中南大学的建筑节能的应用.doc

从气候看中南大学的建筑节能的应用摘要：能源问题已经成为21世纪的焦点问题，而建筑物的能耗在能源消耗中占了很大的比重，那么在保证人类舒适性的前提下最大限度的减少建筑物的能耗必将成为建筑设计趋势，也是建筑界实施可持续发展战略的一个关键环节。关键词：建筑气候条件 建筑节能 通风 采光 1 长沙地区气候现状 长沙地理位置为北纬28.2度、东经113度，位于湘江河谷地带，地势较低，相对湿度较大。夏季漫长闷热，冬季短暂湿冷。影响长沙气候和气温的原因主要有3个： 其一是地形南高北低。南有五岭、东有罗霄、西有雪峰、北为洞庭湖平原，使其地形为一向北开口的马蹄形，阻隔了东、南海洋季风的调节，使冬寒夏热的特征尤为显著。 其二是受准静止锋面影响。长沙位于内陆，距海较远，每当海面形成热带风暴向我国大陆移动时，将大量的热空气向内陆挤压，象推土机一样，把海洋上和南方沿海地区的热浪推到湘中、湘北地区这个特制的大盆子里。热气团长久滞留在湘中至洞庭湖一带，在降雨前一般有35天十分闷热的时间，在这段持续闷热的时间内，潮热的气候让人感觉十分沉闷压抑。其三是城市热岛效应。长沙近几年在加紧城市化建设，城市总面积为1.18万平方公里，其中主城区面积612.3平方公里。密布的钢筋混凝土建筑白天蓄积了巨大的太阳能，晚上慢慢释放出来，每立方混凝土至少释放5kWh热量。加上不断增加的汽车尾气和空调排气，市区78月份夜晚的气温也会处于35以上，在空调的轰鸣和凝水滴嗒之声中，市区居民再也不能像70年代之前那样，在夏季可开窗纳凉睡觉。钢筋混凝土建筑群不仅夏季影响环境温度，在冬季也同样，不保温的混凝土建筑夜间蓄积了大量的冷量，使得白天出太阳时市区也不暖和，加上空气潮湿，长沙气温0时体感比北京零下10还要冷。 温度变化剧烈是夏热冬冷地区的显著特点。据气象记录，长沙市1969年4月5日的最低气温为2.5，而同年4月10日的最高温为33.4，5天之中温差达30多度。气温逐年增加是夏热冬冷地区又一特点，据潇湘晨报2009年7月19日报道：长沙洞井气象观测站测到的气温达43.2，达到历史之最。在午后用温度计测量日光直射的地面，温度可达60以上。为了度过最炎热的日子，人们不得不大量使用电扇和空调。1999年湖南城镇居民每百户拥有空调28.03台，到2008年每百户拥有空调达到178.5台1，不到10年时间增长了6倍多。由于大量使用空调，造成夏季经常性的拉闸限电或停电。据长沙市经委、长沙电业局的统计：2008年8月29日21时长沙市最高负荷163万千瓦，而2009年7月10日上午11时26分长沙电网电力负荷首次突破260万千瓦，达到261.8万千瓦2。每年的电力供应总是面临比上年更为严峻的考验。在夏季用电高峰过后，又形成发电厂和供配电设施的空闲。2.从宏观分析中南大学新校区的建筑节能1.1合理的群体布局。从图片中可以看出，中南大学新校区 规划用地140.56公顷，规划建筑面积82.4988万平方米，新校区用地位于河西头路以北，靳江路以南，潇湘大道以西，城市二环线以东区域，北与中南大学校本部相连，东北部为中南大学升华学生公寓区，东临湘江风光带，南接大学城科技园，北临岳麓山及规划的后湖公园,整体呈L形。市规划局有关负责人说，中南大学新校区以岳麓山风景名胜区为背景，并伴湖而建，依山伴水，为新校区校园形象注入不可替代的地域环境和生态活力。新校区的绿化面积十分巨大，在夏季可以有效的减少热岛效应，不仅给人一种视觉上的享受，还让人对长沙炎热的夏季环境有所缓解。