不同气候条件对建筑节能的影响研究

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【摘 要】建筑节能方案必须与当地的气候条件相结合，本文从我国城市建筑节能气候的类型开始，详细的阐述了建筑节能的气候适应性，并指出了不同气候条件对建筑节能的影响。

【关键词】气候条件；建筑节能；夏热冬冷

能源对人类生存与发展的重要性早已成为共识。当前人类社会对能源的消耗主要发生在物质生产过程、交通运输过程和民用建筑使用过程，它们分别称为生产耗能、交通能耗和建筑能耗。建筑耗能，其大小主要取决于建筑的总量、性能和使用状况，建筑设备的能效性能和建筑使用过程的管理水平。建筑节能的含义是提高建筑使用过程中的能源效率。当代的建筑耗能主要包括采暖、通风、空调、照明、炊事、家用电器和热水供应等的能源消耗。建筑的能源利用效率可定义为：为居住者所提供的卫生舒适的居住条件与所消耗的能源量之比。

1 我国城市建筑节能气候类型

1.1 严寒无夏类

该类主要分市在东北三省，内蒙古，新疆及青藏高原地区。冬季异常寒冷，最冷月平均气温小于-10°C，日平均气温小于5°C的天数在136~283d；夏季短促凉爽，最热月平均温度小于26°C。大部分地区太阳辐射量大、如青海等地冬季太阳辐射热大于1000。

1.2 冬寒夏凉类

该类气候持征与严寒无夏地区相似，但寒冷程度小、时间短些，最冷月平均温度大于-10°C，日平均气温小于5°C的天数在56~142d(不包括以辅助指标划入该区的城市)；另外，将冬季太阳辐射热>1000 ，最冷月平均温度小于-10°C,以红原、玉树等为代表HDD18>3800°C的地区也纳入该区。

1.3 冬寒夏热类

该类气候条件较恶劣，冬季寒冷且长，最冷月平均气温在-5.5~1.3°C，全年日平均温度低于5°C天数达67~115d．冬季太阳辐射量在415~836 ，比较丰富；夏季炎热、最热月平均温度大于26°C，气温高于26°C的天数在32~80d、且昼夜温差较大，青岛、郑州等都属于该气候范围。

1.4 夏热冬冷类

该类主要位于长江流域，夏季闷热高湿，最热月平均温度26.5~30.5°C，相对湿度80％左右，太阳辐射热大于1000；冬季阴冷，太阳辐射热小于750 ，个别城市不足400 ，最冷月平均气温0~8.6°C，是世界上同纬度下飞候条件最差的城市，我国的北京、上海和武汉等是比较典型的例子。

1.5 夏热冬暖类

该类气候特征冬季暖和，最冷月平均温度大于9°C，冬季太阳辐射热600~1500 ；夏季长而炎热，最热月平均温度大于27 °C。全年日平均温度大于26°C的天数达82~265d，相对湿度约为80%，太阳辐射强烈，大于1200 ，个别地区大于2000 ，降雨丰沛，是典型的亚热带气候。海南、昆明等地区的气候特征与此接近。

1.6 冬寒夏燥类

该类气候特征为冬季非常寒冷，且采暖期较长，最冷月平均温度-2.2~-17.2°C，全年平均气温低于5°C的天数在96~125d；夏季燥热相对湿度较小，小于50%，太阳辐射强烈，在1200~2300 1200 ，夏季昼夜温差大。代表城市吐鲁番。

2 建筑节能的气候适应性

建筑节能的气候适应性源于建筑的气候适应性，在一种气候条件下成功的建筑节能行动在另一种气候条件下不一定适应。北方的建筑节能可以参照气候特点相近的欧洲、加拿大等过。而长江流域和华南地区的气候特殊性，决定了不能简单照搬北方和加拿大等国，必须针对本地气候特征，发展自己的建筑节能体系。

人类为了抵御恶劣气候创造了建筑，由于建筑的空间位置是固定的，建议要抵御的是当地的恶劣气候，其他地区的气候是不必考虑的。建筑的气候适应性是适应当地的气候，这与汽车等交通工具必须适应各地的气候不一样。

