中南大學(xué)的建筑節(jié)能的應(yīng)用.doc

從氣候看中南大學(xué)的建筑節(jié)能的應(yīng)用摘要：能源問(wèn)題已經(jīng)成為21世紀(jì)的焦點(diǎn)問(wèn)題，而建筑物的能耗在能源消耗中占了很大的比重，那么在保證人類舒適性的前提下最大限度的減少建筑物的能耗必將成為建筑設(shè)計(jì)趨勢(shì)，也是建筑界實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。關(guān)鍵詞：建筑氣候條件 建筑節(jié)能 通風(fēng) 采光 1 長(zhǎng)沙地區(qū)氣候現(xiàn)狀 長(zhǎng)沙地理位置為北緯28.2度、東經(jīng)113度，位于湘江河谷地帶，地勢(shì)較低，相對(duì)濕度較大。夏季漫長(zhǎng)悶熱，冬季短暫濕冷。影響長(zhǎng)沙氣候和氣溫的原因主要有3個(gè)： 其一是地形南高北低。南有五嶺、東有羅霄、西有雪峰、北為洞庭湖平原，使其地形為一向北開(kāi)口的馬蹄形，阻隔了東、南海洋季風(fēng)的調(diào)節(jié)，使冬寒夏熱的特征尤為顯著。 其二是受準(zhǔn)靜止鋒面影響。長(zhǎng)沙位于內(nèi)陸，距海較遠(yuǎn)，每當(dāng)海面形成熱帶風(fēng)暴向我國(guó)大陸移動(dòng)時(shí)，將大量的熱空氣向內(nèi)陸擠壓，象推土機(jī)一樣，把海洋上和南方沿海地區(qū)的熱浪推到湘中、湘北地區(qū)這個(gè)特制的大盆子里。熱氣團(tuán)長(zhǎng)久滯留在湘中至洞庭湖一帶，在降雨前一般有35天十分悶熱的時(shí)間，在這段持續(xù)悶熱的時(shí)間內(nèi)，潮熱的氣候讓人感覺(jué)十分沉悶壓抑。其三是城市熱島效應(yīng)。長(zhǎng)沙近幾年在加緊城市化建設(shè)，城市總面積為1.18萬(wàn)平方公里，其中主城區(qū)面積612.3平方公里。密布的鋼筋混凝土建筑白天蓄積了巨大的太陽(yáng)能，晚上慢慢釋放出來(lái)，每立方混凝土至少釋放5kWh熱量。加上不斷增加的汽車尾氣和空調(diào)排氣，市區(qū)78月份夜晚的氣溫也會(huì)處于35以上，在空調(diào)的轟鳴和凝水滴嗒之聲中，市區(qū)居民再也不能像70年代之前那樣，在夏季可開(kāi)窗納涼睡覺(jué)。鋼筋混凝土建筑群不僅夏季影響環(huán)境溫度，在冬季也同樣，不保溫的混凝土建筑夜間蓄積了大量的冷量，使得白天出太陽(yáng)時(shí)市區(qū)也不暖和，加上空氣潮濕，長(zhǎng)沙氣溫0時(shí)體感比北京零下10還要冷。 溫度變化劇烈是夏熱冬冷地區(qū)的顯著特點(diǎn)。據(jù)氣象記錄，長(zhǎng)沙市1969年4月5日的最低氣溫為2.5，而同年4月10日的最高溫為33.4，5天之中溫差達(dá)30多度。氣溫逐年增加是夏熱冬冷地區(qū)又一特點(diǎn)，據(jù)瀟湘晨報(bào)2009年7月19日?qǐng)?bào)道：長(zhǎng)沙洞井氣象觀測(cè)站測(cè)到的氣溫達(dá)43.2，達(dá)到歷史之最。在午后用溫度計(jì)測(cè)量日光直射的地面，溫度可達(dá)60以上。為了度過(guò)最炎熱的日子，人們不得不大量使用電扇和空調(diào)。1999年湖南城鎮(zhèn)居民每百戶擁有空調(diào)28.03臺(tái)，到2008年每百戶擁有空調(diào)達(dá)到178.5臺(tái)1，不到10年時(shí)間增長(zhǎng)了6倍多。