摘要:随着社会的发展,居住建筑室内热环境问题引起了相关领域研究人员和建筑居住者越来越广泛的关注。一直以来,我国夏热冬冷地区都属于非采暖地区,居住建筑的设计也不会考虑供暖方面的需求。但是由于该地区冬季室内非常阴冷潮湿,热舒适性比较差,故应采取相应的供暖方式来保证室内热舒适性。因此,本文对夏热冬冷地区住宅供暖的特点、方式以及应对方案等进行了详细分析,希望能够提高该地区在冬季的供暖热舒适性。
关键词:夏热冬冷;住宅;供暖方式
引言
住宅建筑的形式、材料、结构、面积及布局等对其热工性能均有一定的影响,尤其是外围护结构性能对冬季供暖方式的合理选择及能耗高低影响重大。我国夏热冬冷地区2000年之前的城市住宅建筑围护结构热工性能较差,墙体主要采用的是粘土实心砖;窗户主要为铝合金单层窗玻为主;屋面没有保温隔热构造;阳台均不做保温隔热措施。2005年开始逐步推行建筑节能,但绝大多数住宅仍为非节能建筑。新建建筑外围护结构有了改善,墙体主要使用EPS、胶粉聚苯颗粒、硅酸盐板等保温材料做外保温;屋顶亦设保温层;窗户基本都为中空双层窗。2013年前后夏热冬冷地区开始推广墙体自保温。采用节能措施的新建居住建筑比不采用任何节能措施的老建筑,同样不供暖情况下,室内温度相差3~6℃。外围护结构性能对冬季供暖方式的合理选择及能耗高低影响重大。
1.夏热冬冷地区住宅供暖特点
1.1间歇性运行的特点
在夏热冬冷地区住宅供暖过程中,最显著的特点就是间歇运行,这主要是因为气候条件、经济水平以及生活习惯等多方面的因素导致的。因此间歇采暖造成了一系列的技术问题,使夏热冬冷地区的住宅出现了耗能低、室内环境差等的现象。在2014年时,我国上海每户住宅的生活能耗大约在1.235t标准煤左右,其住宅的平均面积在92m2左右,也就是说单位面积每年的总能耗大约为13.4kg标准煤,与北京相比大约为北京市供暖能耗水平的50%左右。由于我国住宅的高空置率基本上在20%以上,而家庭的实际住房面积大约在75m2左右,单位面积每年的总能耗大约为16.4kg,其值约夏热冬冷地区住宅节能设计中空调耗能的实际值。故夏热冬冷地区住宅的耗能一直是呈刚性增长趋势,如果想要用阶梯电价的方式来控制耗能的增长,基本上是比较困难的。
1.2供暖负荷相对较大
由于夏热冬冷地区住宅供暖具有间歇性运行的特点,导致围护结构的传热量与邻室的户间传热量比较大。其好比在房间中设置了6面外围护结构,使供暖负荷也变的比较大,超出了原设计值。通常情况下,每2m的计算值大约在45W左右,但是夏热冬冷地区的供暖负荷指标已经达到了200W,故要想从根本上解决这种问题,必须要加强围护结构和邻室隔墙的保温功能。而对于夏季以及过渡季的散热来说,就要利用自然通风的方式来解决。对于我国的建筑来说,基本上都没有进行自然通风的设计,人们认为打开窗户和门就能实现通风,而且在规划居住区时也没有进行风环境的模拟。
2 常见的供暖方式以及性能分析
夏热冬冷地区常用的供暖热源为:天然气、地源热泵、热电厂余热、电能等;常用的几种室内供暖末端为:取暖器、分体空调(壁挂机、柜机等)、户式中央空调(风机盘管)、地板辐射供暖、散热片等。不同热源和室内末端组合的供暖模式各有特点。
2.1电取暖器
该供暖模式的优势是使用较为方便灵活;供暖速度快,即开即用;设备成本较低。缺陷是只适用于一小部分地区的供暖,热舒适性较差;安全系数比较低。
2.2分体空调
优势是常见的夏季制冷和冬季供暖,成本低,可以实现精确的温度控制,加快供暖速度;在夏热冬冷地区每天开空调的时间较短,所以平均运营成本较低和节约能源。缺陷是室内温度存在不均匀分布、上高下低,有吹风感且使室内空气干燥,舒适不大好;冬季受室外环境的影响比较大,可以配备辅助电加热。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.3户式中央空调
