環(huán)境建構(gòu)：適應(yīng)型建筑環(huán)境的構(gòu)想與實踐

【學員問題】建筑環(huán)境與暖通空調(diào)的能耗？

【解答】能源為經(jīng)濟的發(fā)展提供了動力，但是由于各種原因，能源的發(fā)展往往滯后于經(jīng)濟的發(fā)展。近幾年，中國的國民生產(chǎn)總值的增長率維持在約10%，但是能源的增長率只有3%～4%.這樣的形勢要求我們必須節(jié)能。建筑能源消耗在社會總能耗中的比例較大，發(fā)達國家的建筑用能一般占到全國總能耗的30%～40%；中國采暖區(qū)的城鎮(zhèn)人口雖然只占全國人口的13.6%，但是采暖用能卻占全國總能耗的9.6%.建筑節(jié)能是建筑發(fā)展的基本趨勢，也是當代建筑科學技術(shù)的一個新的生長點?，F(xiàn)代建筑的必要組成部分暖通空調(diào)領(lǐng)域也已經(jīng)收到這種趨勢的影響，暖通空調(diào)系統(tǒng)中的節(jié)能正在引起暖通空調(diào)工作者的注意，并且針對不同的國家、地區(qū)的能源特點和不同建筑的采暖、通風、空調(diào)要求發(fā)展者相關(guān)的節(jié)能技術(shù)。研究建筑環(huán)境，了解暖通空調(diào)負荷產(chǎn)生的原因及影響因素，可以更加合理地提出解決問題的方法。

暖通空調(diào)能耗的組成

為了創(chuàng)造舒適的室內(nèi)空調(diào)環(huán)境，必須消耗大量的能源。暖通空調(diào)能耗是建筑能耗中的大戶，居統(tǒng)計在發(fā)達國家中暖通空調(diào)能耗占建筑能耗的65%，以建筑能耗占總能耗的356%計算，暖通空調(diào)能耗占總能耗的比例竟高達22.75%，由此可見建筑節(jié)能工作的重點應(yīng)該是暖通空調(diào)的節(jié)能。從暖通空調(diào)的能耗組成可以看出：暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗主要決定于空調(diào)冷、熱負荷的確定和空調(diào)系統(tǒng)的合理配置，空調(diào)系統(tǒng)的布置和空調(diào)設(shè)備的選擇是以空調(diào)負荷為依據(jù)的。所以暖通空調(diào)節(jié)能的關(guān)鍵是空調(diào)外界負荷和內(nèi)部負荷的確定，而暖通空調(diào)節(jié)能工作也應(yīng)該從這個方面著手，合理布置建筑物的位置，正確選擇外墻、門、窗、屋頂?shù)男螤罴安牧系?，盡量減少空調(diào)負荷。

室內(nèi)環(huán)境的影響

暖通空調(diào)的目標是為人們提供舒適的生活和生產(chǎn)室內(nèi)熱環(huán)境，主要包括：室內(nèi)空氣溫度、空氣濕度、氣流速度以及人體與周圍環(huán)境（包括四壁、地面、頂棚等）之間的輻射換熱（簡稱環(huán)境熱輻射）等。在一般的舒適性空調(diào)中，以能夠使人體保持平衡而滿足人們的舒適感覺為目的；在恒溫恒濕或有潔凈要求的工藝性空調(diào)中，一切以滿足生產(chǎn)工藝為目標。而房屋的建筑熱工設(shè)計是恰當?shù)乩梅课菥S護結(jié)構(gòu)的熱導性，抵抗室外氣候的變化，使房間內(nèi)產(chǎn)生舒適的微氣候。

圍護結(jié)構(gòu)暖通空調(diào)負荷的影響

圍護結(jié)構(gòu)包括外圍結(jié)構(gòu)和內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)。外圍護結(jié)構(gòu)主要包括屋面、外墻和窗戶（包括陽臺門等）；內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)主要包括地面、頂棚、內(nèi)隔墻等。在采暖建筑中，圍護結(jié)構(gòu)的傳熱熱損失占總的熱損失的比例是較大的，以4個單元6層的磚墻、混凝土樓板的典型多層建筑為例，在北京地區(qū)，通過圍護結(jié)構(gòu)的傳熱熱損失約占全部熱損失的77%（其中外墻25%，窗戶24%，樓梯間隔墻11%，屋面9%，陽臺門下部3%，地面2%）；通過門窗縫隙的空氣滲透熱損失約占23%；在哈爾濱地區(qū)，通過圍護結(jié)構(gòu)的傳熱熱損失約占全部熱損失的71%（其中外墻28%，窗戶28%，屋面9%，陽臺門下部1%，外門1%，地面4%）；通過門窗縫隙的空氣滲透熱損失約占29%.由此可見改善圍護結(jié)構(gòu)的熱工性能對于暖通空調(diào)節(jié)能具有重要意義。

