夏熱冬冷地區(qū)住宅實用性研究

陳國昕 候宏超 勾建朋

(黑河輸水渠道管理有限公司，陜西 西安 710061)

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夏熱冬冷地區(qū)住宅實用性研究

陳國昕 候宏超 勾建朋

(黑河輸水渠道管理有限公司，陜西 西安 710061)

結合夏熱冬冷地區(qū)的區(qū)域范圍及氣候特點，對夏熱冬冷地區(qū)住宅建筑熱工特性和建筑能耗狀況進行了分析，探討了提高該地區(qū)新建建筑實用性的方法，對國內(nèi)小康社會的建設和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

夏熱冬冷地區(qū)，氣候，能耗，實用性

從古至今，住宅作為一種能有效抵擋惡劣自然環(huán)境的掩體而長期存在。隨著世界經(jīng)濟、技術和文化的日益發(fā)展，聰明的人類不斷將舒適性與人文性融入住宅建筑中，使住宅不只是建筑。目前，我國指導住宅使用性能提升及評價的標準主要有GB/T 50362—2005住宅性能評定技術標準和GB/T 50378—2006綠色建筑評價標準，較國外一些發(fā)達國家，我國對住宅性能的研究深度和評價體系還不夠完善，而且我國中部大部分地區(qū)都處于夏熱冬冷地區(qū)，因此，夏熱冬冷地區(qū)住宅的實用性研究對我國小康社會建設和可持續(xù)發(fā)展具有時代意義，任重而道遠。

1 夏熱冬冷地區(qū)氣候特征

1.1 區(qū)域范圍

根據(jù)《民用建筑熱工設計規(guī)范》規(guī)定，將我國分為嚴寒、寒冷、夏熱冬冷以及溫暖四類地區(qū)，其中夏熱冬冷地區(qū)是指最冷月平均溫度為-10 ℃～0 ℃，且日平均溫度≤5 ℃的天數(shù)為0 d～90 d，同時最熱月平均溫度為25 ℃～30 ℃，且日平均溫度≥25 ℃的天數(shù)為40 d～110 d；對建筑設計的要求必須滿足夏季放熱要求，而且兼顧冬季保溫。滿足規(guī)范規(guī)定的夏熱冬冷地區(qū)位于我國中部的長江流域一帶，一般處于北方寒冷地區(qū)與南方夏熱地區(qū)之間，被稱之為“過渡地區(qū)”，位于隴海線以南，南嶺以北，四川盆地以東，屬于長江中下游地區(qū)。夏熱冬冷地區(qū)是我國經(jīng)濟發(fā)展較快的地區(qū)，GDP約占全國的一半，該地區(qū)人口較為密集、經(jīng)濟文化較為發(fā)達，其政治、經(jīng)濟地位極為重要。

1.2 氣候特點

夏熱冬冷地區(qū)最為突出的氣候特點是冬季濕冷夏季悶熱，尤其是近年來溫室效應的影響此特點更為突出。夏熱冬冷地區(qū)春秋兩季各約2個月，冬、夏各約4個月，時間持續(xù)較長。春末夏初時，長江中下游地區(qū)處于梅雨期，多陰雨天氣，常有大雨和暴雨出現(xiàn)，并且常受熱帶風暴和臺風襲擊，易有暴雨大風天氣，年降水量大，故該地區(qū)濕度大；夏天時，太平洋副熱帶高壓溯江西進，導致該地區(qū)白天氣溫較高，同時該地區(qū)夜晚又處于無風狀態(tài)，就像一個巨大的火爐，白天一直處于加熱狀態(tài)，夜間冷卻的時候積蓄的熱量卻難以散發(fā)；冬季時，強大的寒流從北方到達長江中下游地區(qū)后，受到南嶺和東南丘陵的阻擋，使冷空氣在此地區(qū)滯留循環(huán)，冬季全區(qū)性降溫猛烈、溫度低，還時常伴有大風和冰雪，冬季濕冷，而且該地區(qū)的溫差和日照偏少；包括重慶、上海、湖北、湖南、安徽、江西、浙江、四川、貴州、陜西、河南、江蘇、廣西、廣東、福建共涉及15個省、市、自治區(qū)都有類似的氣候特點，面積將近有180萬km2。住宅設計不僅要立足于本地區(qū)實際氣候變化，而且要注重節(jié)能環(huán)保，這就對我國夏熱冬冷地區(qū)住宅提出新的要求。

2 夏熱冬冷地區(qū)住宅熱工特性及能耗狀況

2.1 建筑熱工特性

自新中國成立以來，夏熱冬冷地區(qū)建筑并沒有考慮其地域的特殊性，人們普遍認為該地區(qū)較北方地區(qū)溫度相對較高，無需任何保溫隔熱措施，致使該地區(qū)的多高層建筑外墻采用厚實心粘土磚或者空心磚，更有甚者采用泡沫板填充墻。改革開放以來，人們逐漸開始重視該地區(qū)住宅的舒適性，一些住宅開始使用空心粘土磚，其保溫隔熱性能較粘土磚有一定提升；而且建筑外立面都需進行保溫隔熱處理，住宅的舒適性得到了很大的提高。

