夏热冬冷地区住宅采暖降温方式及能耗现状调查

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摘要：1 序言 我国现行《民用建筑热工设计规范》中将全国所有地区分为严寒、寒冷、夏热冬冷、夏热冬暖和温和五个地区[1]。夏热冬冷地区最显著的气候特点是夏季炎热、太阳辐射强，冬季

1 序言 我国现行《民用建筑热工设计规范》中将全国所有地区分为严寒、寒冷、夏热冬冷、夏热冬暖和温和五个地区[1]。夏热冬冷地区最显著的气候特点是夏季炎热、太阳辐射强，冬季湿冷、雨量多[2]。该地区内全年相对湿度较大，最热月平均温度达30-33℃[3]。《民用建筑设计通则》中对夏热冬冷地区建筑的首要要求就是建筑物必须满足夏季防热、遮阳、通风降温要求，在冬季应兼顾防寒保暖[4]。因此，此地区的居住建筑在夏热冬冷气候影响下，室内人体舒适环境的低能耗、低成本营造是可持续建筑设计的重点与难点，如何达到在控制能耗与营造成本的基础上实现建筑的可持续性是关键问题所在。本文通过对住户在夏季防热和冬季采暖时所用措施、使用能耗所占比率、设备使用时长、室内热舒适性等情况进行问卷调查，研究分析夏热冬冷地区住宅能耗的构成和权重情况以及室内热环境的舒适程度。 2 夏热冬冷地区住宅用能现状调查分析 2015年至2016年期间，以问卷及实地调查的形式通过对352户住宅的降温采暖方式及耗电量等方面做了调查。调查对象选择夏热冬冷地区的家庭，按照地理位置、地形状况和地域气候情况，将调查地区分为四部分，第一部分包括湖南、湖北、江西，第二部分包括安徽、浙江、江苏、上海，第三部分包括四川、重庆、贵州。第四部分包括上述省市以外的其它夏热冬冷地区。 通过调查对比分析，发现夏热冬冷地区住宅全年能耗有两个高峰使用期，第一个集中在6月至8月的夏季，第二个集中在12月至次年2月的冬季%的住户认为近年来夏季炎热、冬季湿冷的情况愈演愈烈，在夏冬两季必须要采取主动式技术进行降温或采暖才能在室内进行正常生活活动，各地区部分具体数值权重如图1-2所示。由图1 可见，夏热冬冷地区住宅的主要降温方式是空调。图 2说明在第一部分地区的住宅主要使用电采暖，第二部分地区的住宅主要采用空调采暖，在其它部分地区主要使用燃气或暖气采暖。 图1 夏热冬冷地区住宅夏季主要降温方式及所占比例 图2 夏热冬冷地区住宅冬季主要采暖方式及所占比例 图3纵坐标表示每年6-9月份各家庭采用的主要降温方式，横坐标表示在使用上述不同降温措施的同时，每天开启空调的时长（5小时以下、5-8小时、8小时以上）所占的权重。图 3可以看出，即使在夏季采用风扇和自然通风为主要降温方式时，也会不同频率的使用空调。在以风扇作为夏季主要降温方式的家庭中，38.46%的家庭在夏季最热天气每天使用空调的时间超过 5小时，其中 12.5%的家庭使用空调时间超过 8小时；以自然通风作为夏季主要降温方式的家庭中，在夏季最热时也有 5.56%的家庭使用空调时间超过 8小时；以空调作为夏季主要降温方式的家庭中，有45.9%每天的空调使用时间超过8小时。 图4的纵坐标表示在12月至次年2月住宅所使用的主要采暖方式，横坐标表示采取不同采暖措施时，住户每天使用采暖的时长（5小时以下、5-8小时、8小时以上）所占的权重。可以看出，冬季采用电采暖设备和空调为主要采暖方式时，采暖时长在8小时以内的家庭分别占了64.32%和56.47%。使用燃气或暖气的家庭，采暖8小时以上的家庭占了68.9%。 调查显示，94.8%的被调查住户认为由于夏季炎热、冬季湿冷，如不采取主动式技术措施进行调节，室内环境难以忍受。仅有5.2%的被调查住户认为可以单纯依靠被动式手段调节室内热环境，即可达到舒适的室内环境状态。显然，多数居民会使用空调、采暖等主动式室内温湿度调节技术及设备来改善室内热环境。 图3 夏季降温措施与使用时长 图4 冬季采暖措施与使用时长 图5纵坐标表示居民在6-9月空调制冷耗电量占全年总能耗的比例，横坐标表示对应的家庭数量占所有被调查家庭的比率。图6表示12月至次年2月采暖能耗占全年总能耗的比例，横坐标表示对应的家庭数量占所有被调查家庭的比率。