南方―冬暖夏凉

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摘要：现代技术都采用主动式节能技术将室内空间与自然隔离，再用高效节能的空调设备创造宜人环境的做法，在这篇论文中，我将讨论采用被动式节能技术，（是指通过建筑自身的布局，做法等契合气候辅以空调设备间歇运行达到舒适和节能的技术），它能充分的利用现有的自然条件，使建筑最大限度地适应周围的环境以达到节能的目的。

关键词：保温；遮阳；自然通风；冬暖夏凉

主要从外墙，屋面，窗，遮阳，自然通风，保温，6个方面来说明它们不同的特征对南方地区的能耗会产生不同的影响。

先讲外墙，主要从外墙的材料，蓄热性能，以及热阻来论述对能耗的影响。外墙以玻璃幕墙和实体墙为主。在南方地区基本不用玻璃幕墙，主要是考虑以下几个因素，第一玻璃幕墙具有相当好的通透性，可见光可以投射进来，如果是高透的low-e玻璃，则近红外线也可以投射进来，被围护结构，家具等具有蓄热性能的物体所吸收，并使其表面温度升高到超过空气温度时，再以自然对流的方式传给周围空气而成为房间的瞬时得热量，从而会加大房间的冷负荷。第二，考虑到玻璃幕墙的蓄热性能，玻璃的蓄热性能很小，从而会有两个影响，一是夏天的话会迅速提高室内的温度，（玻璃也有温室效应），从而增大冷负荷，二是如果在冬季或是北方，则会有利于提高室内平均温度。减少采暖负荷。第三，由于南方地区，夏季长冬季短，玻璃幕墙冬季能够采光，减少照明等优点，不过从一年的耗能来说，玻璃幕墙不适合南方地区。因而不采用玻璃幕墙。墙体的蓄热性能，其蓄热功用主要体现在白天室外温度较高是，建筑蓄热体可作为热汇吸收进入室内的热量，从而降低室内空气温度，提高舒适性能，减少额外的制冷需求；在室外温度较低的夜晚，外墙储存的热量慢慢释放，该热量由自然通风和机械通风排出。冬季白天地板和外墙吸收来自太阳的辐射热量，储存热量，夜间慢慢释放到室内以提高空气温度。在冬季，外墙的蓄热性能越强，则效果就会越好，但是夏季就不符合这个规律了，冬天不管是白天还是晚上，热流的传递方向均是由室内传到室外，但是夏天白天热流方向则是由室外传入室内，晚上则是由室内传入室外，热流方向刚好相反，如果外墙的蓄热性能很大，则白天会储存大量的热量，会减少部分冷负荷，到了晚上，由于南方地区室外日温差小，因而储存大量的热量难以快速散发出去，一方面会增加冷负荷，如果连续几天的高温，另一方面由于外墙晚上没有完全释放热量，使外墙白天温度高失去其蓄热性能，因而在南方地区尽量不要采用蓄热性能很大的材料。外墙的热阻，外墙的热阻越大，则其保温性能越好，保温性能是和导热系数成正比，而蓄热性能是和导热系数，密度，比热容的乘积成正比。对于实体墙而言，一般热阻越大，保温性能越好，蓄热性能越好，所以南方一般不采用厚实的墙体。

屋面，由于南方纬度低，在夏天，屋面处于太阳直射的时间长，会使屋面的温度上升比较快，中午时分可达到60度以上的高温，因而从屋面向室内的传热所消耗的冷负荷占了很大一部分。通常屋面的几种处理方法1，选用合适的保温材料，其导热系数，热惰性指标应满足标准要求，2，采用架空形式保温屋面或倒置式屋面，3，采用屋顶绿化屋面，蓄水屋面，浅色屋面，坡屋面等，4，采用通风屋顶，阁楼屋顶等。根据实际情况选择合适的屋面。