該地區(qū)許多在役的多層建筑由于初始設計時并沒有考慮建筑的熱工特性，窗戶普遍采用的是未經(jīng)任何處理的單層玻璃鋁合金窗，替代了當時的木窗，此類窗同木窗一樣保溫隔熱性能很差，并沒有從根本上改變玻璃的材性，夏季太陽光從窗戶直射入房間內(nèi)，導致房間內(nèi)溫度高于室外溫度；同時，這種窗戶形式導致冬季冷空氣滲透嚴重，而且室內(nèi)溫度也向外散發(fā)。21世紀，隨著商品房進入市場，該地區(qū)有些房地產(chǎn)商盲目的追求建筑立面效果時尚、美觀，導致建筑窗墻比增大，對室內(nèi)熱環(huán)境影響較大。

2.2 建筑能耗狀況

冬季我國只對北方寒冷地區(qū)采取供暖措施，而對夏熱冬冷地區(qū)沒有采取此項措施，隨著我國經(jīng)濟的高速增長，科技技術日益發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，該地區(qū)的居民主要利用電器設備自行解決住宅冬夏季的室內(nèi)熱環(huán)境問題，夏季時主要采用空調(diào)和電風扇降溫，而冬季則采用空調(diào)和電暖器采暖，此類電器能效比極低，每個家庭至少同時負荷若干臺，造成能源浪費巨大，每年的這兩個季節(jié)城市能耗急劇增長，整個城市用電處于超負荷邊緣狀態(tài)。但是，由于該地區(qū)建筑物自身的保溫措施并沒有徹底改變，無論采取何種降溫和采暖方式，居住環(huán)境改善的程度都很有限。

夏熱冬冷地區(qū)大部分在役建筑均未按建筑熱工要求設計，無論該地區(qū)的氣候特點如何變化，該地區(qū)建筑室內(nèi)均達不到最低的舒適度要求。據(jù)有關資料顯示，為了達到夏熱冬冷地區(qū)室內(nèi)環(huán)境舒適要求，夏季空調(diào)和其他電器用電負荷為0.8億kW，冬季為2億kW，全年耗電量大約為2 240億kW·h，而三峽電廠的年發(fā)電量為847億kW·h。

3 提高夏熱冬冷地區(qū)住宅實用性方法

3.1 提高新建建筑實用性方法

在設計新建建筑時應考慮該地區(qū)夏季隔熱、冬季保溫、過渡時節(jié)除濕及自然通風等方面的自然因素，規(guī)劃設計體形窗墻比和對于自然通風的組織，對于圍護結構熱穩(wěn)定狀況應多加重視。

夏季高溫多雨、冬季嚴寒干燥是這一地區(qū)的主要特征，充分優(yōu)化及合理設置住宅建筑的結構形式、朝向、間距與綠化等，以達到夏季通風良好、降溫散熱、遮陽避暑，冬季利用光照阻擋寒風保暖等效果。

同時地下淺層冷熱源的利用近年來發(fā)展較快，它是將室內(nèi)空氣輸入地下淺層埋藏的管道中，然后經(jīng)過地下淺層加熱或者冷卻后再輸往室內(nèi)，將室內(nèi)冷熱空氣與地下冷熱源進行能量互換可以較好的改善該地區(qū)室內(nèi)熱環(huán)境問題，而且有效的利用了可再生資源。

3.2 提高既有建筑實用性方法

3.2.1 外墻

對沒有采取保溫隔熱措施的既有建筑加設外墻外保溫隔熱層，外墻表面涂刷淺色涂料或以淺色面磚飾面或種植綠色植物，或者在外墻內(nèi)表面貼巖棉或聚苯板，再貼石膏板抹飾面材料。

3.2.2 外門

減少鐵門的使用，盡可能采用木門和復合門，并且使用密封性好的門，可以加裝密封條。

3.2.3 外窗

采用傳熱系數(shù)小、遮陽系數(shù)小和氣密性好的節(jié)能窗替代普通單層鋁合金窗、鋼窗等。在玻璃上粘貼建筑隔熱膜或加設外窗遮陽設施。

3.2.4 屋頂

增設保溫隔熱層或改造成多孔材料含水屋面。

4 結語

文中分析了夏熱冬冷地區(qū)的地理分布、氣候特征，對既有建筑熱工特性和耗能狀況進行分析，提出了該地區(qū)新建建筑和既有建筑改善住宅舒適性的實用方法，加強夏熱冬冷地區(qū)住宅實用性的優(yōu)化設計，讓居住環(huán)境實現(xiàn)可持續(xù)化的舒適。

[1]詹 林,況龍川.夏熱冬冷地區(qū)住宅建筑設計節(jié)能.住宅科技,2006,8(6):8-10.

[2]何宜娜.北方地區(qū)住宅類綠色建筑節(jié)能設計評價研究.西安：長安大學,2013.

[3]任俊鵬.夏熱冬冷地區(qū)住宅節(jié)能優(yōu)化設計分析.城市建設理論研究,2013(25)：67-69.

[4]陳 飛.建筑與氣候——夏熱冬冷地區(qū)建筑風環(huán)境研究.北京：清華大學,2007.

The research of residential practical performance in summer-hot and winter-cold area in China

Chen Guoxin Hou Hongchao Gou Jianpeng

(HeiheRiverChannelManagementCo.,Ltd,Xi’an710061,China)

Combining with the regional scope and climate characteristic in hot summer and cold winter area, this paper analyzed the residential building thermal characteristics and building energy consumption situation in hot summer and cold winter area, discussed the practicability method to improve the new buildings in the area, had important meaning for the construction and sustainable development of domestic well-off society.

hot summer and cold winter area, climate, energy consumption, practicability

1009-6825(2015)01-0197-02

2014-10-24

陳國昕(1987- )，男，助理工程師； 候宏超(1978- )，男，工程師； 勾建朋(1978- )，男，助理工程師

TU201.5

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