节能技术在冬冷夏热地区大型商场中的应用.docx

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节能技术在冬冷夏热地区大型商场中的应用

摘要

本文通过对新近颁布实施的相关节能标准、规范的总结，分析公共建筑的节能设计特点，重点根据对大型商场的建筑特点及夏热冬冷地区的气候特点，提出合适的节能设计措施或方案，并进行经济性分析。

关键词节能标准规范大型商场冬冷夏热技术措施

Theapplicationofenergysavingtechnologyinlargescaleshoppingmallsinhot-summerandcold-winterzone

Abstract

Basedonthesummaryofrelevantnorms,thepromulgationandimplementationofthenewenergyefficiencystandards,analysisofthecharacteristicsofpublicbuildingsenergy-savingdesign,mainlyaccordingtotheclimatecharacteristicsofarchitecturalfeaturesoflargeshoppingmallsandhotsummerandcoldwinterarea,putforwardtheappropriateenergy-savingdesignmeasuresandplans,andeconomicanalysis.

KeywordStandardSpecificationforenergyconservation，Largeshoppingmall，Hot-summerandcold-winterzone，technicalmeasures

1.新近颁布实施的节能标准、规范

公共建筑主要有以下类型：

办公类建筑（写字楼、政府部门办公楼），商业类建筑（商场、金融建筑），旅游建筑（旅馆、娱乐场所），科教文卫类建筑（文化、教育、科研、医疗、卫生、体育），通信类建筑（邮电、通讯、广播）以及交通运输类建筑（机场、车站等）。

在公共建筑（特别是高档办公楼、高档旅馆建筑及大型商场）的全年能耗中，大约50~60%消耗于采暖、通风、空调、生活热水，20~30%用于照明。

而在采暖、通风、空调、生活热水这部分能耗中，大约20%~50%由外围护结构传热所消耗（夏热冬暖地区大约20%，夏热冬冷地区大约35%，寒冷地区大约40%，严寒地区大约50%），30~40%为处理新风所消耗。

从目前情况分析，公共建筑在外围护结构、采暖通风空调生活热水及照明方面有较大的节能潜力。

（1）

1.1《公共建筑节能设计标准》

《公共建筑节能设计标（GB50189－2005）是我国批准的第一部公共建筑节能设计的综合性国家标准，也是贯彻执行国家节能政策的一大举措。

标准所要求的节能50%的目标由改善围护结构热工性能，提高空调采暖设备和照明设备效率来分担，其中围护结构的分担节能率约为13%～25%，可见建筑幕墙对本标准而言是很关键很重要的一个方面。

因此，在设计选用幕墙产品与建筑材料时，一方面要正确理解和贯彻执行《公共建筑节能设计标准》的各项要求，另一方面还要按照建筑师对围护结构的节能设计指标要求进行。

（2）.

1.2《公共建筑节能改造技术规范》

行业标准《公共建筑节能改造技术规范》已于2009年12月1日起实施。

该标准是建设领域进行公共建筑节能改造工作的重要技术标准，也是国内第一部公共建筑节能改造技术规范，对规范该行业市场，推动建筑节能改造工作的开展具有重要作用。

标准的制定，规范了公共建筑节能改造的程序、方法及内容，为既有公共建筑节能改造提供了依据，对公共建筑节能运行和节能改造具有巨大的促进作用。

（1）

2.公共建筑节能设计考虑因素

随着我国经济的快速发展和人民生活水平的提高，城市化发展越来越快，大量公共建筑也迅速兴建起来，但是由于我国建筑节能技术还不成熟，修建建筑物的同时带来了巨大的能源耗。

在我国，建筑能耗居各种能耗之首，随着世界范围内能源供应紧张状况的加剧，能源将成为制约各国经济的主要因素。

为此，我国提出了社会经济和能源可持续发展的战略，建设节约型社会，在实现国民经济快速发展的同时努力降低单位GDP的能源消耗。

而建筑行业作为耗能大户，节能潜力巨大，大力发展和推广新型建筑节能技术，在不断提高人们居住环境舒适度的同时，降低建筑耗能总量，有效缓解能源的供需矛盾，既具有实际经济意义，又具有重要的社会意义和环保价值。

