1中国过渡地区的建筑气候特点中国夏热冬冷地区(以下称过渡地区),按建筑气候分区属于夏热冬冷地区。
该地区包括重庆、上海2个直辖市;湖北、湖南、安徽、浙江、江西5省全部;四川、贵州2省东半部;江苏、河南2省南半部;福建省北半部;陕西、甘肃2省南端;广东、广西2省区北端,共涉及16个省、市、自治区,约有4亿人口,是中国人口最密集,经济发展速度较快的地区。
该地区最热月平均温度25~30 ,平均相对湿度80%左右,热湿是夏季的基本气候特点。
夏季,连晴高温,太平洋副热带高压从中国东部沿海登陆,沿长江向西扩展,直到四川泸州、宜宾之间,笼罩整个夏热冬冷地区时间长达7~40d以上。
这是夏季最恶劣的天气过程,最高气温可达40 以上,日最低气温也超过28 ,全天无凉爽时刻。
白天日照强、气温高、风速大,热(火)风横行,所到之处如同火炉,空气升温,物体表面发烫。
夜间,静风率高,带不走白天积蓄的热量,气温和物体表面温度都居高难降。
重庆、武汉、南京、长沙等城市, 火炉 之称由此而来。
夏季也有舒适的时候,那就是晴雨相间的天气过程。
一般是晴2~3d后降雨1~2d,这种天气过程中,尽管晴天最高温度可上升到35 左右,但夜间气温可降到24 以下,雨前虽有短暂的闷湿感,但很快过去,降雨和雨后初晴时空气清爽宜人。
夏季第3种常见天气过程是持续阴雨。
这种天气过程可持续5~20d,也是夏季一种不舒适的天气过程。
尽管天空云层厚,日照弱,气温最高不超过32 左右。
但昼夜温差小,只有3~5 ,尤其是空气湿度大、气压低、相对湿度持续保持在80%左右以上,使人感到闷湿难受,而且使室内细菌迅速繁殖。
长江下游夏初的黄梅雨季节就是这种天气过程。
该地区最冷月平均气温0~10 ,平均相对湿度80%左右,冬季气温虽然比北方高,但日照率远远低于北方,北方冬季日照率大多超过60%。
该地区由东到西,冬季日照率急剧减小:东部最高也只有40%左右;中部30%左右;西部20%左右。
重庆只有13%,贵州遵义只有10%,整个冬季天气阴沉,雨雪绵绵,几乎不见阳光。
该地区冬季的基本气候特点是阴冷潮湿。
该地区冬夏两季都很潮湿,相对湿度都在80%左右。
但必须注意,造成冬夏两季潮湿的基本原因是不一样的。
夏季是因为空气中水蒸气含量太多;冬季是由于空气温度低,日照严重不足。
2过渡地区的建筑热环境和能耗状况该地区没有采暖空调设施的建筑,其冬夏季节的室内热环境质量是全中国最差的。
夏季连晴高温天气中,室内温度超中国夏热冬冷地区建筑节能技术付祥钊(重庆建筑大学,重庆400045)摘要:介绍了中国夏热冬冷地区的建筑气候特点、建筑热环境和能耗状况,提出了该地区建筑节能标准的总体构想、基本原则、建筑热环境标准;分析了在满足建筑节能要求的同时确保室内空气质量的必要性,并提出具体指标;划分该地区的采暖期、空调期和除湿期,对该地区的能耗基数、节能建筑的能耗指标及朝向、体形系数、窗墙比与建筑节能的关系进行了阐述。
明确指出:按现有科技水平和社会经济承受能力,夏热冬冷地区彻底改善建筑热环境和节能50%的时机已成熟。
关键词:中国夏热冬冷地区;建筑节能;气候特点;节能标准Abstract:T his p a p er p resen ts the buildin g w eather features,bu ildin g hot envir onment and en er gy con sum ption state at hot sum mer and cold w inter area in C hin a,an d pu ts forw ard overall conception,basic p rinciple an d bu ildin g hot environm ent stan dar d for build ing en erg y-savin g stand ar d at th is area.T his p a p er anal y zes necessit y and detail indexes of air q u alit y indoor to be ensu red un der th e re q uirem ents of buildin g energy-saving.I t descr ibes energy consu mption card inal n umb er,en er gy co nsum ption index of energy-saving build ing and relation betw een orientation,bodily coefficient an d w in dow/w all radio w ith b uildin g ener gy-savin g at th is area on h eatin g u p p er iod,air con dition in g p eriod anddehydr ation p eriod.Th e