窗，主要从窗墙比和窗的朝向来论述。从节能的角度出发，围护结构外窗取小值对空调负荷的降低是有利的，但是窗太小将使建筑物室内采光通风受到影响，因此，《热工设计标准》中规定窗墙比在0.3以下，但南面朝向可放宽到0.35，这是因朝向不同接受到的太阳辐射也不同，根据太阳在天空中运行规律，冬季南向墙面将得到最大的太阳辐射热量，而夏季确是东，西墙面，因此，房间外窗面积大，开窗多的一面正对冬季太阳辐射强度大的南向方位，而把房间面积小，开窗少的一面朝向夏季太阳辐射强度大的东，西方位，使得外窗在冬季太阳辐射强度大南面有较大的辐射得热面，而夏季太阳辐射大的西面，有最小的窗玻璃隔热面，这样按朝向布置开窗面，有利于房屋夏季隔热，冬季保温。由于南方夏季季候风盛，且多吹东南风，房屋南窗面积的开大有利于利用自然通风散热除湿及晚间自然降温，因而南窗面积最大。东西窗相比同样的窗墙比，东窗更节能，开东窗时，上午通过太阳辐射进入室内的热量最大，通过窗的传热进入室内的传热则是下午最大，因而两者的峰值错开了，而开西窗的话，峰值发生重叠，虽然进入室内的总热量不变，但是开西窗会增加室内的冷负荷，所以一般西窗的面积小于东窗，北侧一般不会有太阳直射，但是北方在冬天盛行，由于窗的传热系数小，所以一般北向窗墙比小于南向大于东向，可得出结论是，在南方地区，窗墙比的大小依次是：南向 北向 东向 西向

遮阳，遮阳分为外遮阳，内遮阳，遮阳设施放在窗玻璃中。外遮阳是把遮阳设施放在室外，此时一部分太阳辐射会被遮阳设施吸收，一部分会被遮阳设施给反射，一部分会透过遮阳设施投射到窗玻璃外表面上，并且只有一部分会变成室内的冷负荷，而内遮阳，透过玻璃的太阳辐射都会变成室内的冷负荷，只不过其峰值有所延迟和衰减。因而外遮阳相对于内遮阳来说更节能，可是外遮阳易损坏，因而可以将遮阳设施放在窗玻璃的中间，此时，有了外遮阳的性能，又有了内遮阳的不易损坏的特性。通常上下会有开口，形成烟囱效应，及时排走窗玻璃中的热空气，减少室内冷负荷，因而南方地区一般采用窗玻璃中放遮阳设施。

自然通风，在夏季白天应维持最低要求的通风换气量，晚上则可以利用自然通风来给室内散热，春秋过渡季，则由于室外温度处于较舒适的范围，应该采取最大的通风量来维持室内的舒适度，冬天则是维持最低要求的通风换气量。

保温，保温分为内保温和外保温，采用哪种保温措施应根据建筑物的使用时间段和空调方式而定。对于空调系统间歇运行的房间，应采用内保温，一方面可以加大墙体的传热热阻，减少围护结构的传热负荷，另一方面，因为保温层在内侧，对室内的冷量其阻隔作用，减小了因墙体蓄热带来的短时间内的空调冷负荷从而降低了使用时段内的空调能耗。对于空调系统连续运行的房间，墙体应该采用外保温，由于保温层在外侧，主体材料的温度和室内空气温度接近，这就意味着当负荷不均衡时，可保证室内侧墙体的表面温度不急剧波动，蓄热层吸收热量和放出热量，朝有利于室内温度保持稳定的方向变化。对于使用时间段在白天的房间，总的来说，宜采用外保温，这样白天蓄存热量，有利于室内温度的稳定性，对于使用时间段在晚上的房间，宜采用内保温，由于保温材料在室内侧，当晚间室外温度低于室内温度时，让室外空气进入室内，使室内空气温度降低，同时墙体温度也降低。如果在室内侧，由于白天没有空调，室内温度会升高，主体材料温度也高，夜间即使开窗通风，因墙体的蓄热放热效应，使室内温度降低缓慢。

参考文献

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