2.1建筑的体型

在建筑设计中，应对建筑的体型以及建筑群体组合进行合理的设计，以适应四季不同的气候环境。

首先要控制体型系数，体型系数是建筑物外包表面积与其所包围的体积之比，体型系数过小，将影响建筑造型、平面布局、采光通风等;体型系数过大，则建筑物的外表面积大，导致外围护结构的传热损失大，直接影响建筑能耗。

2.2建筑的朝向

良好的自然通风可以降低室内温度，减少制冷设备的使用。

建筑朝向对建筑的采光通风与节能有很大的影响，朝向选择需要考虑很多因素，如可以根据建筑物的功能要求，设置合理的朝向使得冬季有适量并具有一定质量的阳光射入室内;炎热季节尽量减少太阳直射室内和居室外墙面;夏季有良好的通风，冬季避免冷风吹袭;充分利用地形节约用地。

2.3智能光伏玻璃幕墙

由于玻璃幕墙的美观、通透、宏伟气派的艺术效果，近年来被广泛使用于公共建筑围护结构。

玻璃幕墙的节能在整个建筑节能系统中占有重要地位。

夏热冬暖地区主要考虑建筑的夏季隔热，太阳辐射对建筑能耗的影响。

太阳辐射通过窗进入室内的热量是造成夏季室内过热的主要原因。

冬冷夏热地区则主要考虑冬季保温，夏季避免太阳直射造成室内过热问题。

如果将玻璃幕墙和太阳能结合起来应用到建筑中，可以达到大幅度降低建筑能耗的目的。

智能玻璃幕墙广义上包括玻璃幕墙、通风系统、空调系统、环境监测系统、楼宇自动控制系统。

其技术核心是一种有别于传统幕墙的特殊幕墙———热通道幕墙。

它主要由一个单层玻璃幕墙和一个双层玻璃幕墙组成。

在两个幕墙中间有一个缓冲区，在缓冲区的上下两端有进风和排风设施。

热通道幕墙工作原理在于冬天内外两层幕墙中间的热通道由于阳光的照射温度升高，像一个温室。

这样等于提高了内侧幕墙的外表面温度，减少了建筑物采暖的运行费用。

智能玻璃幕墙从设计构思、内容组成和工作过程各方面看，都是一个各专业协调合作的多功能系统，它与传统玻璃幕墙有很大差，不仅有玻璃支撑结构，还包括建筑内部分环境控制和建筑服务系统，通过智能玻璃幕墙可以控制室外光线，提供通风。

由于智能玻璃幕墙为3层玻璃，外侧为全封闭式，可大大减少外界噪声对建筑内部的干扰。

2.4光伏屋面

光伏与建筑屋顶的结合有两种形式。

一类是建筑与光伏系统相结合，把封装好的光伏组件平板或曲面安装在居民住宅或建筑的屋顶上，建筑物作为光伏阵列载体，起到支撑作用，然后光伏阵列再与汇流箱、逆变器、交直流配电柜等相连。

这是一种常用的光伏建筑一体化形式，特别是与建筑屋顶的结合。

另一种是建筑与光伏构件相结合，这种结合是光伏建筑一体化的一种高级形式，它对光伏组件的要求较高。

组件安装必须能够适合各种屋面形状及结构，比如无论是金属屋面还是防水卷材屋面都要能够胜任，即使是屋面载荷很小的情况下也必须满足客户对于光伏系统的要求。

除此之外，还有最重要的一点是，不能够破坏屋顶或者建筑外墙的防水功能。

将建筑屋顶作为光伏阵列的安装位置有其特有的优势:

