气候设计与地域分区的节能设计策略

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1、气候设计与地域分区的节能设计策略气候设计与地域分区的节能设计策略洪云飞,王强,朱培根(解放军理工大学工程兵工程学院,江苏南京210007)技术交流●●….......'...............------.'.----●.'.-●-.....---.....''●●...''''●--..-●●:摘要:从建筑设计策略的角度,研究不同的区域性气候特征,探讨适合地区的节能气候设计:e.策略,对建筑节能具有重要的意义.::关键词:区域气候;建筑节能;设计策略:●●●_ii-●●__-●●-ii____●_--i●●_-●-●-ii-__-●-●i●______---_-●__----●●-

2、-●●●-●--●---●●中图分类号:TU201.5,P462文献标识码:A文章编号:1006—8449(2011)02—0072—050引言我国幅员辽阔,南北跨越热,温,寒三个气候带,造成了我国不同地域的气候具有明显的差异.气象资料表明:温度方面,我国东部从漠河到三亚,最冷月(一月份)平均气温相差50℃左右,西部甘肃,新疆一些地区的日平均温差可达10%.相对湿度方面,广州整年的相对湿度在71%以上,而宁夏,南疆地区整年的相对湿度在65%以下.太阳辐射方面,青藏高原一年可达1740kWh/(m?a),而川黔地区仅330kWh/(m?a).地区气候的差异性造成了我国不同地区室内环境保障设计

3、的差异要求,室内设置同样的温,湿度参数,广州和哈尔滨的夏季新风负荷分别为34kJ/kg和16kJ/kg,冬季新风加热量分别为41kJ/kg和85kJ/kg,而围护结构的散热量分别为1W/m和21W/m.合理地利用丰富的气候资源可以作为我们保障室内舒适要求时减少使用设备的时机,有利于节能,是可持续发展的要求.区域气候的差异性必然导致各区域的空调处理要求不一,也必然使得各种空调方案的效率不一,应针对我国丰富的气候资源加以研究,并进行合理的区域划分,针对不同的区域,不同的气候条件,探讨适合于本地域的室内舒适度保障模式,充分利用气候条件达到节能,高效的目的,因此研究适应气候的节能设计与地域分区具有

4、重要的意义.1气候设计的概念"气候设计"(ClimaticDesign)也叫"生物气候设计",是根据建设基地的区域气候特征,遵循建筑环境控制技术基本原理,综合建筑功能要求和形态设计等需要,合理组织和处理各建筑元素,使建筑物不需依赖空调设备而本身具有较强的气候适应和调节能力,创造出有助于促进人们身心健康的良好建筑内部环境.国外亦称此设计方法为被动式设计(PassiveDesign).气候设计的基本原理是在不影响人体热舒适要求的前提下,通过合理利用有利气候资源,消除不利因素影响,减少利用建筑设备调节的时机,最终达到低能耗,高舒适的要求.尽管气候设计方法不能在建筑中完全取代设备系统,更不能免除能

5、量的输入,但如果建筑中考虑了气候设计,就可以全面调动外界气候中的有益因素,把一年中不需要耗能设备的时间延长,即使在使用设备的情况下也会降低传统能耗.气候区域的节能设计采取的一般控制策略为:冬季充分利用太阳能或土壤蓄热,充分减少热损失;夏季充分利用自然通风和遮阳,减少得热.气候区域的节能设计在空间上体现在各个地区采取的空调处理方案的差异,例如有的区域可以充分利用蒸发冷却系统,有的区域可以使得水环热泵系统发挥最大节能效果.根据各地区气候资源的特点探讨适合该区域的空调方案也是气候设计研究的重要方面.生物气候设计过程是一个动态的调整过程.总的来讲,生物气候设计过程应包括室外气候分析技术,提出应对策

6、略和方案的热性能评价三大方面,其设计的流程如图1所示.72l鼽卷技术交流图1生物气候设计流程图水等2气候区域设计的相关研究1963年,V?奥戈雅完成了《设计结合气候:建筑地方主义的生物气候研究》一书,提出了"生物气候主义"的设计理论,从气候条件对人体生物舒适感的影响出发,采取被动式的处理方法,最大限度地利用可再生能源(如太阳能,风能等),并极大地降低建筑的运行能耗.他的理论极大地影响了其后的一批建筑师,他们针对各自所处地区的气候进行了更加深入的研究和实践,取得了丰硕的成果,建成了一批具有地域特色,适应气候的建筑作品.BURNARDRUDOLFSKY出版的<<Architectu

7、rewithoutArchitects>>是一本在建筑气候关系研究领域具有相当影响力的建筑学着作,该书对世界不同地区气候特点与建筑风格的关系进行了探索.由西安建筑科技大学刘加平教授等翻译的阿尔温德?克里尚(印度)等编着的《建筑节能设计手册》对印度各个地域进行了仔细的划分,并确定了印度各个区域的分区指标,并对各区域内的合理的处理方法,节能措施进行探讨.20世纪初,德国气候学家WladimirKoppen(192