它的优势是温度与时间都是可以精确调控的,供暖速度快;室内温度均与分布,上部和下部的温差小,舒适性较好。缺陷是前期投资都较高,冬季的室外环境将产生较大影响,要配备辅助电加热。
2.4天然气壁挂炉+散热片(或地板辐射)
优势是可以自由设定的供暖时间,供暖温度也可以进行调控;室内温度均匀分布,舒适度良好。使用地板辐射由于温度从下到上呈梯次降低,这也是人体舒适性规律的体现,冬季受室外环境影响较小。缺点是散热片和地板辐射供暖速度均一般;供暖炉使用时间比较短,大约6~8年要换一次;使用暖气片会占用部分墙面,而使用地板辐射则需占用6~10cm的层高。
2.5热电厂余热+地板辐射
优点是使用热电厂余热,运行成本较低,舒适度高;不受室外环境影响。缺点是热电联产在发电的同时供暖不符合节能减排的要求,供暖效果受到电厂制约。
2.6地源热泵+风机盘管
优点是利用可再生能源,可节能减排;温度可精确调控,供暖速度快;温度分布较均匀,上下温差小,舒适性较好。缺点是初投资费用较高。
3 夏热冬冷地区住宅供暖方案
对于夏热冬冷地区住宅供暖问题来说,我们可以采取以下的方案来进行解决:
(1)夏热冬冷地区的大部分住宅虽然是建筑的形式,但是却没有相应的集中供暖条件,因此,分散式供暖方式必将成为夏热冬冷地区最主要的供暖方式,另外比较常使用的房间空调器在冬季时一定要加强运行效率。目前,已经有很多家企业制造了空气源热泵产品,主要在北方市场进行推广,实际上该种产品比较适合用在夏热冬冷地区,从而提高该地区的供暖效果。另外,房间空调器的室内机也要进行适当的更新和改变,进而加强辐射的散热面,进行立式窗下型室内机和送风室内机的开发。
(2)对于新建的建筑来说,一定要按照节能设计的规范和标准来进行保温、隔热功能的设计,而且还要对内隔墙的保温砂浆等技术进行详细的分析,进而加强建筑的隔热性能,另外,还要根据过渡季的实际情况进行自然通风模型的设计和组织。在当前高房价的情况下,消费者对建筑的要求越来越高,因此一定要做好建筑围护结构的节能改造,在没有研发出比较好的技术之前,必须要以保温性能为主,而且还要加强节能改造技术以及施工现场的质量管理。
(3)对于夏热冬冷地区部分需要集成应用可再生能源和区域供冷供热的住宅区来说,可以采用半集中分布式的能源系统。融合计算机科学中的总线概念,可以将来自可再生能源的众多低品位能源在水载体的基础上,经过基础设施将其传输到用户,这样的方式我们将其称为能源总线。在用户端中,总线来的水可以当作水源热泵的热源,经过转换之后会再回到源头,进行循环换热。在能源总线系统的能源中心内设置有换热设备和循环动力设备,水管能够直接接到用户,从而形成多联机机组。
结束语
综合多方面的因素,夏热冬冷地区住宅没有集中供暖。供暖问题关系到民众健康问题,是我国实现小康目标的基础。政府坚持以“以人为本”的执政理念,将夏热冬冷地区居民供暖当作重大民生问题列入实事工程中。通过节能、能耗转移和利用可再生能源等方式有效地解决了夏热冬冷地区住宅供暖的能源问题。因此,我们提出了更加环保、更加经济的供暖方案,实现了夏热东冷地区住宅的良好供暖。
参考文献:
[1].贺庆豪.夏热冬冷地区住宅冬季供暖相关问题的探讨[J].建材与装饰,2016(28):203-204.
[2].侯素娟.夏热冬冷地区住宅供暖问题分析[J].智能城市,2016(09):319.
[3].闫增峰,董旭娟,阮丹,魏成幸.我国夏热冬冷地区住宅冬季供暖问题探索[J].建筑技术开发,2015(02):47-51.
论文作者:王玉龙
论文发表刊物:《基层建设》2017年第23期
论文发表时间:2017/11/10
标签:地区论文; 住宅论文; 建筑论文; 方式论文; 冬季论文; 节能论文; 室内论文; 《基层建设》2017年第23期论文;