节能建筑的气候适应性能主要表现为：

2.1 对恶劣气候的抵御性能：在室外气候恶劣的条件下维持一个健康、舒适的室内环境的能力，要求持久。

2.2 对良好气候的亲和性能：在室外气候良好的条件下使室内环境与室外环境融为一体的能力，要求快速

2.3 对大气变化的应变性能：当天气发生变化时及时调整自身性能以适应天气的能力，要求灵活。

以上论述表明，任何建筑节能措施都受制于它所在地的气候。只有当建筑节能行为适宜于相关的气候条件，并不产生危害气候的负面影响时，才能产生积极的建筑节能效果。

3 气候条件对建筑节能的影响

3.1 夏热冬冷地区

夏热冬冷地区建筑节能承担着双重任务：其一，改善建筑热环境，提高人民生活水平；其二，提高采暖空调的能源利用效率，保护环境。改善夏热冬冷地区的居住建筑热环境，是为了在这里生活、工作的5.5亿人民，也是为亿万子孙后代造福，是国家民族赋予我们的历史责任。

我国夏热冬冷地区属潮湿气候区，在对居住建筑进行热环境改造和推行节能住宅标准时，室内相对湿度控制尤为重要。在夏季，天气炎热，加上空气潮湿，若不采取相应的降温除湿措施，居住热环境质量很差，为了改善建筑热环境，需要使用能源。只有合理使用和节约使用能源，尽可能提高能源利用效率，使改善建筑热环境与建筑节能相结合．才能使改善建筑热环境有能源的支撑而成为可能，又不致造成更加严重的浪费和对环境的污染，做到人类和生态的可持续发展。

3.2 严寒无夏地区

在严寒气候区，损害建筑热环境、引起建筑能耗的，主要是低温寒冷大气造成的建筑维护结构热损失利冷风侵入、渗透热损失。因此，缩小护结构表面积。加强护结构保温和气密性，大量引入阳光，能取得改善室内热环境、降低采暖能耗的显著效果，但这一技术体系在热带、亚热带气候区，不能取得明显效果，甚至起到反作用。

3.3 冬寒夏燥地区

在亚热带气候区，造成建筑热环境差、能耗高的原因是太阳辐射对建筑的作用太强，空气湿度太大，白天气温过高。建筑遮阳，新风降温，白天限制通风，夜间加强通风等能取得改善室内热环境，降低能耗的明显效果 在温和地区，自然通风是节能的关键。在冬寒夏躁地区由于通风效果好坏直接关系到能源消耗的高低，必须重视门窗节能， 塑钢门窗不仅防噪隔声功能显著，防雨水渗漏能力强，空气渗透量小，更主要的是塑钢门窗的导热系数极低，可以在该地区得以运用。

3.4 夏热冬暖地区

对于夏热冬暖地区，建筑群的总体规划应有利于自然通风和减轻热岛效应。建筑的平面、立面设计应有利于自然通风。居住建筑的朝向宜采用南北向或接近南北向，居住建筑空调与采暖方式及设备的选择，应根据当地资源情况，充分考虑节能、环保因素，并经技术经济分析后确定。居住建筑进行夏季空调、冬季采暖时，宜采用电驱动的热泵型空调器（机组）、燃气、蒸汽或热水驱动的吸收式冷（热）水机组、或有利于节能的其他型式的冷(热)源。该地区节能措施主要从优化的建筑规划设计与节能，精细化的建筑单体设计与节能，热工性能更加优良的护结构的构造措施，建筑遮阳的节能技术，可再生能源建筑技术应用等几个主要方面进行设计。

4 结论

进入21世纪，节能意识深入民心，在建筑市场也是如此，在现在建造的各种建筑中我们必须充分的认识到建筑节能的重要性。随着建筑节能技术的不断发展和创新，气候与建筑节能之间的关系会更加清晰，从而建造更好的节能建筑。

参考文献：

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