author points ont clealy that th e opportun ity of im provement for buildin g h otenviron ment an d50%of building en er gy-savin g arises at hot summ er and cold w in ter area in accordance w ith existing scientific and tech nical level an d social econom ic bearing capability.Ke y words:hot sum mer and cold w inter area in Ch ina;b uild in g ener gy-savin g;w eath er featu res;energy-saving stan dar dInsula tio n Ma te ria ls and Buildin g Ene r g y Sa v in g保温材料与建筑节能和基本原则过30 ,甚至高达36~37 。
冬季室内外温差只有1~4 ,室内阴冷,温度不到12 (卫生标准的下限),整个冬季平均只有8.5 ,78%的时间低于10 ,人在室内久坐则感到寒气袭人。
该地区建筑,若不采用采暖空调,冬夏季节室内热环境都达不到基本的居住条件,更谈不上舒适。
长期以来,过渡地区人民一直渴望改善建筑热环境,也一直在努力改善建筑热环境。
从20世纪90年代初开始,住宅成套化,但建筑热工性能较过去没有明显改进。
目前电暖器已普及,空调器正在迅速普及之中:1998年上海、重庆、武汉等大城市,家庭空调器拥有率已超过50%;各大中城市的商场、旅店、影剧院等公共建筑,不论档次高低,都已有了空调。
建筑热环境开始得到明显改善,采暖空调能耗急剧上升,平均每户采暖空调用电负荷1~4kW,年用电量500~4000kW h 。
按此水平,过渡地区住宅采暖空调用电负荷将达2亿kW,年用电量2240亿kW h,相当于11座三峡电厂的装机容量,3座三峡电厂的年发电量。
此外,还有公用建筑的采暖空调能耗。
3过渡地区建筑节能标准的总体构想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。
要紧密结合过渡地区的气候特点、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,提高居住质量是过渡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,降低单位建筑面积能耗。
4过渡地区建筑热环境标准过渡地区夏热冬冷,冬夏两季建筑可居住性差。
节能标准必须确定建筑热环境标准。
建筑热环境质量对生活水平、身体健康、工作和学习效率有重大影响。
在信息社会和知识经济时代,脑力劳动效率具有巨大的经济价值。
研究发现,空气温度在25 左右时,脑力劳动效率最高;低于18 或高于28 ,工作效率急剧下降。
以25 时的工作效率为100%计,35 时只有50%,10 时只有30%。
在过渡地区调查的结果表明:夏季室温不超过28 时,人们对热环境均表示满意;28~30 时,约30%的人感到热,但很少有人感到热得难受,室内尚可正常生活,具备基本的居住条件;30~34 时,84%的人感到热,14.5%的人感到室内不能居住;超过34 ,100%的人感到热,42.3%的人感到难忍受,室内不具备基本的居住条件。
冬季室温达到18 时,坐着的人有5%感到冷;室温低于12 时,80%以上坐着的人感到冷而且有的冷得难受,不能坚持久坐不动,动着的人也有20%以上感到冷。
另外,卫生学研究表明,气温超过30 ,低于12 ,人体血液循环出现明显异常;在30 以上,胃酸分泌减少,胃肠蠕动减慢,食欲下降。
30 和12 是建筑热环境的卫生学上、下限。
建筑热环境标准的高低,对能耗与投资都有显著影响。
相同的技术水平下,室温夏季每提高1 ,冬季每降低1 ,投资、冷热负荷和能耗均可减少10%左右。
过渡地区社会经济发展存在显著差异:东部已经进入小康,正向中等发达水平发展;西部不少地区尚处于温饱阶段,甚至还未脱贫。
不同社会经济发展水平,对建筑热环境的综合支撑能力悬殊。
综合考虑热环境质量的效益和费用能耗,适应过渡地区社会经济发展的不同程度,建筑热环境质量标准分为2个等级:一级标准为舒适性标准,二级标准为可居住性标准。
可居住性标准虽达不到热舒适,夏季仍感到热,冬季仍感到冷,但它保证了基本的居住条件,室内夏季可以休息睡眠,冬季不至于受冻生病。
可居住性标准和舒适性标准对建筑热工的要求是基本相同的,不同处在于前者不用全面采暖空调设施。
采用什么样的建筑热环境指标体系,要综合考虑科学性和方便性,要有利于推动建筑节能。
影响热感受的主要因素有6个:干球温度、湿度、风速、平均辐射温度、人体活动强度及衣着。
前4个是热环境因素,后2个是人的个体因素。
