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一般來說,在寒冷氣溫下,室內(nèi)溫度比室外高,而熱量總是由溫度高的地方向溫度較低的地方流動,所以根本不會有熱從室外進入到室內(nèi),可利用不受氣溫影響的輻射線即太陽輻射,促使室外的熱進入室內(nèi)。抑制室內(nèi)的熱量流失。空氣對流等是熱量流失的主要原因。另外,室外的低溫空氣進入室內(nèi)也屬于熱流失的一種現(xiàn)象。如果對建筑物的維護結(jié)構(gòu)采用完全保溫措施,使得建筑外圍形成一個保溫層,并且對于夏天保持室內(nèi)低溫,同樣具有良好效果。寒冷地區(qū)不使用采暖設(shè)備是不可能的,在采暖設(shè)備使用過程中我們也可以找到省能耗的方法。如精心設(shè)計采暖系統(tǒng),把熱量集中在人活動較多的范圍,避免浪費熱量在人不經(jīng)常走動的地方。比如通道,地下室部分加上避免溫度流失的保溫門、保溫墻體等。
1)比如雙層玻璃的隔熱原理,對于照在玻璃面上的輻射線,采用反射或吸收的方法,減少進入室內(nèi)的熱量。這時被玻璃吸收的熱,也不會通過再輻射和對流傳遞到室內(nèi)。對于龐大的建筑外圍來說,抑制輻射熱進入室內(nèi),具體的做法就是設(shè)置障礙物。但是建筑物同時也需要良好的采光、通風(fēng)等條件,這樣就不宜選擇背陰的地方建造建筑物,如果遇上比較好的方位條件,可利用地物,例如用西側(cè)的建筑物或樹木、圍墻等,也有遮擋陽光的效果。在屋頂或外墻面上設(shè)遮擋太陽照射物,不僅能遮擋輻射熱,而且還有通風(fēng)冷卻的效果。對于需要制冷的夏季,東西水平方向照射很強,水平的屋檐或百葉窗就不起作用了,必須采用豎向的遮擋物。
2)抑制導(dǎo)熱傳熱進入室內(nèi)。在氣溫很高的熱帶地方,特別是在干燥性氣候的地方,一般在夜間都很涼快。另外,由于大地的溫度往往要比室內(nèi)的氣溫低,所以也可以利用由地板和地下室外墻的導(dǎo)熱產(chǎn)生的散熱效果。導(dǎo)熱是建筑物受太陽輻射后變熱的部位所產(chǎn)生的主要問題。只有溫度差才能決定導(dǎo)熱的方向,所以抑制導(dǎo)熱進入室內(nèi)即可使用厚的、導(dǎo)熱系數(shù)小的材料,或者設(shè)空氣層,或進一步減小表面積。
3)抑制對流熱進入室內(nèi)。只有在室外氣溫比室內(nèi)氣溫高時,才容易向室內(nèi)產(chǎn)生對流傳熱。在制冷設(shè)備的運轉(zhuǎn)過程中,若不關(guān)閉窗戶以及與非制冷部分交界的出入口,制冷效果將會降低。但有時在日落之后,也利用出入口與室外降低了的氣溫進行通風(fēng)制冷。
4)促進輻射熱從室內(nèi)消失。只要物體的溫度在絕對的零度以上,就一定向外界發(fā)射輻射熱,同時又接受其他物體發(fā)射來的輻射熱。當(dāng)輻射進到室內(nèi)的熱少于從室內(nèi)散出的熱時,就會使室內(nèi)出現(xiàn)冷卻的現(xiàn)象。為了使建筑部位表面的輻射熱散失掉,就要用低于建筑物部位表面溫度的物體把建筑物包圍起來。為了使建筑物冷卻,白天可促進沒有太陽照射的北面等建筑部位和開口處散失輻射熱,而在夜間可以促進整個建筑物散失輻射熱。
5)促進散熱。當(dāng)室外溫度低于室內(nèi)溫度時,室內(nèi)的熱就會通過建筑部位的內(nèi)部向室外傳導(dǎo),為了冷卻建筑物,要促進這種熱傳導(dǎo)。受太陽輻射的建筑部位外側(cè),溫度一般都很高,但這些熱在涼爽的春秋季節(jié),可以通過受不到陽光照射的外圍護結(jié)構(gòu)的陰影部分向室外導(dǎo)熱。當(dāng)夜間室外氣溫降低時,所有的建筑部位都能向室外散熱。地下室的外墻和與地基相接的地板,由于與其相接的外側(cè)地基土的溫度基本是恒溫的,而且往往要比室溫低,所以可通過對外的導(dǎo)熱來冷卻房間。為了取得良好的導(dǎo)熱效果,可以把建筑部位作得薄一些或是采用金屬板等,也可以增大建筑部位的表面積。并且為使室外的低溫空氣進入室內(nèi),排出室內(nèi)的高溫空氣,可利用開口部位或者縫隙以及室內(nèi)外的空氣壓力差,即風(fēng)勢或溫度差。另外,為使熱從建筑物的外表面向空氣中散失,除與風(fēng)勢或表面積有關(guān)之外,還可利用外表面水汽化吸熱進行散熱。
6)蓄熱效果的利用。由于太陽輻射和其他熱源而被提高溫度的建筑部位,對于制冷來說將會成為熱負(fù)荷。當(dāng)有太陽輻射進入室內(nèi)時,如果地板等部位的蓄熱量小而且隔熱性好,這些部位的表面溫度就容易升高,使室內(nèi)變熱。如果建筑部位的熱容量大,就能承受住太陽輻射或氣溫升高等暫時性的熱負(fù)荷,即使停止了制冷設(shè)備的運轉(zhuǎn),室內(nèi)溫度也不容易升高。對于制冷來說,最好是墻等外圍護部位的熱容量大,外側(cè)有保溫層。一般在需要制冷的時候,大地的溫度比室溫低。因此可以與大地直接相接,利用導(dǎo)熱傳熱使室內(nèi)冷卻或使用干井使空氣冷卻。
建筑節(jié)能與各個系統(tǒng)節(jié)能有著密切關(guān)系,從建筑設(shè)計圖紙開始,建筑物向光面,外墻選材,水電線路合理分配等等。每一環(huán)都跟建筑節(jié)能效果息息相關(guān)。而在選用現(xiàn)代化設(shè)備,例如大型新風(fēng)系統(tǒng)、空氣凈化系統(tǒng)、中央空調(diào)等設(shè)備,雖都能達到讓室內(nèi)溫度宜人的效果,但其功能,環(huán)境需求并不一樣,不能盲目統(tǒng)一采用。所謂建筑節(jié)能,作為建筑從業(yè)人員,就是在不降低人生活品質(zhì)和舒適度的前提下,采用合理的設(shè)計,使得建筑物盡量降低能源消耗。此篇淺顯文章,目的在于讓大眾掌握建筑節(jié)能的基本概念,讓國家的節(jié)能計劃更好地開展。(本文作者:聶翔 單位:大連大學(xué))