夏热冬冷地区民居空调系统节能技术分析
夏热冬冷地区住宅建筑节能改造技术研究
收稿日期:2010-07-12作者简介男,65年生,副教授,张家口市,5基金项目河北省教育厅自然科学指令项目(63)夏热冬冷地区住宅建筑节能改造技术研究石心刚1温旺2潘志信1贾玉贵1邓大鹏1冀卫兴11河北建筑工程学院;2唐山市政府投资工程建设管理中心摘要为解决夏热冬冷地区既有住宅建筑能耗较大问题,对本地区气候特征、现有围护结构热工性能进行了测试分析和研究,提供了夏热冬冷地区既有住宅建筑节能改造技术措施,为解决夏热冬冷地区住宅节能改造技术提供了重要依据.关键词夏热冬冷;住宅建筑;节能技术中图分类号TU831夏热冬冷地区既有气候特征按照我国建筑热工分区,地处我国中部的长江流域及其周围广大地区,属夏热冬冷地区.又由于其处于我国北方寒冷地区与南方炎热地区之间,也称为过渡地区.夏热冬冷地区最显著的气候特征是冬冷夏热,四季分明,但冬夏时间长、湿度大,夏季闷热,冬季湿冷,气温的日差较小,年降水量大,日照偏少.春末夏初多阴雨天气,常有大雨和暴雨出现,夏热冬冷地区春秋两季各约2个月,冬、夏各约4个月.多数地方高于35的酷热天气有半个月至一个月之多,最热月14时的平均温度达32~33,最低气温也超过28.白天炎热;夜间静风率高,白天积蓄的热量难以散发,气温仍然居高不下.冬季强大的寒潮到此地区后,受到南岭和东南丘陵的阻挡,使冷空气滞留,因而寒冷时间较长特别是1月份平均气温比世界上同纬度其他地区一般要低8~10,是世界上同纬度冬季最寒冷的地区.夏热冬冷地区又是一个水网地带,冬夏季节空气相对湿度大,多在70%左右,夏季湿热,冬季湿冷,极不舒适.2夏热冬冷地区建筑热工特性及能耗状况21建筑热工特性夏热冬冷地区的多层建筑外墙多年一直沿用240mm 厚实心粘土砖,其传热系数K 值为20W/(m 2K),即使采用其他墙体材料,也以240mm 厚砖墙作为参照对象,不作任何保温隔热措施.有些地方采用空心粘土砖,其保温隔热性能稍好;有的地方采用页岩砖、灰砂砖等非粘土砖,其强度比粘土砖高,但保温隔热性能较差.在窗户方面,普遍采用单层玻璃金属窗,建筑外遮阳措施较少.单层玻璃金属窗的保温隔热性能很差,夏季在无遮阳措施的情况下,大量太阳热辐射经窗户进入室内;冬季冷空气渗透严重.随着商品房进入市场,有些住宅设计为了建筑立面效果,窗墙比还有增大的趋势,这无疑会使室内热环境更差.在屋面方面,以平屋顶为主,其保温隔热性能比墙体还差,架空屋顶采用较多,但只对夏季隔热有一定效果.近年来,随着我国经济的高速增长,该地区的城镇居民纷纷采取措施,自行解决住宅冬夏季的室内热环境问题,夏季空调冬季采暖成了一种很普遍的现象.22建筑能耗状况多年以来,夏热冬冷地区大多数建筑普遍没有采暖和降温措施,随着生活水平的提高,居民普遍采用空调降温,电暖器采暖,能效比极低,能源浪费很大,造成建筑能耗急剧增长.然而,由于建筑物本身的保温隔热性能没有改变,居住环境改善的程度很有限.另一方面,长期以来由于经济和历史原因,夏热冬第28卷第4期2010年12月河北建筑工程学院学报JOU RNA L OF HEBEI INSTITU TE OF ARCHITECTURE AND CIVIL ENGINEERIN G Vol 28No 4Dec.2010:1907024:20020冷地区既有建筑绝大多数未按建筑节能要求设计建造,属高能耗建筑,室内环境质量达不到最低的舒适度要求.在冬夏季供热和空调使用高峰期其用电量可达到总用电量的40%左右.据有关资料预测,若不采取有效的节能措施,未来中国夏热冬冷地区住宅为了达到热舒适要求,空调用电负荷夏季为08亿kW,冬季为2亿kW,全年耗电量为2240亿kWh,三峡电厂的年发电量为847亿kWh.因此,为了满足长江流域地区住宅热环境的要求,需约3座三峡电厂的年发电量.3外墙节能的改造在我国夏热冬冷地区,夏季高温持续时间长,太阳辐射照度大,国家标准对该地区建筑物的热工设计要求是必须满足夏季防热要求,适当兼顾冬季保温.外墙外保温技术体系把保温层放在墙体外侧,由于保温材料热阻很大,可有效阻止夏季室外热流进入墙体,从而有效的降低墙体的内表面温度,达到改善室内热环境并节约空调或取暖耗能的目的.因此,夏热冬冷地区应积极采用并推广墙体外保温技术.31选择外墙外保温改造方案减少外墙传热有两种方法:其一是严格控制体型系数,减少传热面积.其二是增强外墙体的保温、隔热性能.对于夏热冬冷地区既有住宅建筑,宜采用第二种方法.工程实践证明,外墙的外保温隔热与外墙内保温隔热相比,在保温隔热性能、减少冷桥、减少结露及施工干扰方面有着较大优势.因此夏热冬冷地区既有住宅建筑节能改造,选用外墙外保温为最佳方案.膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统,胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统和聚合物保温砂浆外墙外保温系统是当前我国夏热冬冷地区建筑节能所广泛使用的主流外墙外保温系统.采用外墙外保温改造技术,应注意改造的施工保护、墙面基层清理、基层界面的处理,保温隔热层施工时要设置伸缩缝,最后做好面层的施工.32设置热流阻尼区把过去的开敞式楼梯间改造为封闭式,楼梯间设窗,北向单元入口改设门斗,避免了冬季西北风灌入.夏热冬冷地区既有住宅建筑的住宅屋面上人孔一般设计在楼梯间顶部,由于上人孔设计不当,常形成似烟囱的通风口,造成冬季热量损失.需要对屋面上人孔进行密封处理,使整个楼梯间形成一个温度阻尼区,增强了住宅外围护结构保温、隔热性能.4屋面改造夏热冬冷地区既有屋面热工性能普遍较差,特别是对顶层房间的影响较大.住宅建筑屋面情况较复杂,当传热系数明显超过规定限值时,则要对屋面进行改造.41平屋顶架设空保温层此方法用于女儿墙高度较低且房间进深较小的建筑.采用保温材料,上设防水层,上铺预制混凝土架空板.42平屋顶改造成坡屋顶坡屋顶应设通风换气口,一般换气口面积最好能占顶棚面积的1/300以上.将坡屋顶的通风口做成可启闭的,能够兼顾冬季保温和夏季隔热,夏季开窗,便于通风;冬季关闭,以利保温,适合夏热冬冷地区既有住宅建筑.5窗户节能改造在建筑围护结构总能耗中,建筑门窗的能耗占到了总体能耗的49%,门窗作为建筑物保温性能最为薄弱的部分,作为建筑物的表面维护之一,直接影响到建筑物的节能性能.夏热冬冷地区的传统门窗材料是单层玻璃钢窗,传热系数K 值分别为64W/(m 2K),这种类型的门窗气密性较差,保温隔热性能普遍较差,造成室内热环境极差,节能门窗的推广使用是夏热冬冷地区建筑节能工作的重要内容夏热冬冷各省市已在新型节能门窗成套应用技术,低辐射玻璃(又称LOW 玻璃)、高性能中空玻璃和其它节能玻璃产品的开发与工程应用,窗玻璃性能数据库,窗户外遮阳产品的开发和工程应用等方面有了较快的发展23第4期石心刚温旺潘志信贾玉贵等夏热冬冷地区住宅建筑节能改造技术研究.e .6采暖节能技术改造措施对住宅建筑节能改造,必须同时对已经布置和实行了采暖的部分地区的采暖系统加以改造,否则会出现过热现象,采暖能耗没有得到节约.