地下建筑空间节能策略研究.docx

地下建筑空间节能策略研究摘要:地下建筑的热工环境与地面建筑有着诸多不同,因此在建筑耗能方面也有其特殊性。从地下建筑的热工环境入手,分析了地下建筑的耗能特点,并从自然采光、自然通风、可再生能源利用三方面提出针对地下建筑的节能策略。关键词:地下建筑;热工环境;节能策略Abstract:Therearemanydifferentsbetweenundergroundbuildingsandground-levelbuildingsonthethermaltheirenergyconsumptionisdifferenttoo.Throughtheanalysisontheenergyconsumptionofundergroundbuildings,somestrategiesofenergyconservationaresuggestedfromnaturallighting,naturalventilation,andtheapplicationofrenewableenergy.Keywords:UndergroundConstruction;ThermalEnvironment;EnergyConservationStrategies中图分类号:+3文献标识码:A文章编号:1008-0422(2009)07-069-021引言随着地下建筑的不断发展,城市里出现了多种功能类型的建筑形式,如:从公共建筑、交通建筑、办公建筑、体育建筑以及居住建筑等。人类在地下建筑中的活动日益增加。我们一方面需要改善地下建筑内部空间环境,使其达到一定的舒适度标准,从而保障地下建筑的正常运行,另一方面也要有效控制地下建筑的运行能耗,节约运行成本。地下建筑空间环境与地面建筑相比较,有非常显着的特点,其中包含了一些有利因素与不利因素。我们在对地下建筑空间进行节能设计时,需要根据地下建筑空间的特点,有针对性地进行设计。2地下建筑热工环境分析地下建筑空间环境受到室外和室内的双重热湿作用。与地面建筑不同的是,地下建筑围护结构所接触的是土壤或岩石,而不是地面环境中的太阳辐射、室外空气的温湿度、风、雨、雪等。土壤或岩石对地下建筑围护结构的作用与地下建筑的热工性能有密切关联。地下建筑室外热湿环境建筑物外围护结构将人们的生活与工作空间分为室内和室外两部分,对地下建筑而言,土壤对其围护结构的影响便相当于室外气候对地面建筑的影响。土壤或岩体温度作用土壤的热作用与地面自然环境的热作用差别很大。一般认为从地面到地下10m左右的土壤是依靠太阳供给热量的。随着深度的增加,热量对土地的影响也相应增加。白天,太阳的热量影响到土壤的很浅的深度,通常在5～7cm之间,但这种热量在一个大约10m的深度内作持续的季节性运动[1]。土壤隔热性好而蓄热量大,因而能在严酷多变的外界气候条件下保持相对稳定的温度。土壤的热稳定性使得地下建筑的围护结构拥有相对稳定的外界温度,对于一些需要恒定季节性温度和恒定昼夜温度的特殊建筑,地下建筑将更具优势。土壤或岩体湿度作用在湿度方面,地下建筑的围护结构受到土壤、岩石、地下水位高低等的影响,有时会出现较为严重表面散湿现象,再加上缺少阳光照射,和有效的自然通风,围护结构往往比地面建筑潮湿。地下建筑室内热湿环境地下建筑中属于室内的气候因素主要包括三个方面:进入室内的阳光、空气温湿度、生产和生活所散发的热量和水分。进入室内的阳光地下建筑由于其围护结构的限制,一般难以通过侧窗获取阳光,虽然可以通过采光天窗、采光井等方式进行自然采光,但大多数情况下仍无法与地面建筑相比。自然光线的不足对地下建筑室内环境造成了不利影响,如潮湿、阴暗。空气温度湿度地下空间中的空气温度随季节变化及昼夜变化的波动幅度较小,相对于地面,有着十分明显的滞后现象。地面温度变化引起地表层发生的热波,由于地下建筑覆盖层及周围岩土的衰减作用,对室内空气温度影响不大。当覆盖层厚度超过10m,这种影响可忽略不计,这对创造恒定的室内温度十分有利。在夏季,地下建筑内温度比室外空气温度低,室外空气进入地下建筑后,温度下降,相对湿度升高,当壁面温度低于露点时,即出现凝结水,致使地下建筑夏季雨季潮湿问题十分突出。生产和生活所散发的热量与水分地下建筑中的生产活动与生活同样会散发热量和水分。由于地下建筑的封闭性较强,很多情况下难以通过自然通风排除热量与湿气,因此,地下建筑空间内的生产和生活过程中所散发的热量和水分会增加地下空间的温度和湿度。3地下建筑的主要能耗分析分析地下公共建筑的环境特点及热工性能可知,其围护结构的保温隔热性能优于地面建筑,并且不需要遮阳。地下建筑主要能耗主要包括:采光能耗、空调能耗、动力能耗。根据徐州时尚大道地下商业街的能耗进行了测量,表明最大的能量消耗是在有高制冷负载的8月份。另一个最大值是在有高取暖负载的