建筑規(guī)劃設(shè)計對暖通空調(diào)節(jié)能的影響

規(guī)劃設(shè)計時建筑節(jié)能設(shè)計的重要方面，規(guī)劃節(jié)能設(shè)計應(yīng)從建設(shè)選址、分區(qū)、建筑和道路布局走向、建筑方位朝向、建筑體型、建筑間距、冬季季風主導方向、太陽輻射、建筑外部空間環(huán)境構(gòu)成等方面進行研究。

以優(yōu)化建筑的微氣候環(huán)境；有利于節(jié)能，充分重視和利用太陽能、冬季主導風向、地形和地貌，利用自然因素。節(jié)能規(guī)劃設(shè)計就是分析成氣候的決定因素、輻射因素、大氣環(huán)流因素和地理因素的有利、不利影響，通過建筑的規(guī)劃布局對上述因素進行充分利用、改造，形成良好的居住條件和有利于節(jié)能的微氣候環(huán)境。建筑旁邊的綠化不但有防風、隔聲、防塵和美化環(huán)境的作用，而且對于建筑節(jié)能也有重要作用。

因為首先樹木可以從根部吸收水分，同過葉面蒸發(fā)，從而降低空氣溫度，其次樹木有很好的遮陽作用，從而使建筑物直接受到的太陽輻射及從地面得到的輻射熱減少，二是樹木有引導風及擋風的作用。此外，地面不但會反射太陽輻射，而且其本身輻射升高后又會成為新的熱輻射源。所以盡量種草、植樹，避免地面土壤裸露，并減少不必要的大面積混凝土地坪對于減少空調(diào)負荷，達到節(jié)能的目的是非常重要的手段。而且清潔的室外環(huán)境對于潔凈空調(diào)系統(tǒng)的有效運行和空調(diào)箱過濾器的壽命也是有利的。

總之，建筑環(huán)境是影響暖通空調(diào)能耗的重要因素，從建筑環(huán)境著手考慮是解決暖通空調(diào)節(jié)能問題的關(guān)鍵，也是一種積極的節(jié)能工作作者認為應(yīng)著重以下方面的工作：

（1）制定相應(yīng)的政策法規(guī)。制定政策法規(guī)對建筑節(jié)能工作具有指導意義，而且以法規(guī)的形式出現(xiàn)，一則表示政府重視和鼓勵，二則可以為節(jié)能工作的開展提供法律依據(jù)。近年來國務(wù)院和有關(guān)部委也頒布了相關(guān)的建筑節(jié)能法規(guī)；此外各地方政府也根據(jù)氣候條件和能源特點，制定了各自的建筑節(jié)能標準和規(guī)定；但是總的來說法規(guī)和政策還有待進一步的完善。

（2）推動科技的進步。暖通空調(diào)節(jié)能工作的順利開展離不開技術(shù)的進步。國家在制定節(jié)能政策時，即指明了發(fā)展方向，同時也鼓勵了技術(shù)進步。只有依靠科技的發(fā)展，不斷優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)和用能方式，才能夠真正做到節(jié)能，創(chuàng)造巨大的社會效益和經(jīng)濟效益。

（3）加強專業(yè)間的協(xié)調(diào)。建筑是各工種配合的產(chǎn)物，建筑專業(yè)在考慮建筑環(huán)境時，不但要從建筑功能、建筑美學等方面考慮，還要與設(shè)備工種進行配合，充分重視建筑環(huán)境、建筑材料等對暖通空調(diào)乃至建筑能耗的影響，各工種協(xié)調(diào)工作，共同完成節(jié)能設(shè)計。總之從建筑內(nèi)外環(huán)境著手，不斷優(yōu)化建筑熱功能，充分利用有利的建筑環(huán)境，必然會創(chuàng)造出適宜的室內(nèi)熱環(huán)境，同時也必將有利于暖通空調(diào)節(jié)能的發(fā)展。

以上內(nèi)容均根據(jù)學員實際工作中遇到的問題整理而成，供參考，如有問題請及時溝通、指正。