基于建筑節(jié)能設計的室內熱環(huán)境比較分析

【摘要】本文所討論的建筑節(jié)能，是建筑領域中一個實用、創(chuàng)新，非常具有先進性和時代性的課題，通過對建筑節(jié)能的設計和控制，我們不僅可以節(jié)約更多的能源，在長期實踐過程中，對我們建筑設計的“室內熱環(huán)境”產生了重要的影響，本文就對于建筑的節(jié)能設計對其室內熱環(huán)境產生的各種影響和造成的居住效果，做一個分析比較，以便我們對建筑節(jié)能設計有更多的了解和改進。

【關鍵詞】建筑節(jié)能；室內熱環(huán)境；分析

在我們所處的生活環(huán)境中，資源是我們非常寶貴且賴以生存的。無論是水、電、石油，甚至是空氣，雖然看起來稀松平常，可相較于人類長遠的發(fā)展，實際上它們的存在都是極其有限的。在當代人類社會中，節(jié)能是一大趨勢，對于節(jié)能的標準和要求遍布我們生活和工作的各個領域。

一、建筑節(jié)能設計與室內熱環(huán)境概念淺議

研究節(jié)能設計與室內熱環(huán)境之間的關系，首先要了解，建筑節(jié)能有多種方式，每一種方式適應不同的環(huán)境和要求，并不是每一個地方和區(qū)域的建筑都適用于同一標準和規(guī)則。

（一）建筑節(jié)能設計 建筑節(jié)能的最天然優(yōu)勢，是指此建筑環(huán)境屬于維度比較高、日照相對強烈（或者日照時間長、太陽直射時間在一天中較長），也就是太陽輻射密集的地區(qū)。像這樣的區(qū)域，因為地處環(huán)境通常緯度高、太陽核輻射度高、周圍環(huán)境偏僻，冬天長期取暖造成取暖消耗的能源非?？捎^，所以非常適用于實現建筑節(jié)能設計。

（二）室內熱環(huán)境 室內熱環(huán)境指的是在建筑物室內，影響人體感知周圍環(huán)境冷、熱及其它感受的一切因素。實踐證明，一個人在所處一種環(huán)境下所感受到來自環(huán)境，對一個人的生理心理都有不可避免的重要影響。通常有四個指數來作為判定建筑室內熱環(huán)境的優(yōu)良的標準，它們分別是“室內氣流速度”“室內空氣濕度”“室內空氣濕度”“人體和環(huán)境的輻射熱度置換”。

二、影響室內熱環(huán)境的基本性質與自然因素

影響室內熱環(huán)境的因素大致分為自然環(huán)境因素和人為調控因素，我們?yōu)榱瞬粩喔纳剖覂葻岘h(huán)境，需要了解室內熱環(huán)境的兩種基本性質。

（1）室內熱環(huán)境的性質 體現室內熱環(huán)境的兩種基本性質的房屋分別是，以主要以滿足人的需求的“以人為本”的建筑類型，這類房屋主要有居民小區(qū)、學校教室、政府辦公樓等有多人存在并長期活動的場所；二是為了滿足社會生產與工藝、科學研究等“以生產與發(fā)展”為主的建筑類型，這類房屋主要有冷藏室、冷凍庫、恒溫加工車間、科學實驗室、醫(yī)院的研究辦公室等。

（2）室內熱環(huán)境的自然因素 我們按其中的“空氣溫度”舉例，假如在新疆地區(qū)，因為緯度較高且日光輻射強烈，如果不進行建筑節(jié)能設計，室內環(huán)境綜合質量不會有所提高，冬季溫度長期偏低，消耗大量取暖能耗，人在室內的舒適度不會得到提高，不僅對人的健康有損耗。研究表明，在不適宜的環(huán)境下長期居住，還對人的心理活動有嚴重影響。

如上所述，尤其位于維度偏高日光直射強烈的地區(qū)，節(jié)能設計就成為建筑總設計中一個重要的環(huán)節(jié)，并對室內熱環(huán)境產生重要影響。

三、影響室內熱環(huán)境的非自然因素與案例分析

下面我們以室內安裝空調為例，分析一下控制室內熱環(huán)境的兩種典型方式，對比兩種方式對室內熱環(huán)境造成的影響。再以蓄熱體為例，分析比較一下它在節(jié)能設計中對室內熱環(huán)境的影響。

