节能降耗技术的应用中,还需要重视多功能节能进户门、外门窗隔热保温板材的使用等手段来实现有效的隔热降温处理,以及可以在建筑物的外墙种植植被,达到隔热保温的目的。在建筑的周围,在保留原生植被的情况下,加强植被带的种植作业,为其夏季降温提供助益。该地区可以进行被动式节能技术应用的时间段较短,需要研究人员继续结合该地的气候条件,对其被动式的节能技术应用加强研究[5]。
3夏热冬暖地区探索
夏热冬暖地区,可以选择深圳市进行研究分析,根据当地的气候条件可知:该地区毗邻海边,其冬季温度较为暖和,因此其在冬季的11月至次年3月的大部分时间段内,可以使用被动式的供暖手段,实现有效的室内供暖;在其小部分时间内,可以使用主动式供暖技术手段,实现有效供暖。其建筑物通过墙体的围护结构,即可在冬季大部分时候,实现蓄热供暖。在其4～5月、10～11月,可以通过自然通风,实现降温、降湿的目的。在其夏季的6～9月,由于气候炎热,需要借助于主动式制冷设备,实现有效的降温。在其10月,可以借助于自然通风,以及间接蒸发,保持建筑物室内温度的适宜[6]。在其围护结构节能技术使用的过程中,还需要重视外墙技术、建筑物的遮阳、植被种植等技术的应用。其外墙节能施工中,需要使用普通黏土砖、多孔砖,以及混凝土小型空心砌块砖,进行外墙的施工,其在进行窗户玻璃的安装中,需要使用低辐射的玻璃,即LOW-E玻璃。该种玻璃,其表面附着着金属性物质,可以对太阳的高辐射进行有效隔离,以此来实现有效的隔热。夏热冬暖地区,其在夏季,有着较强的太阳辐射,且该地夏季对于主动式制冷设备空调的需求度较高,因此其需要在建筑物的窗户外围以及室内,设置相应的遮阳蓬,以此来有效减少空调等制冷设备使用次数,降低其电能能耗,同时还可以有效遮挡较强的太阳辐射情况,达到隔热的目的,以此来为用户提供一个良好的室内环境,提高其生活质量。还需在期间建筑物的屋面、墙体,进行植被的种植,通过物理手段,有效隔绝外界的太阳辐射照射情况,降低建筑物室内的温度。此外,针对该气候区,可以使用太阳能能源进行供暖以及供水、采光,这样既便捷了人们的生活,同时也有效地利用了可再生的清洁能源,降低了不可再生资源的过度消耗。
4结语
建筑物,在不同的气候区施以的被动式节能降耗技术,需要根据具体的气候条件进行相应的选择。不同气候区域,其光照、大风、温度等情况都不尽相同,因此其使用的主动式隔热保温降温手段的时间也不尽相同,其在不同的时间段内,要选用不同的被动式节能技术手段,以此来实现最大化的节能降耗的目的。本文的研究,基于我国的3个主要气候区,进行了建筑物被动式节能技术应用适应性的研究分析,针对其具体情况,分析了可以使用被动式节能技术的时间段,以及具体技术,并对由于自然条件所限,需要使用主动式降温供暖隔热技术的应用也进行了说明。在建筑物的被动节能技术的应用中,该项技术的应用主要是在设置围护结构、墙体绿化、屋面绿化、遮阳蓬、自然通风、太阳能能源供暖供水采光等方面,这对该地区建筑物使用被动式节能技术提供了一定的指导,使其在后续的建筑施工中,能够得到良好的隔热保温供暖技术处理。
参考文献
[1]程云.夏热冬冷地区既有公共建筑节能改造技术研究[D].宁波大学,2014.
[2]彭邦敏.住宅建筑节能技术在夏热冬冷地区的运用研究[D].景德镇陶瓷学院,2011.
[3]吴筱波,刘猛,杨巧霞,等.各气候区被动建筑节能技术适用性分析[J].土木建筑与环境工程,2012(S2):51-53.
[4]张继军.夏热冬暖公共建筑被动式节能共性技术研究[D].哈尔滨工业大学,2013.
[5]杨丹凝,吴迪,刘丛红.中国被动房外围护系统研究——以寒冷、严寒气候区被动房项目为例[J].建筑节能,2017(1):48-56.
[6]孙莹.寒冷地区绿色办公建筑被动节能技术分析[J].低温建筑技术,2016(7):142-144.
作者:张昊天 单位:长春建筑学院