由于大量使用空調(diào)，造成夏季經(jīng)常性的拉閘限電或停電。據(jù)長(zhǎng)沙市經(jīng)委、長(zhǎng)沙電業(yè)局的統(tǒng)計(jì)：2008年8月29日21時(shí)長(zhǎng)沙市最高負(fù)荷163萬(wàn)千瓦，而2009年7月10日上午11時(shí)26分長(zhǎng)沙電網(wǎng)電力負(fù)荷首次突破260萬(wàn)千瓦，達(dá)到261.8萬(wàn)千瓦2。每年的電力供應(yīng)總是面臨比上年更為嚴(yán)峻的考驗(yàn)。在夏季用電高峰過(guò)后，又形成發(fā)電廠和供配電設(shè)施的空閑。2.從宏觀分析中南大學(xué)新校區(qū)的建筑節(jié)能1.1合理的群體布局。從圖片中可以看出，中南大學(xué)新校區(qū) 規(guī)劃用地140.56公頃，規(guī)劃建筑面積82.4988萬(wàn)平方米，新校區(qū)用地位于河西頭路以北，靳江路以南，瀟湘大道以西，城市二環(huán)線以東區(qū)域，北與中南大學(xué)校本部相連，東北部為中南大學(xué)升華學(xué)生公寓區(qū)，東臨湘江風(fēng)光帶，南接大學(xué)城科技園，北臨岳麓山及規(guī)劃的后湖公園,整體呈L形。市規(guī)劃局有關(guān)負(fù)責(zé)人說(shuō)，中南大學(xué)新校區(qū)以岳麓山風(fēng)景名勝區(qū)為背景，并伴湖而建，依山伴水，為新校區(qū)校園形象注入不可替代的地域環(huán)境和生態(tài)活力。新校區(qū)的綠化面積十分巨大，在夏季可以有效的減少熱島效應(yīng)，不僅給人一種視覺(jué)上的享受，還讓人對(duì)長(zhǎng)沙炎熱的夏季環(huán)境有所緩解。湖又是校區(qū)的又一亮點(diǎn)，整體來(lái)說(shuō)湖是分布在建筑物的一側(cè)，在夏季的時(shí)候就可以加強(qiáng)建筑物的自然通風(fēng)，同時(shí)也可以在一定的程度上減少熱島效應(yīng)，從而較少用于強(qiáng)制通風(fēng)和制冷方面的能耗。在冬季巨大的湖泊這可以蓄熱，有效地減小晝夜溫差，從而減少用于采暖的能耗。1.2 合理控制體形系數(shù)。體形系數(shù)就是指建筑物與室外大氣接觸的外表面積和其所包圍的體積之比值.總的來(lái)說(shuō)建筑物的形體系數(shù)還是比較合理，估計(jì)應(yīng)該在0.35左右 。建筑物的樣式各異，外觀一點(diǎn)都不呆板，并且比較美觀。如果把建筑物的外觀和形體系數(shù)綜合起來(lái)考慮的話，相對(duì)來(lái)說(shuō)其設(shè)計(jì)還是比較合理的。 1.3 合理控制窗墻比。窗墻比就是建筑外窗總面積與外圍護(hù)墻體總面積之比值。由于外圍護(hù)墻體的熱工性能比玻璃窗戶要好。通過(guò)外窗得失熱量卻占外圍護(hù)結(jié)構(gòu)得失熱量的30一40左右。站在建筑物前給人的第一感覺(jué)就是建筑物的正面的窗太大了，讓人眼前一亮。過(guò)分的追求外觀，卻導(dǎo)致建筑物的窗墻比過(guò)大(甚至達(dá)到了50%-60%)，如果長(zhǎng)期運(yùn)行下去在采暖和制冷方面必定會(huì)浪費(fèi)很大一部分能源。 2.從建筑物的細(xì)節(jié)入手分析中南大學(xué)新校區(qū)的室內(nèi)環(huán)境2.1玻璃門窗的隔熱保溫。