湖又是校区的又一亮点，整体来说湖是分布在建筑物的一侧，在夏季的时候就可以加强建筑物的自然通风，同时也可以在一定的程度上减少热岛效应，从而较少用于强制通风和制冷方面的能耗。在冬季巨大的湖泊这可以蓄热，有效地减小昼夜温差，从而减少用于采暖的能耗。1.2 合理控制体形系数。体形系数就是指建筑物与室外大气接触的外表面积和其所包围的体积之比值.总的来说建筑物的形体系数还是比较合理，估计应该在0.35左右 。建筑物的样式各异，外观一点都不呆板，并且比较美观。如果把建筑物的外观和形体系数综合起来考虑的话，相对来说其设计还是比较合理的。 1.3 合理控制窗墙比。窗墙比就是建筑外窗总面积与外围护墙体总面积之比值。由于外围护墙体的热工性能比玻璃窗户要好。通过外窗得失热量却占外围护结构得失热量的30一40左右。站在建筑物前给人的第一感觉就是建筑物的正面的窗太大了，让人眼前一亮。过分的追求外观，却导致建筑物的窗墙比过大(甚至达到了50%-60%)，如果长期运行下去在采暖和制冷方面必定会浪费很大一部分能源。 2.从建筑物的细节入手分析中南大学新校区的室内环境2.1玻璃门窗的隔热保温。外墙玻璃门窗是阻挡夏季太阳辐射热进入室内和冬季室内热镀散失的最薄弱环节其能耗是同面积墙体的34倍，对建筑能耗影响很大。上面已经提到，总体来说窗墙比的系数过大不利于保温隔热。但是玻璃采用了的是镀膜玻璃，中空玻璃， 玻璃间间形成一定宽度的空气夹层，这样在一定程度上减少了窗墙比系数过大带来的不足。窗框材料用的是断热塑钢框，并且窗框与玻璃用橡胶密封圈密封，在密封圈上还涂有一层胶，这样减小了室内与外界的对流换热，有利于隔热保温，较少了建筑物内能源的消耗。 2.2木门的隔热保温。不同种类木材，密度和含水量不同，导热系数有一定差异，变化范围在0.040.4 W/(mK)之间，橡胶0.16，玻璃1.1，铝237，铜401，用木才作为门的材料对室内的保温隔热效果有很大的提高，当门的面积很大时那么那种小果就更加明显。中南大学新校区的教室一般有两扇门，每扇门的面积大概有4-5m2,，如此大的面积带来的节能小姑是十分可观的！2.3屋面隔热保温与遮阳。窗用的是镀膜玻璃，对可见光有较高的透射率，对红外线有很高的反射率，具有良好的隔热性能，在夏季的时候能有效地减少太阳辐射，在冬季的时候可以增强建筑物内的采光。在面向东方的窗的外侧都安装有百叶，能够在夏季强烈的日照下减少阳光的辐射和进入室内的热量。在建筑物的顶部有一部分向外凸出，也能一定在一定程度上减少下层建筑的辐射。屋顶也是用镀膜玻璃作为主要的材料，在夏季的时候的时候会导致建筑物内的气温迅速升高，对于隔热保温十分不利 。2.4自然通风. 长沙属于亚热带季风气候夏季受海风影响，吹东南风。新校区的主要的教学楼都是东北向西南走向的，这在夏季其实是不利于自然通风通风的。建筑物群是被一个C型的水体包围，由于水的比热容很大物理性质，在夏季很容易和建筑物群之间产生温差，从而可以加强建筑物的自然通风。长沙是典型的湿热地区，在这类地区主要的通风方式是风压通风 。湿热地区的中庭不需使用保温隔热材料,重点在于遮阳并诱导通风。中那大学建筑群的中庭是顶部部分由玻璃覆盖，能有效地减少太阳的辐射，部分让建筑物内的空气和室外能交换，中庭下面种植了大量的树木和草坪，并且建筑物底部开了很多的诱导通风口在夏天的时候，能形成烟囱效益，促进了建筑物的自然同分的效果。 3、结论建筑节能研究是建筑可持续发展的重要研究课题，是实施可持续发展战略在国家相关政策的监督下，按建筑工程按照节能要求认真做好，这是一种历史责任，是一种光荣的义务。总的来说中南大学新校区的建筑物的外观十分的漂亮，建筑材料大量采用