对供热系统的热源、热网和热用户同时进行技术改造,并实现热计量收费.61热源及室外供热管道系统改造对夏热冬冷地区既有住宅建筑围护结构节能改造的同时,对采暖系统也加以改造.针对夏热冬冷地区既有住宅特点,对供热系统的热源、热网进行技术改造,并实现热计量收费.(1)实行区域供热,其热源应为热电联产对于小型分散、效率不高的锅炉,要进行连片改造,以克服对环境造成的污染,做到集中高效.(2)对夏热冬冷地区既有住宅热源改造,包括高效锅炉、换热器及现代化控制设备的采用.如加装燃煤计量装置、分层给煤装置,采用有效的节煤燃烧措施;对鼓风机、引风机加装变频器,控制风煤比,尽量利用烟气剩余热量.采用变频调速的补水定压方式,对于锅炉、分水缸、集水缸、循环水泵进出口均设压力表、温度计,以实现量化管理和自动控制.(3)对于各类循环水泵,要求高效、节能、低噪,同时加装变频器,实现自动调节.对于一个系统,要保证水泵流量与系统负荷匹配,并考虑分阶段调节流量的因素.例如初寒期、末寒期的热负荷要低于寒冬期,相应的循环流量可以减小.(4)对夏热冬冷地区要采用连续供暖,并根据室外温度变化实时调节连续供暖一方面可以避免和减少对锅炉频繁的压火和挑火,以提高运行效率,降低能耗;另一方面散热面积可不考虑间歇因素的影响,从而减小管道流量,降低初期投资和日常运行费用;对热网进行改造,包括对管道保温、水力平衡设备及温度补偿器的应用.62室内采暖系统改造(1)安装分户热表按户分环、控制阀出户,分户计量,按量计费.室内采暖系统可采用单管水平串联式、双管并联式等能够实现分户控制、经济、可靠、节能、卫生、技术先进的系统形式.(2)分室、分户温控根据室温自动调节流量,在夜间、无人时使能耗处于最低状态.在散热器入口、出口安装恒温调节阀,实施感温器和程控器联动,以实现温度的控制.(3)取消高点集气罐,采用自动排气阀,可以减少系统丢水现象.在自动排气阀上游设关闭阀,以方便检修;并装设过滤器,以减少故障.(4)对于干管、立管、支管进行详细的阻力计算,以使各并联环路达到水力平衡.7结论夏热冬冷地区要采用合理的建筑节能技术措施,保证建筑外维护结构的保温隔热等热工特性,夏热冬冷地区应积极采用并推广墙体外保温技术和节能门窗的推广使用,并且要根据夏热冬冷地区既有住宅特点,对供热系统的热源、热网进行技术改造,实现热计量收费.参考文献[1]涂光备.供热计量技术.北京:中国建筑工业出版社,2003[2]江亿.我国供热节能中的问题和解决途径.暖通空调,2006,36(03):37~41[3]刘兰斌,江亿,付林对基于分栋热计量的末端通断调节与热分摊技术的探讨暖通空调,,3()~3[]贺平,孙刚供热工程北京中国建筑工业出版社,3[5]陆耀庆供暖通风设计手册北京中国建筑工业出版社,[6]雷飞,胡平放夏热冬冷地区公共建筑热工性能评估方法的讨论暖通空调,,3(3)~324河北建筑工程学院学报第28卷..2007709:7074..:199..:1987..200990:707Research on the Energy Conservation of Residential Engineeringin the Areas with Hot Summer and Cold WinterShi Xin gan g,Wen Wa ng ,Pan Zhixin ,J ia Y u gu i ,D en g Dapeng ,J i Wei xing1H ebei Inst itute of Architecture and Civil Engineer ing;2Tangshan Gover nment investing Constr ution Admin is t rative centerAbstr act In or der to solve the problem of energy consumption in r esidential building in the areas withhot summer and cold winter,we camed on the test to analyze the r egional climate characteristics and the hot working performance of existing building enclosare.Then we provided the ener gy con servation technology,which is the important basis for the energy conservation in such areas.Key words hot summer and cold winter;r esidential building;energy conservation technology (上接第21页)屋面防水的质量优劣与设计、施工关系十分密切,由于设计上的不重视或施工中不能按要求施工,都会给屋面防水修缮工程带来质量隐患,以致无法弥补,因此,要提高防水屋面修缮质量,要从设计、施工两方面双重把关.参考文献[1]郝峻弘.房屋建筑学.北京:清华大学出版社,北京交通大学出版社,20101[2]袁雪峰.房屋建筑学.北京:科学出版社;20076On the Basic Method of Roof Water proof RenovationLi Wen qia n ,Ge Zhihu aCangzhou Vocationa l College of TechnologyAbstr act In the paper,the primary tr eatment were introdaced,whith can be carried out before the roofwaterproof renovation.In terms of the additional layer ,the surface layer and the detailedtreat ment,membrane and paving were expounded.At the same time,the precautions in the process of engineering werestressed.Key words waterproof;membrane;paving 25第4期石心刚温旺潘志信贾玉贵等夏热冬冷地区住宅建筑节能改造技术研究。
夏热冬冷地区民居空调系统节能技术分析
夏热冬冷地区民居空调系统节能技术分析摘要:随着人们生活水平的提高空调的使用越来越普遍,特别是夏热冬冷地区,不少大城市空调器拥有率已达80%以上,并已由一户一台向一室一台或户式中央空调发展,空调能耗惊人,空调系统节能技术的应用改进尤其是夏热冬冷地区更是暖通专业人士应加以重视并认真研究的课题。