调查表明，夏季用于降温的电耗占总能耗的30%-60%的家庭有59%，而在冬季用于采暖的电耗占总能耗的30%-60%的家庭则为51.5%。可见，夏热冬冷地区居民为了节省降温采暖的电耗，大部分家庭对高温、低温的耐受力较高，只在难以忍受的室内热环境时间歇使用空调或采暖设备。夏冬两季用于降温、采暖的电耗超过总能耗60%的家庭所占比例分别为22%和24%，收入水平在一定程度上影响着家庭的降温、采暖能耗量。 图5 夏季空调能耗占总能耗的比例及对应的家庭数量 图6 冬季采暖能耗占总能耗的比例及对应的家庭数量 夏热冬冷地区夏季室外气温较高、空气相对湿度大、太阳辐射照度大。调查发现，83.2%的家庭认为夏天使用空调非常重要。在夏季以自然通风为主要降温方式的家庭多采取打开门窗增加通风量、减小衣服热阻、减少室内太阳辐射照度的接收等被动式降温方式。这时，人体主要借助汗液排出时水蒸气蒸发带走热量以适应过热环境。但是，极端的热环境长期作用于人体，当环境的热作用对人体增加到一定程度时，人体自主调节方式抵抗过热环境达到极限，高温就会对人体生理健康产生不利影响。 夏热冬冷地区冬季室外气温较低、空气相对湿度大、室外风速大，而且在深冬季节还可能伴随着雨夹雪和降雪。调查发现，81.3%的家庭认为冬季使用采暖设备非常重要。在冬季紧闭门窗、增大衣服热阻、增加室内太阳辐射照度的接收等被动式采暖方式是非采暖家庭的主要御寒方法。虽然人体对环境的变化有一定的生理调节能力，但当极端的冷环境长期作用于人体，环境的冷作用对人体增加到一定程度时，人体不可能无限度的通过减少输往体表血量的方式来抵抗过冷环境，所以当人体物质代谢调节能力长时间超过限度时，低温将对人体生理健康产生不利影响。 结语 由于特殊的气候因素, 夏热冬冷地区不仅在夏季要降温隔热, 而且在冬季还必须保温采暖。调查分析了夏热冬冷地区居住建筑在夏冬两季的能耗现状及用能设备使用情况，得到了该地区住宅的采暖降温能耗状况及能耗结构特点。结果表明，供暖和制冷能耗是住宅总能耗的最大组成部分，对于整个住宅能耗结构具有重要影响。 1 序言 我国现行《民用建筑热工设计规范》中将全国所有地区分为严寒、寒冷、夏热冬冷、夏热冬暖和温和五个地区[1]。夏热冬冷地区最显著的气候特点是夏季炎热、太阳辐射强，冬季湿冷、雨量多[2]。该地区内全年相对湿度较大，最热月平均温度达30-33℃[3]。《民用建筑设计通则》中对夏热冬冷地区建筑的首要要求就是建筑物必须满足夏季防热、遮阳、通风降温要求，在冬季应兼顾防寒保暖[4]。因此，此地区的居住建筑在夏热冬冷气候影响下，室内人体舒适环境的低能耗、低成本营造是可持续建筑设计的重点与难点，如何达到在控制能耗与营造成本的基础上实现建筑的可持续性是关键问题所在。本文通过对住户在夏季防热和冬季采暖时所用措施、使用能耗所占比率、设备使用时长、室内热舒适性等情况进行问卷调查，研究分析夏热冬冷地区住宅能耗的构成和权重情况以及室内热环境的舒适程度。 2 夏热冬冷地区住宅用能现状调查分析 2015年至2016年期间，以问卷及实地调查的形式通过对352户住宅的降温采暖方式及耗电量等方面做了调查。调查对象选择夏热冬冷地区的家庭，按照地理位置、地形状况和地域气候情况，将调查地区分为四部分，第一部分包括湖南、湖北、江西，第二部分包括安徽、浙江、江苏、上海，第三部分包括四川、重庆、贵州。第四部分包括上述省市以外的其它夏热冬冷地区。 通过调查对比分析，发现夏热冬冷地区住宅全年能耗有两个高峰使用期，第一个集中在6月至8月的夏季，第二个集中在12月至次年2月的冬季%的住户认为近年来夏季炎热、冬季湿冷的情况愈演愈烈，在夏冬两季必须要采取主动式技术进行降温或采暖才能在室内进行正常生活活动，各地区部分具体数值权重如图1-2所示。由图1 可见，夏热冬冷地区住宅的主要降温方式是空调。图 2说明在第一部分地区的住宅主要使用电采暖，第二部分地区的住宅主要采用空调采暖，在其它部分地区主要使用燃气或暖气采暖。 