（一）空調作用 在建筑節(jié)能設計中，根據當地氣候與自然條件，在春秋兩季，天氣較為涼爽，空氣流動性大并且濕度較高，所以優(yōu)先考慮被動式自然通風。

根據溫度從高處往低處轉移的原理，當室內空氣的溫度、濕毒均高于室外環(huán)境室，此時可以采納打開門窗等自然通風方式。

若室內濕度低于室外濕度，則采取機械方式如打開空調解決室內環(huán)境需求。

（二）蓄熱體作用

蓄熱體是一種較為簡單方便的建筑節(jié)能構件，它具備降低廢氣排放、減少熱損失、提高燃料利用效率、降低能耗等優(yōu)點。在工業(yè)廠房建筑節(jié)能設計中，有蓄熱體的參與，可以對燃燒條件進行改良，滿足熱加工高溫要求，并提高產品質量和設備產量，減少不必要的投資與大氣污染，無論對社會生產還是自然環(huán)境都非常有益。

在建筑中安裝蓄熱體構件，冬天使建筑在白天可以儲蓄太陽能熱，到夜間外部環(huán)境空氣氣溫相當低的時候，可以排放熱能對建筑本身“自體供暖”，夏天時蓄熱體在白天儲蓄建筑表面的熱量，也可以很好的起到對建筑降溫的作用，減少熱能對建筑物的損耗。

1、外部蓄熱體 蓄熱體按照參與建筑物節(jié)能設計的部位，大致分為外部和內部。我們先以外部蓄熱體為例，選取一座多層建筑的外墻維護結構，作為針對蓄熱體對室內熱環(huán)境影響的實驗對象，研究結果表明，如果在建筑外墻的圍護結構中加入了蓄熱體構件，在室外溫度波逐步從外墻維護結構滲透到建筑外墻內表面這一過程中，墻體維護結構中的蓄熱體會發(fā)揮蓄熱作用。實驗后發(fā)現，自夏季七月到八月這一個月中，安裝過蓄熱體的建筑外墻表面的溫度變化很大，白天持續(xù)高溫，晚間溫度驟降，有不同種類的蓄熱體外墻溫度變化差白天較小，晚間較大，安裝了蓄熱體構件的重質墻體因為本身就具有良好的蓄熱功能，所以明顯優(yōu)于安裝過蓄熱體的輕質墻體。它們的溫度差大約在四至六攝氏度。

2、內部蓄熱體 內部蓄熱體在建筑整體節(jié)能設計中所占比重比較小，其中室內擺放的家具作為內部附加蓄熱體，分析對比結果如下。若不考慮內部附加蓄熱體的影響，室內熱環(huán)境綜合質量下降，室內溫度相對不穩(wěn)，變化幅度較大。內部附加蓄熱體相當于放置于室內的一個“保溫箱”，同樣遵循溫度從高處傳至低處的平衡原理，當室內溫度相對較低，“保溫箱”就會釋放在室內溫度較高時所存儲的熱能，使室內外溫度能夠保持相對平衡。在建筑節(jié)能設計中，蓄熱體的總體能量可以用非幾何的虛擬平板層次、面積來表達，使用Energy Plus能量消耗軟件來具體實現，有利于我們更直觀的觀察對比結果。內部蓄熱體對外部環(huán)境與氣候沒有直接接觸，但如果其所占面積比較大，對室內熱環(huán)境還是有很顯著的作用。當室內沒有內部附加蓄熱體的時候，室內溫度擺幅較大，最高可達三十攝氏度，室內最高溫度差可達四至六攝氏度，白天平均氣溫波動值為四攝氏度，隨著室內附加蓄熱體的面積越來越大，室內溫度波動幅度會越來越小，溫度差趨于平穩(wěn)，在夏季幾乎等同于機械式調控（比如空調）所帶來的保溫降溫效果。

3、內外部蓄熱體綜合分析 以上就是兩種不同設計部位的蓄熱體對室內熱環(huán)境所造成的影響。在以上分析對比過程中，可以得出，外部蓄熱體因為建筑外墻的維護結構面積小，它蓄熱強度不大，所儲熱能十分有限，內部蓄熱體雖然不受重視，也并不與外部環(huán)境直接接觸，因此常被忽略，但其面積較大，對調控室內熱環(huán)境還是有非常重要的作用。

總結

我們可以看到近代建筑節(jié)能設計的成就和進步，未來還有很多利用建筑節(jié)能設計調控室內熱環(huán)境的方方面面，建筑節(jié)能設計對室內熱環(huán)境有不同程度的影響，我們在設計和施工中，應最大化的提高能源利用率，使建筑物本身具有更多的功能，節(jié)約資源，保護環(huán)境，更好地為人類社會服務。

參考文獻

[1]龍惟定，武勇.建筑節(jié)能設計[J].中國建筑工業(yè)出版社，2009（8）

[2]劉加平.建筑創(chuàng)作中的節(jié)能設計[J].中國建筑工業(yè)出版社，2009（3）