我国西南地区建筑节能技术探讨

摘要：本文分析了我国西南地区气候特点及建筑能耗现状，介绍了建筑节能的重要性、建筑节能标准的总体构想和基本原则、能耗基数、节能建筑能耗指标，探讨了我国西南地区建筑节能的措施，以期为我国西南地区建筑节能提供理论参考。

关键词：西南地区；建筑；节能

Abstract：This article has analyzed our country southwest climate characteristics and the current situation of building energy consumption, introduces the importance of building energy saving, building energy conservation standards the overall conception and the basic principles of energy consumption, energy saving, the base index of building energy consumption, discussed our country southwest of architectural energy saving measures, with a view to China's southwestern region provides the theoretical reference for building energy conservation.

Keywords：southwest region, architecture, energy saving.

中图分类号：TE08文献标识码：A 文章编号：

建筑节能是缓解能源紧张、能源供应不足的最有效措施。我国政府致力于建设节约型社会，建筑节能是建设节约型社会的重中之重。本文结合我国西南地区气候特点及建筑能耗现状，探讨了我国西南地区建筑节能的措施。

1 西南地区气候特点及建筑能耗现状

我国西南地区属于寒冷地区，累年最冷月平均温度为-10--20℃地区，西南地区冬季较长并且寒冷干燥，降水量相对集中在夏季，平原地区夏季较炎热日照丰富，高原地区夏季常出现大风天气。气温温差较大，春、秋较短，气温变化剧烈，夏季多雷暴和冰雹。这些地区的建筑应满足冬季保温兼顾夏季防热。目前，我国西南地区城镇民用建筑采暖能耗平均为20kg标准煤，约占民用建筑总能耗的56%--58%。

2 建筑节能的重要性

建筑节能不是一个新的课题, 从六十年代起, 太阳能建筑的研究就已经起步。特别是经过七十年代的全球能源危机, 加之环境科学的兴起, 能源成为世界性的议题, 建筑节能也不例外。经过八十年代的发展,到九十年代关于建筑节能的理论逐步走向成熟。建筑节能的意义主要反映在以下几个方面:①能源是发展国民经济和改善人民生活的物质基础。工业时代对能源无节制的使用, 不仅造成了矿物性能源的短缺, 也造成了严重的环境问题。因此, 建筑节能是建筑业对可持续发展的积极回应。②建筑节能有利于生态环境的改善。建筑业是

能源消耗的大户, 据统计资料表明, 世界能源消耗的三分之一都与建筑业有关。由此产生了大气环境污染、城市热岛效应等一系列的环境问题, 建筑节能不仅节约能源, 还可以减小对环境造成的压力。

③建筑节能有利于室内热环境质量的提高, 而不是以牺牲室内热舒适条件为代价。④建筑节能工作的经济效益明显, 虽然节能建筑的初始投资略高于普通建筑, 但从建筑的全寿命周期评价来看, 节能建筑不仅有良好的社会效益, 也能获得明显的经济效益。⑤建筑节能工作的开展, 有利于促进建筑科技的发展, 推动建筑产业化的进程[1]。

3 建筑节能标准的总体构想和基本原则

建筑能耗受当地气候条件、建筑热环境质量标准、室内空气质量标准、建筑热工性能、采暖空调设施性能和建筑使用管理情况等诸多方面共同制约, 总体关系错综复杂。建筑节能标准必须把握好这个总体关系, 不宜脱离总体关系孤立确定某一个方面的指标。要紧密结合西南地区的气候特点、社会经济发展水平, 综合制定建筑热环境标准、室内空气质量标准、建筑能耗指标、建筑热工指标和采暖空调设备的能源利用效率以及配套的技术细则。

制定节能标准应该确立以下基本原则: ①改善建筑热环境, 提高居住质量是西南地区人民的强烈要求与基本权利, 不能以压抑这方面的需求来抑制建筑能耗的增长; ②室内空气质量是与居住者的身体健康和工作学习效率密切相关的, 不能以牺牲室内空气质量为代价获取节能效果; ③ 建筑是个多功能系统, 不能以建筑节能为由, 影响和妨碍其它功能的实现; ④建筑节能标准应依靠科学技术进步, 提高建筑热工性能和采暖空调设备的能源利用效率, 不断提高建筑热环境质量, 降低建筑单位面积能耗。

4 能耗基数

制定节能标准, 必须先确定能耗基数。可将20 世纪90 年代西南地区最为普遍的砖混住宅的能耗作为居住建筑节能标准的基数。能耗基数的具体计算条件是[2]:

(1) 室内达到舒适性热环境标准。

(2) 换气量按前面的讨论取1.5 次/ h。

(3) 外墙为240mm 实心砖, 两面抹灰, 传热系数K = 1. 94 W/ (m2 •K) 。

(4) 为简化计算, 假定单位面积传热量, 屋顶与外墙相同。

( 5) 外窗为单层金属窗, 夏季挂浅色内窗帘, 传热系数K = 6. 41 W/ (m2 •K) 。

(6) 根据对西南地区13 个小康示范小区的分析, 体形系数为0. 33-0.48, 平均约0.4, 窗墙面积比南北向无明显差别, 为0.23-- 0. 42, 平均为0.3 左右, 故在计算节能基数时体形系数取0.4, 窗墙面积比取0.3, 建筑层高2.8 m。

(7)20世纪90 年代住宅使用最普遍的采暖空调设备是电暖器和空调器。电暖器最高能效比为1, 空调器的能效比为2.2。

按照上述计算条件, 结合气象资料用DOE-2进行能耗模拟，可计算得出西南地区的能耗基数（见表1）。

表1能耗基数

单位建筑面积制冷量/kwh•m-2 单位建筑面积供热量

/kwh•m-2 单位建筑面积总耗电量 /kwh•m-2

46.85 42.45 43.85

5 节能建筑能耗指标

建筑能耗是通过2 个阶段形成的: 第1 阶段, 由于建筑围护结构传热、卫生换气和室内人员、设备、照明等形成建筑的冷热损失( 冷热耗量) ; 第2 阶段, 为保持室内的热环境质量,采暖空调设备向室内提供冷热量以弥补冷热损失时所消耗的能量。西南地区采暖降温, 尤其是住宅空调, 能源以电为主。节能建筑能耗指标应包括冷热负荷、用电负荷和用电量, 才能具体规范节能建筑的设计, 保证建筑节能标准的实施。通过对已成熟的建筑热工技术和采暖空调设备性能的分析, 住宅建筑的冬夏冷热负荷降低30%, 冬季采暖用电负荷减少70%, 夏季空调用电负荷减少40%, 全年采暖空调除湿用电量减少50%是可能的, 总称为节能50%。按上述节能50%的目标, 西南地区节能住宅冬季采暖用电量中, 围护结构占86. 5%; 夏季用电量中, 围护结构占24.5% ;全年采暖空调除湿用电量中由围护结构引起的占56%。