关键词:夏热冬冷;居民住宅;空调系统;节能;Abstract: With the improvement of people’s living standard,the use of air conditioning is becoming more and more common, especially in hot summer and cold winter, many big cities have completed the air conditioner to above 80%, and has set up a file by a door a to one room one or household central air-conditioning development, air conditioning astonishing energy consumption of the air conditioning system of energy-saving technology application improvement especially hot summer and cold winter zone is hvac professionals should consider and careful research topic.Key Words: hot summer and cold winter; residential; air conditioning system; energy saving;O 前言居民住宅是提供家庭居住使用的建筑,其按照建筑层数可以分为低层住宅、多层住宅、中高层住宅和高层住宅。
夏热冬冷地区节能设计标准
夏热冬冷地区节能设计标准
夏热冬冷地区的建筑节能设计标准是指在夏季高温和冬季低温的气候条件下,
建筑物在保证舒适度的前提下,尽可能减少能耗,降低能源消耗,达到节能减排的目的。
在这样的气候条件下,建筑物的保温隔热和通风换气是设计中的重点,而采光、采暖、制冷等方面也需要特别考虑。
首先,建筑物的保温隔热是夏热冬冷地区节能设计的重点之一。
在冬季,建筑
物需要保持室内热量不被散失,而在夏季则需要阻止外部高温对室内的影响。
因此,选择合适的保温材料和隔热结构设计是至关重要的。
同时,在夏季,建筑物的遮阳设计也需要考虑,以减少室内空调的使用,降低能耗。
其次,通风换气系统的设计也是夏热冬冷地区节能建筑的关键之一。
合理的通
风系统设计可以有效降低室内温度,减少空调的使用,降低能源消耗。
在冬季,通过合理的通风设计,可以实现室内外空气的有效交换,保持室内空气清新,减少病菌滋生,提高室内舒适度。
此外,采光、采暖、制冷等方面也需要根据夏热冬冷地区的气候特点进行合理
设计。
充分利用自然采光,减少人工照明的使用;选择高效节能的采暖设备,减少能源消耗;采用节能型制冷设备,降低夏季制冷时的能耗,都是节能设计的重要内容。
综上所述,夏热冬冷地区的建筑节能设计标准需要综合考虑保温隔热、通风换气、采光、采暖、制冷等方面的设计要求,以达到在保证舒适度的前提下,最大限度地降低能耗,实现节能减排的目的。
只有在整体设计上兼顾了这些方面,才能真正实现夏热冬冷地区建筑节能设计标准的要求。
夏热冬冷地区建筑节能技术路线研究——以江苏地区为例
图1江苏 省月 平均太 阳辐射 总t (0 12 1 年 ) 2 0 —0 O
夜都 开 启 空 调 的 只 占2 % 。夏 热冬 冷 地 区 的居 民 .睡觉 时盖 较 厚 0 的被 子 ,保 暖 性 好 。入 睡 前 比 较冷 ,需 要采 暖 。 入 睡后 如 继 续采
由图 1 看 出 .江 苏 省夏 季 太 阳辐 射强 度 大 .而冬 季 太 阳辐 射 可
6 O O
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晨 2时— — 3 后 .室 外 气温 已降到 2 — — 2 ℃ .不 开空 调 时室 内 时 5 7
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3 4 5 6 7
气 候 特 征 及 空 调 使 用 模 式
1 、气 候 特 性 分 析
江 苏 省 位 于 亚 洲 大 陆 东 岸 中 纬 度 地 带 , 介 干
有年 龄 段 人群 的主 要选 择 。但6 0岁 以上 的老 年 人 ,有 3 0%的人 选 择设 定 在2 。 7C以上 ;而较 低 的设 定值 ,如2 C.2 。 3C多为3 0岁以 下青 年人 所设 置 。 冬 季 空 调设 置 温 度 :冬季 空 调 温 度设 置 为 :不 论 是 哪个 年 龄
风 上具 有 高 度 的一 致 性 :室 内 空气 温 度参 数 的 设 置范 围 具有 较 高
的 一致 性 .与 职 业相 关性 不 显 著 。但 不 同年 龄 人 群对 于 温 度 的设 置依 然 有所 差异 。
空 调设 备 连续 2 / 时运 行 的居 民极 少 , 9 %的居 民采 用 间歇 4J \ 9
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夏热冬冷地区住宅建筑的节能技术措施分析
夏热冬冷地区住宅建筑的节能技术措施分析摘要:住宅建筑中,节能技术体现在每一个建设环节中,具体而言就是要住宅建设的选址、材料以及建设在设计人员的合理规划设计中,使用节能的材料设备,使住宅建筑满足国家节能需要。
住宅建筑中使用节能技术就是要不影响工程功能以及环境质量的同时,减少能耗的消耗,高效利用资源,使用可再生能源,减轻社会的经济负担。
本文就住宅建筑的节能技术措施进行简要的研究与分析。
关键词:住宅建筑;节能技术;措施当前城市建设的速度逐渐加快,人们的居住环境以及条件也越来越好,住宅建筑的数量增多、规模扩大,尤其是近些年来,城市人口以及土地资源紧张,高层建筑也纷纷出现。
在能耗行业中,建筑业是位居榜首的,因此在建筑施工中,减少能耗就成为首要解决的问题,当今建筑行业发展中,提倡绿色环保,强调节能减排,这也是今后建筑行业发展的趋势。
一、住宅建筑节能遵循的原则1、依据节能要求建设住宅建筑节能施工需要选择合适的节能技术,使其与当地的气候环境以及地理条件等相适应。
夏热冬冷地区,在住宅建筑设计上,优先考虑采用墙体自保温、建筑遮阳等措施;施工中,优先使用人工照明,并充分利用自然光[1]。
2、使用节能材料住宅建筑施工中需要使用节能材料,原来使用的实心粘土砖用蒸压加气混凝土砌块或节能型烧结页岩空心砖等节能墙体材料代替。
同时积极使用节能环保的门窗,比如断桥铝合金窗框、低辐射Low-E玻璃等,使室内环境得以改善。
二、夏热冬冷地区住宅建筑节能技术措施1、屋面节能技术措施住宅建筑中,屋顶是外围护结构,在室内外温差传热中能量消耗是最大的。
夏天室外的气温要明显高于室内,通过屋顶,温度传向室内,使得室内温度升高。
冬天室外的温度也是通过屋顶对室内产生影响的。
因此提高屋顶的保温以及隔热性能,能够在很大程度上减少能耗。
首先,可以在屋顶设置通风的隔热层,将其放在防水层上面,并增加通风的屋脊以及通风口。
在通风层的阻挡下,光线无法直接照射到屋面上,通风层的隔热效果能够顺利实现,并实现节能的效果。
