外墙保温对夏热冬冷地区建筑能耗的影响及节能经济性分析

 

1.2 研究目的及意义

1.2.1 夏热冬冷地区建筑节能的重要性

  夏热冬冷地区横贯我国西部、中部和东部，覆盖上海、江浙、安徽、江西、湖南、湖北、四川、重庆、贵州等长江经济带，是我国经济最发达的地区之一，最冷月平均温度 0-10℃；最热月平均温度 25-29℃，四季分明[8]。夏季需降温，冬季要采暖，增加了该地区节能设计的复杂性。该地区冬夏两季的电动空调热泵能耗占建筑总能耗比重较大，且围护结构保温不受重视。适当减少或降低这些不必要的建筑能耗，可以帮助我国致力于缓解能源危机，推动建设节约型社会的进程。
1.2.2 外墙保温对建筑节能及经济性的影响

  夏热冬冷地区的人们为达到抵抗冬季夏季的室外恶劣环境气候，改善建筑室内温度环境的目的，因而大量的使用空调进行制冷和供暖，建筑能源浪费问题日益严重，节能措施势在必行。据研究，建筑节能的主要节能措施是通过一些优质的墙体保温、屋顶保温和窗户的保温来实现的，这些传热介质是一栋建筑物的主要传热部分，根据相关数据显示，围护系统在整体建筑物中传热量较大，占比为70%，该系统中又以外墙的损耗最多，占比为 25%；其次是窗户，占比 24%；其次是楼梯间隔墙，其比例为 11%；其他屋面与阳台门分别占比为 9%与 3%[9]。从上述数据可知，外墙损耗的热量较大，节能的重点在于改进外墙的保温模式。选择计算分析出外墙保温的最优经济厚度，则建筑能耗得到有效降低，保温效果达到最佳，建筑节能效果和长期经济性投资效益达到最优化，并结合探究外墙保温对室内热舒适的影响，使得外墙外保温的措施在夏热冬冷地区得以有效推广。
第 2 章 我国的气候分区特征及建筑能耗特点

  中国土地面积较大，各地气候条件差别较大，所以各地的建筑物都会因为气候的原因而产生能耗问题，因而合理的规划建筑气候分区显得尤为重要。关于建筑节能设计，我国存在着不同的做法，以来针对相应的各分区不同的气候条件。炎热地区建筑需要做遮阳、通风及隔热等措施，为防止室内过热；而对于寒冷地区的建筑的要求，则应该要注重防寒和保温措施，使室内能接收更多光照，为了探究建筑与气候两者的内在联系，2005 年我国颁布 GB50352-2005《民用建筑设计通则》，其中规定了建筑与气候的两类划分，一是根据建筑气候来划分，二是根据热工原理进行划分[28]。气温、湿度及降水量三个主要参数是划分建筑气候区的重要依据，国内可以区分成七大主要气候带，二十个子气候带；热工原理意义上的划分是为了满足建筑热力需要，其指向为把握建筑物的保温与隔热方面的设计，热工设计区划中以累年 1 月和 7 月的平均温度为主要指标，辅助指标为累年日气温≤5℃和≥25℃的天数，于是全国可划分为严寒地区、寒冷地区，以及温和地区，加上两类地区特点分别为夏热冬暖和夏热冬暖 [29]。国内建筑气候划分情况参见图 2-1：

2.1 各个气候分区简介

2.1.1 严寒地区的气候特征

  我国的严寒地区大致包括内蒙古、东北、西藏三省和青海的大部分区域但河北、宁夏及陕西等的部分地区，根据历年数据的统计，最寒冷的月份中，平均温度在零下 10 摄氏度以下。这些地区也被划入严寒地区。这一地区的气候特点在于冬季十分寒冷且时间较长，空气比较干燥，受阳光照射的时间较多；夏季是雨水集中的季节，而春秋两季时间很短，且雨水较少[30]。进一步细分严寒地区，可以分为两个亚型，即 A 区与 B 区[31]。下面举例说明严寒地区中 A 区与 B 区各自的特点。例一：哈尔滨。该市属于严寒地区中的 A 区，其冬季温度为全国最低。当地的冬季历时较长，温度极低，且晴天较多，风雪天较小。多年来，极端气温有较多记载：在 1970 年的最低气温-38.1 ℃，全年 27 %的天数超过十天气温低于-30℃，最冷月一月份出现大量气温低于零下 20 摄氏度的日子，在全年的占比为 42%。但在夏天，该市温度较高，其原因是低气旋的覆盖。在夏季，强对流天气、暴风大雨天气常出现于午后[32]。哈尔滨市占全年总量 2/3 左右的降雨量出现在夏季，在春季，哈尔滨暖气流回升，极不稳定，乍暖还寒，时常伴有大风，正是哈尔滨在春季到来时的明显特点；在秋季，该市的特点为温度降速国较快，而降雨量很快降低，气候渐干燥[33]。