日照条件好，不易受到遮挡，可以充分接收太阳辐射;光伏系统可以紧贴建筑屋顶结构安装，减少风力的不利影响;太阳光伏组件可替代保温隔热层遮挡屋面。

此外，与建筑屋顶一体化的大面积光伏组件由于综合使用材料，不但节约了成本，单位面积上的太阳能转化设施的价格也可以大大降低，有效地利用了屋顶的复合功能。

新技术可以将光伏电池薄膜与屋面材料复合在一起，使得屋面在防水、保温的基础上增加了发电的新功能。

2.5遮阳措施

夏季太阳福射强烈、福射热随时间变化大同时影响室内温度的稳定性夏季采用遮阳措施可以防止室内温度上升，致使房间温度波动变小。

遮阳又分为内遮阳和外遮阳，内遮阳系统和外遮阳系统两者存在着很大差异。

外遮阳可以遮挡很大一部分的太阳辖射，从而减轻了室内温度的影响。

内遮阳相比外遮阳有设备简单、成本低、遮阳效果良好等优势。

冬季采用内遮阳可以起到室内保温作用，其原理和双层中空玻璃一样，在内遮阳和窗户之间形成一道空气夹层从而阻隔室外冷空气向室内传递热量。

（3）

2.6照明设备

明设备能耗一直都是大型公共建筑能耗的重量部分，这部分设备能耗主要取决于公共建筑使用时间长、人员密集度大、空间大、室内光环境等因素。

特定公共建筑的照明电耗也有很强的规律性。

例如商场的营业时间决定了商场照明能耗的大小，学校会根据学生的教学要求来决定具体的照明时间，同时照明电耗与天气情况也息息相关相关，自然采光好就会代替或者弥补设备照明。

对于特殊的公共建筑其照明会根据建筑的使用来具体决定照明时间，例如医院的手术室，在需要手术时手术室里的无影灯才会开启，类似于医院的手术室，一般大型办公楼里的会议室和餐厅也是同样的情况。

综上所述，公共建筑的照明设备能耗具有能耗大、能耗不规则等特点。

2.7办公设备

大型公共建筑办公电器能耗与照明电耗类似，办公电器设备能耗可以用；耗电量运行小时数单位面积平均设备功率面积来描述。

其中，运行小时数：

设备在工作时间内的运行时间；单位面积平均设备功率既与办公设备自动化程度有关同时也与办公面积有关。

办公面积小平均功率密度就大。

例如办公楼，影响办公楼设备电耗的主要因素：

人均办公面积，办公时间。

办公设备能耗不是公共建筑能耗的主要部分，但其具有很强的不规则性。

2.8暧通设备

暖通设备的能耗是整个公共建筑能耗中比重最大的一部分。

暖通设备分为冬季采暖系统和夏季空调系统，两者受建筑空间影响较大，对于大空间的公共建筑来说，合理的设备选型会有利于空调系统的节能，由于空间比较大一般都会选用全空气系统来进行室内空气调节，对于层多空间不大公共建筑来说空调系统的设计会复杂很多，考虑房间负荷得热的同时也要考虑系统的格局设计，因此这部分的能耗会受建筑内部空间的影响。

冬季采暖几乎是北方建筑的一个必需环节，这部分的能耗会根据建筑的体量来决定，建筑的体量越大冬季需要的热负荷就会越多，同时北方的冬季采暖时间较长，采暖期为、、三个月，其设备能耗占到了公共建筑总能耗的，因此暖通系统的节能改造对公共建筑整体的节能起着至关重要的作用（4）

3.我国公共建筑的能耗现状

我国公共建筑总体的能耗特点是，建筑体量大外围护结构能耗高；照明设备、电器设备使用时间相对民用建筑较长；空调系统、采暖系统设计复杂所带来的不可避免的能耗损失。

对于多数公共建筑而言以上能耗特点基本存在，根据地域的不同，以及地区经济状况的不同会有部分的差异。

就北方地区而言，公共建筑应该充分考虑外围结构的隔热与保温，同时建筑内的采暖系统在冬季是公共建筑能耗最大的部分。

南方地区应该考虑到维护结构的散热性，同时结合南方多雨的气候特点选择适合地区气候的外围护结构。

对于地域经济性而言，北京、上海、广州等诸多一线城市，其公共建筑的能耗相比经济不发达地区的公共建筑能耗要多，受地区经济的影响，建筑内部的设备系统、采暖系统、空调系统以及人员的流动性与密集度都要大很多，因此发达地区的公共建筑的能耗受设备开启时间和人员密集度的影响大。

我国公共建筑的能耗以电耗计算单位面积公共建筑的电耗为。

我国大型公共建筑多数建于九十年代后，就目前而言公共建筑的面积比例约占总建筑面积的左右，同时这一比例正在逐年增加。

（4）

4.夏热冬冷地区气候特点

中国夏热冬冷地区包括重庆、上海2个直辖市;湖北、湖南、安徽、浙江、江西5省全部;四川、贵州2省东半部;江苏、河南2省