图1 夏热冬冷地区住宅夏季主要降温方式及所占比例 图2 夏热冬冷地区住宅冬季主要采暖方式及所占比例 图3纵坐标表示每年6-9月份各家庭采用的主要降温方式，横坐标表示在使用上述不同降温措施的同时，每天开启空调的时长（5小时以下、5-8小时、8小时以上）所占的权重。图 3可以看出，即使在夏季采用风扇和自然通风为主要降温方式时，也会不同频率的使用空调。在以风扇作为夏季主要降温方式的家庭中，38.46%的家庭在夏季最热天气每天使用空调的时间超过 5小时，其中 12.5%的家庭使用空调时间超过 8小时；以自然通风作为夏季主要降温方式的家庭中，在夏季最热时也有 5.56%的家庭使用空调时间超过 8小时；以空调作为夏季主要降温方式的家庭中，有45.9%每天的空调使用时间超过8小时。 图4的纵坐标表示在12月至次年2月住宅所使用的主要采暖方式，横坐标表示采取不同采暖措施时，住户每天使用采暖的时长（5小时以下、5-8小时、8小时以上）所占的权重。可以看出，冬季采用电采暖设备和空调为主要采暖方式时，采暖时长在8小时以内的家庭分别占了64.32%和56.47%。使用燃气或暖气的家庭，采暖8小时以上的家庭占了68.9%。 调查显示，94.8%的被调查住户认为由于夏季炎热、冬季湿冷，如不采取主动式技术措施进行调节，室内环境难以忍受。仅有5.2%的被调查住户认为可以单纯依靠被动式手段调节室内热环境，即可达到舒适的室内环境状态。显然，多数居民会使用空调、采暖等主动式室内温湿度调节技术及设备来改善室内热环境。 图3 夏季降温措施与使用时长 图4 冬季采暖措施与使用时长 图5纵坐标表示居民在6-9月空调制冷耗电量占全年总能耗的比例，横坐标表示对应的家庭数量占所有被调查家庭的比率。图6表示12月至次年2月采暖能耗占全年总能耗的比例，横坐标表示对应的家庭数量占所有被调查家庭的比率。调查表明，夏季用于降温的电耗占总能耗的30%-60%的家庭有59%，而在冬季用于采暖的电耗占总能耗的30%-60%的家庭则为51.5%。可见，夏热冬冷地区居民为了节省降温采暖的电耗，大部分家庭对高温、低温的耐受力较高，只在难以忍受的室内热环境时间歇使用空调或采暖设备。夏冬两季用于降温、采暖的电耗超过总能耗60%的家庭所占比例分别为22%和24%，收入水平在一定程度上影响着家庭的降温、采暖能耗量。 图5 夏季空调能耗占总能耗的比例及对应的家庭数量 图6 冬季采暖能耗占总能耗的比例及对应的家庭数量 夏热冬冷地区夏季室外气温较高、空气相对湿度大、太阳辐射照度大。调查发现，83.2%的家庭认为夏天使用空调非常重要。在夏季以自然通风为主要降温方式的家庭多采取打开门窗增加通风量、减小衣服热阻、减少室内太阳辐射照度的接收等被动式降温方式。这时，人体主要借助汗液排出时水蒸气蒸发带走热量以适应过热环境。但是，极端的热环境长期作用于人体，当环境的热作用对人体增加到一定程度时，人体自主调节方式抵抗过热环境达到极限，高温就会对人体生理健康产生不利影响。 夏热冬冷地区冬季室外气温较低、空气相对湿度大、室外风速大，而且在深冬季节还可能伴随着雨夹雪和降雪。调查发现，81.3%的家庭认为冬季使用采暖设备非常重要。在冬季紧闭门窗、增大衣服热阻、增加室内太阳辐射照度的接收等被动式采暖方式是非采暖家庭的主要御寒方法。虽然人体对环境的变化有一定的生理调节能力，但当极端的冷环境长期作用于人体，环境的冷作用对人体增加到一定程度时，人体不可能无限度的通过减少输往体表血量的方式来抵抗过冷环境，所以当人体物质代谢调节能力长时间超过限度时，低温将对人体生理健康产生不利影响。 结语 由于特殊的气候因素, 夏热冬冷地区不仅在夏季要降温隔热, 而且在冬季还必须保温采暖。调查分析了夏热冬冷地区居住建筑在夏冬两季的能耗现状及用能设备使用情况，得到了该地区住宅的采暖降温能耗状况及能耗结构特点。结果表明，供暖和制冷能耗是住宅总能耗的最大组成部分，对于整个住宅能耗结构具有重要影响。

文章来源：《中国住宅设施》 网址: http://www.zgzzsszz.cn/qikandaodu/2021/0510/1410.html

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