分析夏热冬冷地区建筑节能技术
分析夏热冬冷地区建筑节能技术发布时间:2022-01-05T08:50:26.957Z 来源:《工程建设标准化》2021年21期作者:庄继[导读] 21世纪的到来,代表着人们已经走入到了一个新的时期,在新时代的大背景之下,大众对自己的生活环境、生活质量等各方面都加强了关注与重视庄继中国葛洲坝集团第二工程有限公司四川成都 610073摘要:21世纪的到来,代表着人们已经走入到了一个新的时期,在新时代的大背景之下,大众对自己的生活环境、生活质量等各方面都加强了关注与重视,并提出了更高的要求,建筑工程在展开施工的过程当中,对自然资源、自然环境等各方面会产生极大的影响与污染,所以通过应用各种节能技术,让建筑物与自然和谐共处、和谐共生。
因此,本篇文章主要对夏热冬冷地区建筑节能技术进行认真的分析和研究,希望能够为相关工作人员起到一些参考与帮助。
关键词:夏热冬冷地区;建筑节能技术;伴随着时间的不断推移,人们生活水平的不断提升,夏热冬冷地区建设发展速度极快,建筑造型也更加的丰富,住宅建构的结构类型主要包括砖混结构以及剪力墙结构,为了满足国家所提出来的低碳经济、可持续发展战略要求,建筑施工企业需真正的实现建筑节能,为夏热冬冷地区节约大量的自然能源。
基于此,本文下面主要对夏热冬冷地区建筑节能技术展开深入的探讨。
1、建筑节能的含义分析通过对建筑节能进行认真的分析和研究,发现其主要内容包括:建筑工程项目在展开施工的过程当中,科学的方法与施工技术,可以提升能源的运用率,争取用有限的资源和能源获得最大的经济效益和社会效益。
建筑节能指的是节约采暖、供热、空调、制冷、改变居室环境质量的能源消耗,还包括了太阳能、地热能源等众多的综合技术工程。
众所周知,我们国家地大物博,幅员辽阔,各地区之间有着很大的不同与差异,其中有很多地区都属于夏热冬冷地区,应该运用怎样的方法,才能够帮助那些夏热冬冷地区真正的节约能源,已然成为了每一位工作人员最亟待解决和值得深思的问题之一。
夏热冬冷地区住宅小区空调冷热源利用方案
夏热冬冷地区住宅小区空调冷热源利用方案摘要:夏季持续高温和冬季湿冷是我国夏热冬冷地区的典型气候特征。
该地区居住建筑一般没有公共的空调采暖设施。
随着生活水平的提高,自行空调采暖现象普遍,主要形式为空气源分体式房间空调器和电取暖器。
本文主要就是针对夏热冬冷地区住宅小区空调冷热源利用方案来进行分析。
关键词:住宅小区;空调冷热源;利用1、夏热冬冷地区住宅空调采暖能耗现状夏热冬冷地区指长江流域及周边城市,是我国气候环境较差的地区,具有夏季炎热、冬季湿冷的“双极气候”——最热月平均25~30℃,最冷月平均0~10℃,年均相对湿度70~80%,多数地方高于35℃的持续晴热天气长达半个月甚至一个月。
该地区包括重庆、上海、浙江、江西、湖北、湖南全境,江苏、安徽、四川大部,陕西、河南南部,贵州东部,福建、广东、广西北部和甘肃南部的部分地区,面积约180万平方公里,人口5.5亿左右,国民生产总值约占全国的48%,人口密集,经济发达。
2、夏热冬冷地区住宅小区冷热源适应性分析2.1、冷热资源适应性的评价指标冷热资源的特性主要是指能源的品位、容量、可靠性与稳定性、技术难度、经济性、环境友好性与社会允许性等,反应了资源的适应性。
冷热资源适应性,指的是在某一环境条件下,资源特性与负荷相匹配,在某一特定环境条件下,利用资源可以兼顾环境友好性、社会允许性、设备高效性。
2.2、冷热资源适应性分析冷热资源,从其供冷、供热原理可以分为两类,一类是自然冷热源,是自然界存在的,可以直接提供冷热量的资源,如太阳、空气、水体、岩土;另一类能源转换型冷热源,由人为控制,通过能量转换(燃烧、还原反应等)而具备提供冷热量的物体或空间,如石油、天然气、煤炭等。
3、住宅小区能源总线系统方案及面临的工程问题及其分析3.1、设计思路(1)面向对象分析住宅小区空调能源总线系统,面向的是住宅用户,可以是多栋、独栋、单层、单户。
经过分析可知,该系统的目的是解决分体式空调和电取暖器存在的一系列问题,并保持其独立控制、独立计费的特点。
夏热冬冷地区住宅建筑节能技术优化探讨
形式
构造做法(由内到外)
外墙主体传热
系数W/(㎡K) 2.04
1
20mm石灰砂浆;240mm黏土实心砖; 20mm水泥石灰砂浆 石膏板专用腻子刮平;12mm纸面石膏;石 膏标块空气层; 240mm混凝土空心砌块; 20mm水泥石灰砂浆;外墙面砖 压入玻纤网格布;8mm抗压砂浆;胶粉EPS 颗粒保温砂浆;240mm承重多孔砖; 20mm水泥石灰砂浆 挤塑保温板;空气层;200mm钢筋混凝土; 20mm水泥 ;石灰砂浆;外挂瓷板
确定调研对象 外墙做法调研 屋顶做法调研 外窗做法调研
2
0.78
3
0.74
模拟比较
建立基本模型 以南京地区为例 模拟结果 4
0.143
结论分析
5
0.75
外窗做法调研
研究背景及目标
外窗形式
空气间层 /mm
传热系数K/ W/(㎡K)
平均价格(元 /m²)
单层钢窗
——
6.4
210
现状调研
1—南京市1980年以前住宅的常用构 造形式; 2,3—南京市现有住宅外墙的常见构 造形式; 4—朗诗国际住宅区 5—天泓山庄住宅区(4,5为南京市典 型节能住宅) 由表格可以看出,单层钢窗不能满足 “标准”节能50%的要求,单层塑 钢窗不能满足节能65%的要求,而 单框双玻塑钢窗及中空玻璃塑钢窗均 能满足节能65%的要求,尤其中空 玻璃塑钢窗保温性能更好,价格增幅 却不大。
现状调研
确定调研对象 外墙做法调研 屋顶做法调研 外窗做法调研
模拟比较
建立基本模型 以南京地区为例 模拟结果
结论分析
卧室逐月各项耗电细则
结论分析
研究背景及目标
节能指标 现有住宅
夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准
夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准一、墙体节能设计1、利用反射节能太阳能板夏热冬冷地区的居住建筑墙体设计一般采用复合墙体的设计,其中外加一层反射式节能太阳能板,能够帮助居住建筑抵御外界的高温热浪,从而达到节能的效果。
2、采用循环节能夹层壁体采用循环节能夹层壁体,可以增加空气在墙体内部的循环,达到保温、减热、补偿温差的效果,一方面可以避免室内快速升温,另一方面可以有效地抑制室内快速降温。
3、采用双一体结构外墙外墙如果采用双一体结构外墙,可以有效减少室内热量流出,从而起到节能的效果。
二、室内节能设计1、设计低光反射度的室内饰面夏季采用低光反射度的室内饰面,可以有效地减少室内的日照,减少热量的反射,从而实现节能的效果。
2、设置室内黑网空调和防晒百叶窗室内黑网空调能够帮助房间的冷热量散发更加均衡,同时可以抑制热量反射。
室内装置防晒百叶窗同时也能帮助保护室内居住者,使室内温度能够稳定。
3、设置通风系统设置通风系统,是实现节能的重要方法,夏季在早晚和晚上可以控制通风从而把室内的空气进行循环,从而节约能源。
三、其他节能设施1、自动照明节能系统自动照明节能系统可以在不同时间开启或关闭灯光,精确控制开关时间,从而有效降低照明能耗。