外墻玻璃門窗是阻擋夏季太陽(yáng)輻射熱進(jìn)入室內(nèi)和冬季室內(nèi)熱鍍散失的最薄弱環(huán)節(jié)其能耗是同面積墻體的34倍，對(duì)建筑能耗影響很大。上面已經(jīng)提到，總體來(lái)說(shuō)窗墻比的系數(shù)過(guò)大不利于保溫隔熱。但是玻璃采用了的是鍍膜玻璃，中空玻璃， 玻璃間間形成一定寬度的空氣夾層，這樣在一定程度上減少了窗墻比系數(shù)過(guò)大帶來(lái)的不足。窗框材料用的是斷熱塑鋼框，并且窗框與玻璃用橡膠密封圈密封，在密封圈上還涂有一層膠，這樣減小了室內(nèi)與外界的對(duì)流換熱，有利于隔熱保溫，較少了建筑物內(nèi)能源的消耗。 2.2木門的隔熱保溫。不同種類木材，密度和含水量不同，導(dǎo)熱系數(shù)有一定差異，變化范圍在0.040.4 W/(mK)之間，橡膠0.16，玻璃1.1，鋁237，銅401，用木才作為門的材料對(duì)室內(nèi)的保溫隔熱效果有很大的提高，當(dāng)門的面積很大時(shí)那么那種小果就更加明顯。中南大學(xué)新校區(qū)的教室一般有兩扇門，每扇門的面積大概有4-5m2,，如此大的面積帶來(lái)的節(jié)能小姑是十分可觀的！2.3屋面隔熱保溫與遮陽(yáng)。窗用的是鍍膜玻璃，對(duì)可見(jiàn)光有較高的透射率，對(duì)紅外線有很高的反射率，具有良好的隔熱性能，在夏季的時(shí)候能有效地減少太陽(yáng)輻射，在冬季的時(shí)候可以增強(qiáng)建筑物內(nèi)的采光。在面向東方的窗的外側(cè)都安裝有百葉，能夠在夏季強(qiáng)烈的日照下減少陽(yáng)光的輻射和進(jìn)入室內(nèi)的熱量。在建筑物的頂部有一部分向外凸出，也能一定在一定程度上減少下層建筑的輻射。屋頂也是用鍍膜玻璃作為主要的材料，在夏季的時(shí)候的時(shí)候會(huì)導(dǎo)致建筑物內(nèi)的氣溫迅速升高，對(duì)于隔熱保溫十分不利 。2.4自然通風(fēng). 長(zhǎng)沙屬于亞熱帶季風(fēng)氣候夏季受海風(fēng)影響，吹東南風(fēng)。新校區(qū)的主要的教學(xué)樓都是東北向西南走向的，這在夏季其實(shí)是不利于自然通風(fēng)通風(fēng)的。建筑物群是被一個(gè)C型的水體包圍，由于水的比熱容很大物理性質(zhì)，在夏季很容易和建筑物群之間產(chǎn)生溫差，從而可以加強(qiáng)建筑物的自然通風(fēng)。長(zhǎng)沙是典型的濕熱地區(qū)，在這類地區(qū)主要的通風(fēng)方式是風(fēng)壓通風(fēng) 。濕熱地區(qū)的中庭不需使用保溫隔熱材料,重點(diǎn)在于遮陽(yáng)并誘導(dǎo)通風(fēng)。中那大學(xué)建筑群的中庭是頂部部分由玻璃覆蓋，能有效地減少太陽(yáng)的輻射，部分讓建筑物內(nèi)的空氣和室外能交換，中庭下面種植了大量的樹木和草坪，并且建筑物底部開(kāi)了很多的誘導(dǎo)通風(fēng)口在夏天的時(shí)候，能形成煙囪效益，促進(jìn)了建筑物的自然同分的效果。 3、結(jié)論建筑節(jié)能研究是建筑可持續(xù)發(fā)展的重要研究課題，是實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在國(guó)家相關(guān)政策的監(jiān)督下，按建筑工程按照節(jié)能要求認(rèn)真做好，這是一種歷史責(zé)任，是一種光榮的義務(wù)?？偟膩?lái)說(shuō)中南大學(xué)新校區(qū)的建筑物的外觀十分的漂亮，建筑材料大量采用