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1、地下建筑的热工环境与节能策略摘要：随着人们生活水平的提升，对于地下建筑也提出 了更为严格的要求，地下建筑不仅要满足安全性需求，还要 符合节能减排的政策要求。地下建筑的设计与施工有着一些 特殊之处，施工难度更高，并受到多种因素的影响，地下建 筑的主要能耗分为 3 部分：采光能耗、空调能耗、动力能耗 该文主要针对地下建筑的能耗问题与节能策略进行分析。关键词：地下建筑热工环境节能策略中图分类号： TU111 文献标识码： A 文章编号： 1672-3791（2016）12（b）-0083-02随着我国综合国力的提高，人们的生活水平不断提高。 人类在地下建筑中的活动日益增加，为了满足人们的需求， 地下
2、建筑不断得以发展壮大。但是地下建筑又不同于地面建 筑，为了让其和地面建筑有一样的舒适度标准，不但要改善 地下环境， 使其正常运行， 也要控制成本， 并进行节能设计。1 地下建筑热工环境分析 地面建筑受地面环境的影响，而地下建筑则受到土壤或 岩石的影响，这些物质对维护其结构和热工性能有着不可或 缺的作用。下面将分别介绍室外和室内的双重热湿作用对地 下建筑的影响。地下建筑室外热湿环境：地下建筑受到无限厚岩石或土 壤的包围，就像地面建筑被室外空气和气候包围一样，这些 物质对围护其结构有着重要影响；土壤或岩石的温度作用： 与地面建筑不同，地下建筑主要靠土壤进行传热。热量对土 壤的影响随土壤深度的增加而
3、增加，还随昼夜及季节的变化 而变化，因而具有局限性。但土壤蓄热量大、隔热性好，因 此热稳定性好，这对一些特殊建筑是非常重要的；土壤或岩 石的湿度作用：地下建筑的一大特点就是潮湿，造成这个现 象的原因有很多，如缺少阳光，通风不畅等，还会受到地下 水位和土壤岩石的影响。2 地下建筑室内湿热环境 进入室内的阳光、空气温湿度、生产和生活所散发的热 量和水分是影响地下建筑结构的气候因素。（ 1）进入室内的阳光。地下建筑处在地面以下，无法 像地面建筑那样通过侧窗来获取阳光，以致采光不足，容易 使地下建筑阴暗潮湿。 （ 2）空气温湿。地下空气温度变化多 端，夏季雨季时的潮湿问题尤为严重， 这是由凝结水造成的
4、。（3）生产和生活所散发的热量与水。地下建筑的通风效果 差，封闭性强，在地下建筑中的生产和生活所产生的热量和 水分散发不出去，使地下空间的温度和湿度相应提高。3 地下建筑的主要耗能分析地下建筑的主要能耗分为 3 个部分：采光能耗、空调能耗、动力能耗。据研究表明，采光能耗所占比例巨大，其次 是空调能耗。因此地下建筑节能主要考虑自然采光和自然通 风。4 地下建筑节能策略4.1 自然采光自然采光可以在节约能耗的基础上改变地下建筑昏暗 的状况，其方式有很多种：（ 1）天窗式。这种形式主要适用于工业厂房，展览建 筑等深度较浅，且地面部分无建筑物，多为广场或草坪的地 下建筑。通过这种方式， 阳光可直接到达
5、室内； （ 2）庭院式。 这种形式主要适用于占地面积较小的文化娱乐性建筑。大面 积的玻璃门窗则设在于庭院相邻的围护结构上，由此可以摄 取阳光；（3）下沉广场式。这种形式主要适用于城市中规模 较大的开放空间。它会使整体建筑出现空间形态变化，形成 多层次的复合空间。另外，在完成其自身采光的目的同时， 其周围的建筑也可以通过它来采光； （ 4）地下中庭式。这种 形式主要适用于深度较大或多层的地下建筑，并且其空间环 境也可以由此得到改善。例如：内部种植各种花草，布置展 览景观。顶部设置各种空间形态的采光玻璃； （ 5）技术应用。 当建筑物没有应用以上各种形式的采光条件时，我们就需要 科技手段来获取阳光
6、，如：光导纤维、棱镜导光装置等。4.2 自然通风自然通风是地下建筑节能的另一大策略，有效的自然通 风可以在很大程度上控制空调能耗。其方式主要有以下两种：（ 1）平面布局。平面布局直接决定着地下建筑的通风 效果，合理的平面布局由通风系统和风路组织构成。这就要 求在建设地下建筑时要减少递死角的出现，以保证风路畅通。（ 2）风井设置。风井主要设置在中庭建筑中。依照自 然通风和风路组织的要求，我们可以利用风口的风压和周围 环境，合理有效的设置风井，进行自然通风。进风井应根据 自然通风的风路组织需求，围绕作为排风井的中庭设置。进 风井风口部分应该考虑周围地面环境的影响，避开有空气污 染的位置， 同时要加
7、装空气净化装置。 为了有利于空气进入， 可以在风口内部设置冷却装置，促使空气下沉。风口要尽量 利用风压，根据需要安装进风型风帽或排风型风帽。关于地下建筑空间的节能措施，需要综合考虑到各类影 响因素，将节能要求与施工放置在同等重要的位置，不能顾 此失彼。在设计过程中， 需要充分考虑到采光通 ?L 的重要性， 这也是一个难点地方，虽然国内外关于这一方面的研究已经 足够深入，但是效果并不理想。为了进一步推进节能减排的 要求，需要积极采用新方法与新技术来满足施工要求。5 可再生能源利用 可再生能源是来自大自然的能源，它环保，资源广泛，因此对地下建筑节能有着很好的利用价值。主要有3 个方面应用：（ 1）
8、太阳能。地下建筑可以利用太阳能来获取自然照 明。不仅如此，设置太阳能集热装置在夏季可以除湿，冬季 可以补暖，一箭双雕。 （ 2）风能。这类能源适用于地面部分 为高层建筑的地下建筑，以获取风力资源。其功能主要有两 方面：利用风压进行自然通风；发电。 （ 3）地源热泵。这类 能源适用于深度较大的地下建筑。只要在土壤中镶嵌上土壤 热交换器、换水水泵等装置，就可以完成制冷制热作用。总之，地下建筑应用广泛，节能问题尤为重要。建筑师 要利用建筑特点，结合各种先进技术，因地制宜，在舒适度 的基础上尽可能的进行节能设计，降低能耗。参考文献1 赵阜东，陈保健，焦冠然.地下建筑可持续性设计方法地下建筑自然通风设计
9、研究J.地下空间与工程学报，2006，2（4）：532-538.2 刘世婷，王曙光，徐洪钟 .我国地下建筑标准现状浅析J.地下空间与工程学报，2010 （ S1）: 1380-1384.3 Edelenbos J， Monnikhof R ， Haasnoot J， et al.Strategicstudy on the utilization of underground space in the NetherlandsJ. Tunnelling and Underground Space Technology ， 2011.4 (英)布赖恩？爱德华兹(BrianEdwards),著，周玉 鹏，宋晔皓，译 .可持续性建筑 M. 中国建筑工业出版社， 2003.5 Arselene Ayari ， Moncef Krarti.Field Evaluation of Ventilation System Performance in Enclosed Parking GarageJ.ASHRAE Transaction，s 2011.