2、节水节能系统夏天采用节水节能系统,可以通过遥控自动控制用水,帮助节约用水,实现节能减排。
3、太阳能节能系统太阳能节能系统可以有效地吸收太阳光能量,通过蓄热、集热等方式以及太阳能发电技术等节能手段,实现合理的能源利用并有效节能减排。
四、总结夏热冬冷地区的居住建筑节能设计,一般采取的措施包括墙体、室内、太阳能节能系统等多种措施,能够有效实现节能减排目标,为构建低碳生活做出贡献。
夏热冬冷地区居住建筑暖通空调季节转换与节能设计
夏热冬冷地区居住建筑暖通空调季节转换与节能设计摘要在夏热冬冷地区居住,人们居住的建筑模式是随着外面环境的热湿状进行变化。
本文通过对夏热冬冷地区建筑暖通空调的性能进行深入研究和探讨,总结出通风、去湿、供暖等几大功能在空调运行方面的节能设计,并对设计要点进行分析和总结。
关键字:夏热冬冷地区;建筑暖通空调;节能设计;方法探究1.住建筑背景在夏热冬冷地区,建筑的节能原理我国北方有着巨大的差异。
以A地区数据为例,在民众以前生活过程中,A地区的居民居住建筑还比较简陋,没有供暖和空调来进行温度调节,在夏天的时候建筑在保障居民日常生活中几乎不需要耗能。
根据A地区的气候环境条件,当冬天到来的时候,需要根据当地的实际情况,来满足居民对于室内温度的需求,是暖通空调的首要任务,为了能够满足居住条件的要求,应该保证给建筑物进行供热,提升建筑物在冬天的室内温度和居住的舒适度,而在改善建筑热环境的同时,还需要对节能问题进行详细的考量。
以前的居住建筑一般不涉及到暖通空调系统的使用,对于建筑来说,节能的重点是在热工方面。
空调供暖并不是该地区普通建筑的设计范围。
所以在A地位暖通空调的节能技术发展比较缓慢,没有明确的规则条文进行规定。
但是随着社会经济不断的发展,人们生活水平来越高,为了能够在寒冷天气获得更好的居住体验,就需要在暖通空调设计中,将供暖技术广泛应用。
为保证暖通空调在A地区能得到广泛的使用,满足暖通空调的设计条文编写通过对夏热冬冷地区居住建筑暖通空调季节转换入手,对运行设计进行分析,进而分析节能设计[1]。
2.暖通空调运行基础2.1居住模式夏热冬冷地区的居住建筑暖通空调需要根据住宅情况进行空气状态和湿热变化调节,住宅模式主要是根据人员的数量和特性进行分析,主要分为两个大类,在外工作和不工作,根据不同结果特点来进行分析。
住户住宅对功能房间的使用时间,在外工作人员,对卧室的使用时间一般是22:00-07:00点和13:00-15:00,对起居室的使用时间段07:00-22:00,而不工作的人员对卧室的使用时间一般是22:00-07:00,对起居室的使用时间段18:00-22:00,根据这些数据,在外工作人员住宅是部分使用时间,而不工作人员对住宅的使用时间是全天时间。
浅析夏热冬冷地区住宅建筑节能设计
浅析夏热冬冷地区住宅建筑节能设计摘要:近年来,随着我国市场经济自由化发展进程的推进,建筑行业迎来时代发展浪潮,为城市化发展提供有力支持。
我国幅员辽阔,部分地区的气候变化幅度较大,需要长时间运行建筑暖通空调系统以维持建筑内部温度,而这与我国构建可持续发展社会的战略号召相违背。
针对这一问题,本文从建筑设计角度着手,探讨在夏热冬冷地区中的住宅建筑节能设计要点与各项有效的设计措施。
关键词:住宅建筑;夏热冬冷;节能设计一、夏热冬冷地区中住宅建筑的墙体节能设计随着全球气候朝恶劣方向变化,在夏热冬冷地区,需要消耗大量电力能源运行暖通空调系统以维持建筑内部合适温度。
这一问题的主要影响因素在于,住宅建筑墙体的保温性有所不足,持续受到外界环境气候温度的影响干扰,导致建筑室内温度出现大幅变化。
例如在炎热的夏季,住宅建筑室内温度过高,建筑内部需要长时间运行空调、电扇等设备以降低室内温度。
又如在寒冷的冬季,住宅建筑室内温度过低,建筑内部又需要长时间运行空调、取暖器等设备以提升室内温度。
因此,在夏热冬冷地区中,住宅建筑节能设计的关键点在于优化提升墙体保温隔热性能。
具体墙体设计要点与措施如下:(1)合理选择保温墙体住宅建筑墙体厚度的大小,直接决定墙体保温隔热性能的高低。
其影响原理为,在炎热的夏季,多数住宅建筑的墙体材料普遍具有一定的隔热性。
因此墙体越厚,建筑室内热能损耗比例越小,建筑墙体的保温隔热性能越高。
简而言之,墙体厚度决定了外界气候温度对建筑室内温度的影响系数。
但随着建筑墙体厚度的加大,也会对住宅建筑工程的造价成本造成影响。
因此,出于对经济成本的考虑,并不能无限制的加大墙体厚度,而是需要将其控制在合理范围内。
而采用自保温砖、自保温砌块、复合保温墙体等新墙体技术,则有效的提高了墙体的保温性能。
同样的保温效果,墙体厚度无需增加,减少了工程造价,又避免墙体太厚造成资源浪费。
这样的措施,可以维持造价成本与建筑节能属性、保温隔热性能三者之间的平衡。
夏热冬冷地区超低能耗居住建筑被动式节能技术研究
山东地区被动式超低能耗建筑节 能研究
在山东地区,被动式超低能耗建筑节能技术得到了广泛应用。山东属于温带季 风气候,具有冬季寒冷、夏季炎热的特点。因此,该地区的建筑节能重点在于 降低冬季采暖和夏季空调的能耗。被动式超低能耗建筑节能技术的应用主要体 现在以下几个方面:
1、优化围护结构保温隔热性能:山东地区冬季寒冷,优化围护结构的保温隔 热性能是降低采暖能耗的关键。被动式超低能耗建筑采用高效保温材料和合理 的保温层厚度设计,有效降低冬季采暖能耗。
针对夏热冬冷地区居住建筑能耗的特点,我们进行了深入的案例分析。以某居 住小区为例,我们发现在夏季和冬季,小区的空调、采暖、照明等能耗较高。 其中,空调能耗主要受室内外温差、湿度差以及建筑结构的影响,采暖能耗则 与室外温度、建筑保温性能有关。同时,照明能耗与室内外亮度、灯具选用及 布局等因素有关。
要降低夏热冬冷地区居住建筑的能耗,需要从多个方面入手。首先,应提高建 筑的保温性能和气密性,以减少能源的浪费。其次,采用更为节能的空调、采 暖、照明设备,例如选用能效比高的空调设备、使用空气源热泵等技术来降低 采暖能耗、采用LED等低功耗灯具来降低照明能耗。
二、河南寒冷地区被动式超低能 耗居住建筑特点
被动式超低能耗居住建筑是一种集高效保温、节能、环保于一体的建筑形式, 其特点主要表现在以下几个方面:
1、建筑结构:被动式超低能耗居住建筑采用轻质保温材料和新型节能墙体, 能够有效降低建筑物的热损失,提高能源利用效率。
2、材料选择:被动式超低能耗居住建筑选用绿色环保材料,如保温材料、防 水材料、通风材料等,以提高建筑物的气密性和热工性能。
2、增强窗户隔热性能:窗户是建筑围护结构中热量损失的重要途径。被动式 超低能耗建筑采用高性能隔热玻璃、遮阳设施等措施,降低窗户传热系数,减 少热量损失。
不可忽视的夏热冬冷地区空调建筑节能问题
不可忽视的夏热冬冷地区空调建筑节能问题摘要:本文通过分析夏热冬冷地区的气候特征和空调建筑的使用情况,指出在夏热冬冷地区空调建筑节能的现实意义,并且提出了空调建筑的节能措施。
关键词:夏热冬冷地区空调建筑建筑节能建筑能耗通常是指建筑物使用过程中消耗的能源,包括采暖、降温、照明、炊事、热水供应及家用电器等能耗。
