孫樹輝

摘 要：本文針對我國的氣候特點，實驗分析不同暖通方式、模擬分析典型影響因素對建筑引起的節(jié)能率并比較其節(jié)能效果，從而找到一些關(guān)鍵的暖通節(jié)能措施，以期指導(dǎo)我國的建筑暖通節(jié)能方式，在節(jié)能的基礎(chǔ)上給建筑設(shè)計師們留出更大的設(shè)計空間。

關(guān)鍵詞：暖通空調(diào)技術(shù)；綠色建筑；應(yīng)用

我國近幾年城市建設(shè)加速發(fā)展，人們的經(jīng)濟(jì)和生活水平不斷提高，建筑能耗也隨之快速增長，室內(nèi)環(huán)境急需得到改善，加之建筑暖通裝置的投資與收益比甚微這一優(yōu)勢，因而研究其節(jié)能效果具有重要意義。

1 國內(nèi)暖通空調(diào)技術(shù)在綠色建筑中的應(yīng)用研究

近幾年來，隨著國家建筑節(jié)能政策的開展和不斷深入，國內(nèi)許多的學(xué)者已經(jīng)或正在關(guān)注建筑暖通的節(jié)能效果研究，無論是對暖通節(jié)能效果的理論研究還是關(guān)于相關(guān)監(jiān)測和節(jié)能效果評價研究都取得了一定成果，但也有其不足之處。

清華大學(xué)的簡毅文，王蘇穎在江億院士的指導(dǎo)下對暖通空調(diào)的安裝位置和構(gòu)造尺寸對冬夏季暖通效果的影響程度進(jìn)行了定量分析，并在綜合考慮冬夏季不同需求的基礎(chǔ)上，給出了暖通空調(diào)合理的安裝位置和構(gòu)造尺寸的推薦值。華中科技大學(xué)的李保峰等研究了暖通百葉對室內(nèi)溫度的影響，他們通過建立兩組正南北向的七組不同的對比實驗房實驗研究了武漢地區(qū)建筑外暖通對室內(nèi)溫度的影響，得出了幾個定性的結(jié)論，目前仍在研究外暖通百葉間層的尺度、百葉及其開啟的角度以及不同角度的組合因素對室內(nèi)溫度的影響。

龍恩深等研究發(fā)現(xiàn)了暖通措施與空調(diào)能耗和取暖能耗的不同關(guān)系，具有重要意義。由于冬季有無太陽輻射各時刻的供暖能耗差別不大，故暖通措施對取暖總能耗的影響不顯著，而夏季有太陽輻射各時刻空調(diào)能耗遠(yuǎn)大于無太陽輻射各時刻空調(diào)能耗，故暖通措施對空調(diào)總能耗及節(jié)能率的有很大影響。高墊等通過論述玻璃幕墻暖通的必要性以及作用與效果，提出了適合于玻璃幕墻的暖通形式及構(gòu)造設(shè)計，以及暖通系統(tǒng)的智能化設(shè)計趨勢。

程凱等主要分析了夏熱冬冷地區(qū)外窗（包括玻璃幕墻）設(shè)置外暖通的必要性和設(shè)計要點，通過對上海某全玻璃幕墻辦公室建筑的改造工程進(jìn)行多種暖通方案的比較，表明不同的建筑可以采用不同外暖通形式的組合來達(dá)到最佳的暖通效果，即最大程度地降低建筑能耗。充分考慮節(jié)能環(huán)保、生態(tài)優(yōu)先是廣州大學(xué)城建設(shè)的理念，外暖通技術(shù)是廣州大學(xué)城制定的《廣州大學(xué)城建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》中的亮點之一。馮林東等分析了廣州大學(xué)城建筑外暖通節(jié)能效果，提出了各類窗口暖通的設(shè)計參考。外窗設(shè)置暖通構(gòu)件時其節(jié)能潛力很大，節(jié)電可達(dá)11.6%左右，大大降低了空調(diào)的建筑能耗。南京萬科金色家園采用對比實測法對基準(zhǔn)戶型起居室的暖通效果（深圳院）進(jìn)行了測試，測試結(jié)果顯示空調(diào)耗電量平均節(jié)省0.44kw/h，減少了30%。通過對節(jié)能檢測與和能效評價的實施，使得人們?nèi)娑浞值恼J(rèn)識了暖通的節(jié)能效果，為促進(jìn)暖通節(jié)能的實踐并確定合適的暖通方案提供了強(qiáng)有力的技術(shù)依據(jù)。

