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绿色建筑

被动式设计对各气候区建筑能耗的效率比较

13-04-12


    在定性分析的基础上,我们可以进一步对四种被动式技术满足热舒适度的效率进行更为定量化的分析。通过归纳以上四种被动式设计措施有效性的量化直方图,我们可以对各种被动式设计在不同的气候区运用的效率有一个客观量化的理解。图示为不同气候分区自然通风技术对于提高全年舒适性时段的贡献率。

    运用同样的方式,我们可以对夜间置换通风+蓄冷技术,被动式太阳能得热以及保温隔热技术提高热舒适性的贡献率进行定量的分析,限于篇幅不再一一列举。我们全国不同气候分区主要城市被动式设计贡献率进行统计和整理,结果见下表(各气候区省会城市舒适度技术比较全年覆盖率统计表)

气候分区

城市

自然状态

被动设计技术(%)

综合指数

效率

被动太阳能应用

/保温隔热技术/

自然通风技术/

夜间“置换式通风”技术

严寒地区

长春

6

20

18

16

20

35

29

哈尔滨

9

15

21

16

23

29

20

呼和浩特

10

15

29

18.5

29.5

34

24

乌鲁木齐

10.5

13

29

18

30.5

33

22.5

西宁

5.5

20

25

10

26

33

27.5

银川

8.5

20

28

16

30

40

31.5

合计

 

17.2

25.0

15.8

26.5

34.0

25.75

寒冷地区

北京

6

13

21

18

21.5

33

27

济南

8

12

20

20.5

21.5

31

23

拉萨

7

28

24

6

24

38

31

兰州

11

20

33

19

34

39

28

石家庄

7

12

20

21.5

21

33

26

太原

9.5

18

30

18

31

39

29.5

天津

8

14

24

20

25

35

27

西安

7

13

20.5

21

22.5

33

26

郑州

6

12.5

21

19

22

30.5

24.5

合计

 

15.8

23.7

18.1

24.7

34.6

26.9

夏热冬

冷地区

长沙

2

3

7

13.5

8

16

14

杭州

4

7

11

14

11

20

16

合肥

4

8

14

19

15

24

20

南昌

3

4

11

18.5

12

22

19

南京

4

11

14.5

16

16

25

21

上海

5

9

12.5

19.5

13

25

20

武汉

4

5.5

11

18

12

21

17

重庆

3

4

9.5

20

10

21

18

合计

 

6.4

11.3

17.3

12.1

21.8

18.1

夏热冬

暖地区

福州

4

8

12.5

25

13

30

26

广州

3

5

11

26

12

31

28

海口

1

2

3

24

4

25

24

南宁

2

4

9

22

9

26

24

深圳

3

6

10

28

10.5

34

31

合计

 

5.0

9.1

25.0

9.7

29.2

26.6

温和地区

贵阳

8

9.5

21

28

22

35

27

昆明

12

25

34

19.5

33

43

31

合计

 

17.3

27.5

23.8

27.5

39.0

29

注:基础气象数据来源于美国能源部网站。

    综合以上数据及分析,可以得出以下结论:

    被动式节能措施在不同气候分区满足热舒适要求的作用显著不同。例如被动式太阳能得热在冬季寒冷但日照充足的寒冷地区作用明显,但在夏热冬暖和夏热冬冷地区几乎不起作用;自然通风措施在夏热冬暖地区发挥的作用明显大于其它地区,如深圳采用自然通风一项技术在5、8、10月对提高热舒适性的效率就能达到50%左右。就全年平均值而言,自然通风的效率也有近30%,相较之其他被动式设计技术具有明显的优势和效果。

    除了上述四种被动式措施之外,外窗遮阳对于提高热舒适度和降低能耗也具有重要的影响,但是由于热舒适度指标计算方式的限制,外窗遮阳难以和热舒适度指标直接挂钩。我们可以通过能耗指标反推外窗遮阳对于热舒适度的影响,因为能耗指标在一定程度上反映了被动式技术无法满足热舒适度的程度。

   在同样的建筑条件下,位于不同气候分区的建筑在实施外窗遮阳前后的能耗差异,可以发现温和地区外窗遮阳的效率最高,其次的夏热冬暖地区也明显高于寒冷和夏热冬冷地区。(摘自《南北差异:既有建筑绿色改造技术的评价方法》,《南方建筑》2010年第五期,作者饶小军、袁  磊、胡  鸣)


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