靠空调设备运转达到采暖和降温目的的建筑称为空调建筑。
冬夏两季,空调建筑的空调能耗一般占整个建筑能耗的50%以上。
积极开展对此类建筑的节能研究,尽早采取合适的节能措施,使人们既能在比较经济且不浪费能源的前提下获得舒适的生活环境,又能节约更多的能源供可持续发展,其意义是深远的。
1 夏热冬冷地区空调建筑节能的现实意义我国幅员辽阔,我国国家标准中将全国划分为五个热工气候分区,即严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区和温和地区。
长江流域的主要城市,包括上海、南京、杭州、合肥、南昌、武汉、长沙、重庆、成都等均属夏热冬冷地区。
这一地区气候的共同特点是:夏季气温高,最热月平均气温25℃~30℃,最高气温达40℃以上;空气湿度大,相对湿度经常在70%~80%甚至更高,加剧了酷暑和严寒对人体健康的威胁,给人的感觉是夏季闷热和冬季阴冷,对生活和工作造成十分不利的影响(见表1)。
进入九十年代以来,该地区的经济发展迅速,建筑业得到了高速发展,极大地改善了人民的生活和工作条件,近几年的年竣工住宅面积的增长率都在10%以上。
随着经济发展和生活水平提高,空调开始进入长江流域城市的商场、办公楼、旅馆、饭店、影剧院等公共建筑以及居民住宅,造成该地区城市的非工业用电急剧增加,照此发展下去势必会影响该地区经济的可持续发展。
以重庆市为例,1999年初每百户居民的家用空调器拥有率已达到50%,随着繁华路段商业街的改造,全市大型商场、饭店、影剧院等公共场所的空调普及率已超过90%。
全市各机关事业单位、各类公司的办公室、会议室等也都普及了空调。
不可忽视的夏热冬冷地区空调建筑节能问题
不可忽视的夏热冬冷地区空调建筑节能问题
随着经济的发展和人民生活水平的不断提高,空调成为人们生活中不可或缺的一部分。
然而,特别是在夏热冬冷的地区,空调使用所带来的能源浪费和环境污染愈发严重。
因此,空调建筑节能成为当前急需解决的问题之一。
以下几个方面是不能忽视的:
1.建筑外墙隔热:在夏季,室内外温差较大时,建筑外墙通常没能达到较好的隔热效果,导致室内温度过高,空调系统需要更大功率才能达到舒适温度,从而产生能源浪费。
2.室内空气质量:空气净化器、新风系统和杀菌器等,可以有效去除室内污染物和细菌,提高室内空气质量,从而减少开空调的时间和成本。
3.清洁和维护:空调系统长时间没有进行清洁和维护,灰尘和杂质会积累在系统内部,使空调系统工作效率低下,导致能源的浪费和环境污染。
4.智能控制:安装智能化设备,例如温度调节器、智能控制系统等,可以通过温度传感器自动监测室内温度,自动调节空调工作模式,节约能源开支。
另外,智能化的设备还可以实现远程控制功能。
总之,空调能源节约和环保减排已经成为一种必须强调的生活方式和社会责任。
建筑物的设计和管理者应该采取更多的节能策略和技术,让空调系统成为更加智能和高效的一部分,以更
小的能源消耗为城市住房供暖、空调等方面提供可持续性的解决方案。
夏热冬冷地区建筑能耗特点及节能措施[1]
夏热冬冷地区主要节能技术措施的研究1、前言江西省地处夏热冬冷地区,与北方气候特点相差很大(北方以保温为主,南方以隔热为主),《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ134-2001颁布后,由于我国在南方地区实施建筑节能时间短,对夏热冬冷地区的气候特点、能耗特点、节能材料的材性特点等相关性研究不够全面和深入,以致于现行国家行业标准不能准确合理地体现节能50%的要求,有的地区偏差很大,有的节能技术甚至带来安全隐患,有限的资金和资源没有发挥应有的效益,以至造成浪费。
2 建筑能耗特点针对南昌气候区及赣州气候区的气候特点,我们选取三种典型建筑(分别为三层、六层和十八层),采用建筑能耗分析模型,以南昌和赣州气象参数对典型建筑进行能耗分析,得出建筑窗墙面积比、外墙传热系数、门窗传热系数、屋面传热系数及遮阳系数对建筑节能影响系数分析结果见下表:由上表可以看出以南昌和赣州为代表的江西省建筑节能的主要特点为:(1)建筑的窗墙面积比是影响建筑能耗的最重要的因素。
该省现在建筑外立面设计时,开窗面积有越来越大的趋势,这对于建筑节能是十分不利的。
(2)在窗墙面积比一定的条件下,南昌气候区对建筑能耗影响最大的是外墙传热系数,赣州气候区影响最大的是遮阳系数。
因此南昌气候区的建筑应注重外墙的保温隔热;而赣州气候区建筑应注重遮阳。
(3)在窗墙面积比一定的条件下,外窗传热系数在南昌为次重要因素,也应予以一定的重视,而赣州气候区可以适当放宽。
(4)屋面传热系数的影响相对较小,但对顶层住户影响很大,也应予以重视,屋面保温隔热措施简单可靠,技术和材料均十分成熟,且投入不大。
2、建筑节能技术措施的研究本文主要针对建筑外围护结构的墙体,未对门窗材料进行研究,在《江西省居住建筑节能设计标准》中,对门窗的设计选型作出详细说明,屋面由于所占比例很小,一般采取铺设3-5CM挤塑聚苯板即可,技术简单可靠。
2.1 外墙保温隔热技术目前我国外墙保温技术主要有自保温、外保温、中间保温和内保温。
夏热冬冷地区居住建筑节能关键技术和措施分析
一
【 Ab s t r a c t 】Al o n g wi t h t h e c o u n t r y t o i mp l e me n t t h e s t r a t e g y
o f s u s t a i n a b l e d e v e l o p me n t , t h e s o c i e t y b e g a n t o p a y a t t e n t i o n t o t h e e n e r g y r e c y c l a b l e u s e a n d c o n s e r v ti a o n. T h i s p a p e r a n a - l y z e s ma i n l y i a me d a t t h e p l a n n i n g nd a d e s i g n o f r e s i d e n t i a l
随 着 科 技和 经 济 的 发 展 ,社 会 对 资源 的 1 )平 面节 能 设计
逐步加大 。本世 纪最重要的问题就是 资源短缺 ,所 以合理 节约和使 用资源对我 国的经济建设和 社会 发
鲜 的 空 气 和 适 应 的 环 境 。 同时 绿 化 率 的 提 高 可 以改 善 建 筑 的热 微 环 境 , 改善 了生 态 , 调 节 了 气 候 , 阻
般 的夏 热 冬冷 区 域 都 采 用 空 调 来 满 足 自 己对
u s e , a n d p u t s f o r wa r d r e a s o n a b l e s u g g e s t i o n s a c c o r d i n g t o t h e s p e c i i f c p r e s e n t s i t u a t i o n .