解勇等采用由中國建筑科學(xué)研究院建筑物理研究所開發(fā)的建筑能耗動態(tài)模擬分析計算軟件Doe2IN，模擬計算并對比分析了北京、上海、廣州三地的一座多層居住建筑模型的典型房間的外窗系統(tǒng)分別在未設(shè)與設(shè)置暖通卷簾時房間的夏季能耗，不同地區(qū)各種情況的暖通節(jié)能效果由此得出。在實踐上，夏季氣候炎熱、日照輻射強(qiáng)是我國大部分地區(qū)具有的氣候特點，但建筑暖通在建筑設(shè)計中普遍不夠重視。在我國廣州地區(qū)制定的節(jié)能目標(biāo)中，建筑暖通部分的節(jié)能率占到20%，由此指標(biāo)可見暖通節(jié)能的巨大潛力，而在我國還需要一個很漫長的過程來實現(xiàn)這一目標(biāo)。

2 國外暖通空調(diào)技術(shù)在綠色建筑中的應(yīng)用研究

暖通在國外建筑的發(fā)展過程中，一直是建筑的重要組成部分，從古代的磚木建筑結(jié)構(gòu)到現(xiàn)代的高科技智能化屋宇，暖通因素?zé)o處不在。特別是一直以來已經(jīng)形成了自己的較為成熟的一套暖通理論和實驗測試方法，對暖通效果進(jìn)行了積極的研究，并出臺了許多相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

日本熊本大學(xué)的石原教授和天津大學(xué)的王榮光教授分別通過實驗測試內(nèi)外暖通板的暖通系數(shù)對兩者的暖通效果進(jìn)行了比較，測試結(jié)果表明外暖通板的暖通效果優(yōu)于內(nèi)暖通板。兩個并排的正面裝有 3mm 標(biāo)準(zhǔn)玻璃的實驗箱構(gòu)成了一個實驗裝置，其中左箱玻璃外側(cè)安裝有測試的外暖通裝置。實驗分別測試了 30℃、45℃、60℃、75℃和 90℃五個不同暖通角度時的暖通系數(shù)。

Aniekan offiong 等通過實驗研究，表明外墻與窗之間的窗側(cè)能減少窗戶得熱，而且水平外暖通板比垂直擋板更具有節(jié)能效果。Marion 等應(yīng)用 TRNSHD軟件模擬了水平式、垂直式和綜合式三種形式外暖通板的暖通效果，該軟件模擬結(jié)果與實際實驗比較相符，是可靠度較高的一個模擬計算工具。Athanassios 等對暖通板的采光和能耗分別進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)采用暖通板后夏季冷負(fù)荷降低了50%，考慮其對冬季采暖能耗增加的因素，全年能耗依然可以降低 12%。

加拿大國家太陽能實驗室在加拿大標(biāo)準(zhǔn)及評價組織和加拿大自然資源協(xié)會資助下建立了上述檢測門窗系統(tǒng)的太陽輻射得熱系數(shù)和傳熱系數(shù)。該裝置利用太陽模擬發(fā)生器發(fā)出的150～1100w/m2的輻射光源，以一定的入射角照射熱箱內(nèi)已裝備了太陽能吸收板的的朝向試件，太陽能吸收板與水循環(huán)系統(tǒng)相連，通過熱箱傳遞的熱量便可由其精確測量。

瑞士聯(lián)邦材料測試與研究實驗室（EMPA）研發(fā)的上面建筑外暖通系統(tǒng)性能的實驗臺由并排左右兩個獨立測試的中間加有聚氨酯絕熱材料的木質(zhì)箱體組成，測試箱南向安裝外暖通構(gòu)件和中間充有氬氣的雙層玻璃，測試系統(tǒng)放置在自然環(huán)境中，利用自然光作為輻射光源，可同時測試有無暖通時系統(tǒng)的太陽能得熱量。

在實踐上，地處熱帶地區(qū)的東南亞國家的公共和民用建筑都廣泛的采用了主動的暖通措施，暖通設(shè)計新穎獨特，這不僅創(chuàng)造了舒適的室內(nèi)環(huán)境，其節(jié)能效果也顯而易見，目前，部分東南亞的國家和地區(qū)的暖通節(jié)能率已經(jīng)占其總節(jié)能率的 10%-24%。與我國同緯度地區(qū)相比，年太陽輻射總量要比我國低得多的歐洲國家非常重視夏季的建筑暖通隔熱，因此其夏季平均氣溫要低 1.3-2.5℃。德國柏林的緯度要高于我國最北的省會城市哈爾濱，但當(dāng)?shù)貐s大量采用各種暖通措施，可見其非常重視建筑物的夏季防熱。

3 結(jié)論

上述可見，隨著暖通空調(diào)技術(shù)研究范圍的日益擴(kuò)大，目前國內(nèi)外對建筑暖通節(jié)能效果的研究已經(jīng)成為建筑節(jié)能領(lǐng)域的研究熱點，而且國外對這方面的研究相對較早，他們在手段和方法上的領(lǐng)先技術(shù)研究對我國建筑暖通節(jié)能效果研究也具有著很好的借鑒意義。建筑暖通節(jié)能效果的分析及評價涉及到很多學(xué)科和領(lǐng)域，如何準(zhǔn)確的檢測和評價其節(jié)能效果、確定合理的暖通策略并真正普及推廣到實際運用中，還需要投入大量的研究工作。

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