夏热冬冷地区住宅节能优化设计分析
夏热冬冷地区住宅节能优化设计分析摘要:随着社会经济与科学技术的发展推动,人类逐渐在住宅建筑中考虑生活的舒适性与人文性的需要,但是造成全球变暖现象日益严重,因此需要进行节能优化设计。
而我国大部分地区为夏热冬冷地区,本文就对该地区的住宅节能优化设计进行了分析,以供参考。
关键词:夏热冬冷;住宅;能优化设计1、建筑节能的概述建筑节能,在发达国家被广泛称“为提高建筑中的能源利用率”,在保障提升建筑本身的人文性舒适性的基础上,合理而科学地使用能源,提升能源利用率它具体指在规划设计改造及使用等过程中,认真执行运用节能标准,采取节能式的建筑技术建筑工艺建筑设备建筑材料及建筑产品,提高建筑本身的保温隔热功能和采暖供热等方面的运转效率,加强能源消耗的科学管理,利用新能源等环保资源,在保障建筑内人们热环境需求的基础上,减少建筑物供热制冷制热照明供应等方面的能耗。
2、节能优化设计的必要性人类历史以来,住宅建筑作为抵挡恶劣自然气候天气的一种掩体存。
在近代工业革命后,随着社会经济与科学技术的发展推动,人类逐渐在住宅建筑中考虑生活的舒适性与人文性的需要。
所以,近代以来,各种新式的建筑类型采暖采光等设备相继出现,并使人们的居住环境日益人性化舒适温暖如春然而,这些是建立在大量耗费能源的基础上的,于是,环境污染气候变暖等世界性难题相继出现并引起了人们的深刻反思。
20世纪后期,随着科技的进一步发展与环保思想的深入人心,在能源与环境问题成为世界与时代难题的同时,“环保”“节能”意识及观念逐渐出现并成为了人们关注的热点。
近年来,虽然我国国民的节能意识有所上升,国家政策法规也在加大鼓励与支持力度,然而,由于建筑节能的技术与手段还不够健全,许多地区的建筑能源消耗依然很大,并且建筑节能标准远低于西方发达国家。
因此,建筑节能的紧迫性在当今的我国极具时代意义,任重而道远。
而我国建筑节能工作的主要问题则是人们节能观念意识薄弱与缺乏具备节能设计能力及责任心的人才。
夏热冬冷地区建筑热环境的改善与建筑节能问题
夏热冬冷地区建筑热环境的改善与建筑节能问题1. 引言夏热冬冷地区是指在夏季比较炎热、冬季比较寒冷的地区。
在这样的地区,人们需要花费大量的能源来维持室内的舒适温度。
建筑节能和改善室内热环境已经成为了这些地区所面临的一项重要问题。
2. 室外空气条件分析夏热冬冷地区地区,气温高、潮湿,相对湿度大,同时还存在大量的日照和高温平均温度。
冬季天气寒冷,气温低,同时还存在早晚大温差的情况。
这些气候条件给这些地区的建筑环境带来了很多挑战。
在此背景下,如何有效地改善室内热环境,降低建筑能耗成为了一项非常重要的任务。
3. 建筑节能措施3.1 合理使用太阳能在夏季,露台可为居民提供遮阳作用,同时可以增加室外空气流通。
在冬季,可以通过合理选址和设计,利用太阳能来提高室内照度和温度。
对于建筑物的墙面和屋面可以选用高反射或高发射率的材质来减少阳光的热输入。
3.2 采用节能型材质和技术在夏季,采用隔热建筑材料,如保温板和保温砖,可有效减少室外热量传入,改善室内热环境。
在冬季,采用保温材料和节能玻璃等技术,可以有效减少室内热量流失,提高室内热量的保持程度。
3.3 采用智能建筑控制系统通过智能建筑控制系统,可以有效地对建筑室内的温度、湿度、照度等参数进行监测和控制。
可以实现自动开启、关闭空调,调节电灯等功能,从而有效地降低建筑能耗,提高室内环境的舒适性。
4. 建筑热环境改善措施4.1 适当降低室内温度在夏季,可以通过使用窗帘、遮阳和人工降温设备等方式,适当降低室内温度。
同时,可以通过增加室内绿植的数量来增加室内空气质量和流通性。
4.2 合理利用自然通风在夏季,可以通过合理开启窗户,增加室内空气流通和减少空气压力差,从而有效降低室内温度。
而在冬季,则可以适当利用太阳能和热泵等技术,有效提高室内温度。
5.夏热冬冷地区建筑热环境的改善与建筑节能问题具有重要的现实意义。
合理使用太阳能,采用节能型材质和技术,采用智能建筑控制系统都是可以有效治理这些问题的手段。
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夏热冬冷地区民居空调系统节能技术分析摘要:随着人们生活水平的提高空调的使用越来越普遍,特别是夏热冬冷地区,不少大城市空调器拥有率已达80%以上,并已由一户一台向一室一台或户式中央空调发展,空调能耗惊人,空调系统节能技术的应用改进尤其是夏热冬冷地区更是暖通专业人士应加以重视并认真研究的课题。
关键词:夏热冬冷;居民住宅;空调系统;节能;abstract: with the improvement of people’s living standard,the use of air conditioning is becoming more and more common, especially in hot summer and cold winter, many big cities have completed the air conditioner to above 80%, and has set up a file by a door a to one room one or household central air-conditioning development, air conditioning astonishing energy consumption of the air conditioning system of energy-saving technology application improvement especially hot summer and cold winter zone is hvac professionals should consider and careful research topic.key words: hot summer and cold winter; residential; air conditioning system; energy saving;中图分类号:s210.4 文献标识码:a文章编号:o 前言居民住宅是提供家庭居住使用的建筑,其按照建筑层数可以分为低层住宅、多层住宅、中高层住宅和高层住宅。
随着中国城市化进程不断加快,城市人口日益密集,与城市用地的矛盾日益突出,在很大程度上刺激了高层建设的发展,高层住宅已占现代城市的重要地位,低层住宅较为罕见(别墅除外),出于暖通工程的技术角度考虑,本文以民居为例进行说明。
1.气候条件我国夏热冬冷地区,由于特有的地理位置而形成的气候特征,夏季气温高,气温高于350c的天数有15~25天,最热天气温可达410c以上,加上湿度大,给人闷热的感觉,而冬季阴冷潮湿,温度低于50c的天数可达2~2. 5个月9最低温度可至-180c ,加上日照率很低,阴雨天气多,如冬季日照率重庆13%、成都21%、长沙27%、武汉39%、南京47%、上海43%,而北京高达67%。
全年湿度大是该地区气候的一个显著特征,该地区主要城市年平均相对湿度在75%~80%左右,有时高达95%~00%,相对湿度月较差在10%左右。
按月平均相对湿度70%为简便性判别指标,夏热冬冷地区属于典型的潮湿气候地区。
该地区共涉及西南地区东部和长江中下游流域的l6个省、自治区、直辖市,约有5.5亿人口,国民生产总值约占全国的48%,是中国人口最密集,经济发展速度最快的地区。
夏热冬冷地区采暖空调基本上使用电能,为使该地区的民用及工业用建筑普遍达到热舒适水平,采暖空调用电负荷夏季为0.8亿kw,冬季为2亿kw,相当于l1座三峡电厂的年发电量。
显然这将成为长江流域电力紧张的主要原因之一,将严重妨碍长江流域社会经济的可持续发展。
同时,由于承受这样高的耗电水平,若不开展空调系统节能,夏热冬冷地区的建筑热环境也不可能得到普遍改善。
据分析,到2020年全面实现小康社会时,我国空调高峰负荷节电空间约9000万kw,相当于5个三峡电站的满负荷容量,是规划中2020年的全国核电总装机容量的2~3倍,相应可减少电力建设投资4000亿元以上。
可看出,空调节能不但是一件利国利民的好事,而且是一个大有可为的节能领域。
2 空调系统节能措施2.1 热回收装置热回收装置是利用排风的能量,对新风进行预冷或预热,从而减小新风负荷以达到空调节能。
暖通空调系统中的热回收装置主要有:转轮全热交换器、板式显热交换器、板翅式全热交换器、中间热媒式热交换器和热管式换热器等。
转轮式全热交换器是利用喷涂氯化锂的铝箔非金属膜、特殊纸等材质做成蜂窝状、外形成轮形,轮子上半部通过新风、下半部通过室内排风,冬季排风的温湿度高于新风,经过转轮时,使转芯材质的温湿度升高;当转芯材质经过清洗扇转至与新风接触时,转芯向新风放出热量与水分,使新风升温增湿。
夏季的空气的传热传质过程正好相反。
板式显热换热器由光滑的板装配而成,一般采用叉流结构形式。
板翅式全热交换器的结构形式与板式显热换热器基本相同,并且工作原理也相同,只是构成热交换材质不同。
显热换热器的材质为铝箔使之只能进行显热交换,全热交换器的材质则是采用特殊加工的纸或膜,当隔板两侧的气流存在温度差和水蒸气分压力差时,两气流之间就产生传热和传质的过程,即进行全热交换。
中间热媒式热交换器有间接式和接触式两类。
间接式热回收器只能回收显热,而接触式热一回收器可以回收全热。
2.2 温湿度独立控制的空调系统目前集中空调都使用出口温度为5~7℃或更低的冷水作为冷媒,对空气进行处理,这是因为空气除湿的需要。
而如果仅为降温,采用出口温度为18~20℃的冷源都可以满足要求。
然而一般除湿负荷仅占空调负荷的30% 50%。
结果大量的显热负荷也用这样的低温冷媒处理,就导致冷源效率低下。
因此温湿度独立控制的空调系统就成为近年来空调节能的一个重要方向。
将室外新风除湿后送入室内,可能于消除室内产湿,并满足新鲜空气要求;而用独立的水系统使18~20℃的冷水循环,通过辐射或对流型末端来消除室内显热。
这一方面可避免采用冷凝式除湿时为了调节相对湿度进行再热而导致的冷热抵消,还可用高温冷源吸收显热,使冷源效率大幅度提高。
同时这种方式还可有效改善室内空气质量。
2.3 建筑热电冷三联供系统当天然气成为城市中主要的一次能源时,与简单的直接燃烧方式相比,采用动力装置先由燃气发电,再用发电后的余热向建筑供热或作为空调制冷的动力,可以获得更高的燃料利用率。
这就是所谓热电冷三联供(bchp:building combinedheating&power generation)。
这种方式通过让大型建筑自行发电,解决了大部分用电负荷,提高了用电的可靠性,同时还降低了输配电网的输配电负荷,并减少了长途输电的输电损失(在工业国此损失约为输电量的8%~10%)。
2.4 蒸发冷却空调系统蒸发冷却过程是以水作为制冷剂的,由于不使用cfc,因而对大气环境无污染,而且可直接采用全新风,极大地改善了室内空气品质。
同通常的机械制冷的原理一样,由制冷剂的蒸发而提供冷量。
但是对蒸发冷却来说,是利用水的蒸发取得能量,它不必将蒸发后的水蒸气再进行压缩、冷凝回到液态水后再进行蒸发。
一般可以直接补充水分来维持蒸发冷却过程的进行。
与机械制冷相比,蒸发冷却空调设备中除了所需风机和水泵动力外,无需输人能量,因此性能系数cop值很高(约为机械制冷的2.5~ 5.0倍)。
通常机械制冷系统的装机功率为50 w/m 左右,而蒸发冷却系统为10 w/m2左右,节电80%左右。
蒸发冷却制冷不需要消耗压缩功,从而取得节能的效果。
3 一种适用于夏热冬冷地区的空调系统我国夏热冬冷地区,由于特有的地理位置而形成的气候特征,夏季气温高,气温高于35℃的天气数有15~25天,最热天气温度可达41℃以上,加上湿度大,给人闷热的感觉;而冬季阴冷潮湿,温度低于5℃的天数可达2~2.5个月,最低温度可达-18℃,加上日照率很低,阴雨天气多,如冬季日照率重庆13%、成都21%、长沙27%、武汉39%、南京47%、上海43%,而北京高达67%。
全年湿度大是该地区气候的一个显著特征,该地区主要城市平均相对湿度在75% 80%左右,有时高达95%~100%,相对湿度月较差在10%左右。
按月平均相对湿度70%为简便性判别指标,夏热冬冷地区属于典型的潮湿气候地区。
笔者借鉴上述空调节能措施,并根据夏热冬冷地区的实际情况,提出一种适用于该地区的空调系统方案,如图1所示。
该系统将蒸发冷却、除湿技术与机械制冷相结合,新风机组承担新风负荷与室内负荷;采用全空气系统,无回风;新风与排风之间采用全热交换器;高效过滤器与填料式直接蒸发冷却器集成,提高空气过滤效率;同时系统采用vav控制系统。
图l 适用于夏热冬冷地区的空调系统该系统是一套夏、冬两个季节均可以使用的节能新风空调系统。
系统的设计思想是根据夏热冬冷地区的特点,充分发挥蒸发冷却和除湿技术在空调系统中的节能优势,并将它与全热交换器和vav控制系统集成在一起,从而降低空调系统的能耗。
由于在夏热冬冷地区,室外空气温度不高,但湿度很大的天气过程出现时间较长,如过渡季节和夏季阴雨天气过程。
在该时期,若直接将室外空气送入室内,将导致室内空气湿度超过热环境质量标准规定的上限值,影响室内热环境,使居住者感到闷热、不适,破坏人体热舒适感和空气品质,此时往往不需要降温但需要除湿。
因此,此时旁通风阀会将新风直接送到送风机。
全热交换器采用转轮式。
间接蒸发冷却器可采用冷却塔供冷型、板式换热器、管式换热器或热管式换热器,也可采用多级间接蒸发冷却形式。
直接蒸发冷却器既可采用填料式,也可采用喷水室形式。
换热器中的冷水或热水由热泵机组提供。
4 结语随着建筑行业和市场经济的不断发展,暖通空调系统得以广泛应用,用于暖通空调系统的能耗也将进一步增大,这势必加剧了能源供求矛盾的进一步激化。
因此,暖通空调节能系统将成为今后的主要发展趋势。
而蒸发冷却技术与除湿、机械制冷、能量回收、及变风量所集成的空调节能系统将会在夏热冬冷地区发挥出比较明显的优势,具有广阔的应用前景。
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