夏热冬冷地区绿色建筑节能技术应用

平博·PINNACLE中国热能建筑节能技术：随着生活水平的提高，南方部分地区民众冬天也有了供暖需求。在当前要求集中供暖的南方地区主要是指夏季炎热，冬季寒冷的地区，其累计日平均气温低于或等于五摄氏度的天数大于两个月以上。在这样的情况下，当地的气候特点，夏季酷热，冬季寒冷，空气中湿度非常大，当外界的温度在50度以下时，如果室内没有相关的供暖设施，室内温度极低时，就会让人们在室内的舒适度感觉极差。国家提倡绿色建筑，通过绿色建筑的应用，可以有效减少能源和资源的使用，减少废物排放，充分结合自然环境，让建筑和自然环境相结合，达到人和自然环境联系并且和谐相处的目的。

一、室温调节

1. 热泵技术。

热泵主要是借助做功，让热能从低温向高温流动，这样的装置大多是利用电力作为驱动能源。在采暖过程中，热泵会从周围环境吸收热量，并把热量传到室内，让室内的温度逐渐上升，家用空调就是一种热泵。热泵的第一个好处就是节能，与直接把电能转化为热能的电器元件相比，通过热泵供暖耗电量极低，将电能直接转化为热能电器耗能量的1/3左右，所以可以大大的节省电费，实现了节能减排，减少了电网的负荷。第二个优点就是冷热两用，热泵不仅可以供暖，也可以制冷，这样的情况下就降低了建筑中通过供暖空调设置采购的费用。夏季普遍需要空调的地方就是南方炎热地区，因此在南方地区利用这种热泵就可以达到更冷的效果。热泵的供暖和空调系统设置非常灵活，还可以将其设置为是独立的小型系统，这样就便于有针对性地调整。

围绕建筑物的实际情况与建筑物的功能和制冷为目的所设置的热泵系统有很多种，其中围绕着吸收热源来划分，可以将其划分为空气热源泵和地热热源泵。空气热源泵就是将室外的空气作为热源，然后从供暖环境中把室外空气中所吸收的热量送到室内供暖。另外一种热泵，是以大地土壤岩层，地下水作为热源，它们被统称为是地源热泵，在较深层的底层没有受到干扰情况下，这部分的地源热泵始终保持着相对稳定的温度。例如在长江流域地下没有经过干扰的温度大约在18摄氏度左右，远远高于冬季的室外温度，又低于夏季的室外温度，这样的情况下就可以通过这种地热源泵克服空气中热源泵受限于室外温度的情况，让供热供暖效率明显提升，还能够达到制冷的效果。

地源热泵可以进一步划分为地表水热泵、地下水热泵和埋管地源热泵，埋管地热源泵是利用地下岩土中的热量，通过水在封闭的地下埋管中流动，实现了系统和大地之间的传热，所以也被直接叫做地热源泵。冬季供暖的过程中，管道中的水从地下吸收热量，再借助热泵把热量送到室内，夏季制冷时就是一种反向的过程，从室内把热量带走，然后通过系统将热量送到地下岩土中。这样的情况下，不需要抽取地下水作为传热介质，是一种可以不断应用的节能技术，地下水源热泵，它其实就是将地下水源作为热量的来源，把地下水抽出后输送到换热器和热泵机组中，可以将热量提取后又将水送回地下。这样的情况对建筑当地有充足的的地下水有一定要求，地表水源热泵技术和以上提到的相关道理一样，是把地表水作为冷热源，将水抽出后通过开始循环或闭式循环的方式来进行热交换，开式循环就是直接实施热交换，闭式循环则是借助地表水和热交换器之间来实现交换的过程。

2. 半导体制冷技术。

半导体制冷也叫做温差制冷、热电制冷或者电子制冷。它利用相关的塞贝克效应内效应——珀尔帖效应进行制冷，结构简单，工作环境要求很低，没有相关的机械部件，无震动，可以长时间的应用，制冷非常的迅速。围绕着交换电流的方向改变，即可以达到制热的效果，调控电流大小，就能够控制冷量的具体输出。

具体在制冷过程中，主要原理如下图所示，就是在通上了直流电源之后，在上面接口处，电源会借助N型半导体流向P型半导体流转化，这就是相负温差电势转向正温差电势，由低能流向高能，从外界大量的吸收能量，形成冷端，温度降低；相反，在下面的接头处，电流是从P型半导体流向N型半导体，释放能量，形成热端，温度升高。

单栋建筑可设置热泵机房，通过压缩机将空气热源的能量转移到建筑内，由管道将暖气输送到各个房间，房间管道内设置半导体制冷器，半导体制冷器可将管道内的暖气短时间升温，再通过出风口送入房间，调节电流大小即可控制暖气量输出。相对整栋建筑，单个房间容积小，让暖气充盈整个房间相对较容易，这使得半导体制冷器适合用于调节单个房间温度。而且在每个房间暖气管道内设置半导体制冷器可以实现不同房间不同温度的要求，建筑内活动的人可以根据个人身体状况与喜好调节不同房间的温度。将热泵技术与半导体制冷技术结合可以解决冬季严寒天气热泵制热效率低下的问题。热泵与半导体制冷器都可以制热和制冷，因此这套设备在夏热冬冷地区夏季和冬季都适用。

夏热冬冷地区冬季供暖的呼声越来越大，不能走北方燃煤锅炉、燃气锅炉、燃油锅炉的供暖耗能大制热效率低下的老路，对各种热源供暖模式的技术经济性分析方面主要集中在对地源热泵、燃气燃油锅炉供暖的技术经济性分析。D.Schmidt,S.P.Lohani等基于能耗与火用效率的分析，将在住宅中采用地源热泵与利用空气热源泵和采用传统功能模式相比，利用地暖热泵供暖方式可提高50%的火用效率和减少25%的一次能源消耗量。将热泵技术与半导体制冷技术相结合将更方便地调节室内温度，构建更宜居更绿色环保的居住环境。

二、保温隔热墙体

1. 蒸气加压混凝土板。

蒸压加气混凝砌块铺以配套的砂浆合适一个墙体构造，形成砌块墙，这样的墙能够承载一定的力量，还能达到作为填充墙所需要的强度标准，本身也能够保温隔热，它符合当前节能建筑的标准，而且施工起来非常方便，使用寿命较长，综合对比造价较低。蒸汽加压混凝土砌块的墙体再进行多次对比试验后，围绕着相关的方法进行创新，通过采取水平灰缝薄层砌筑砂浆和竖向的填缝塞岩棉墙体，能够较好地保证墙体的保温效果，最大程度提高施工的进度，减少了专用砂浆，这样就减少了工程成本。

蒸汽加压混凝土砌块的最大优势就是能够最大程度的节约土地资源，不浪费大量的耕地。它的原材料来源非常广泛，一些常见的灰沙、矿渣和粉煤灰等都是作为蒸汽加压混凝土的原材料，这就符合当前国家提倡的绿色环保可持续政策，在新型的蒸汽加压混凝土砌块施工中，对于传统砌筑的问题，只需要借助专用的砂浆涂抹在具体面，就可以避免出现空鼓和裂缝，不仅减少了生工成本，更是大大减少了工作量。

在具体施工过程中，常见的混凝土砌块施工方法主要包括了干法和湿法，其中干法施工主要是蒸汽加压混凝土砌块的施工，只需要在实际墙体施工过程中对施工面进行涂抹，实际的砖块不需要进行浇水湿润，这样减少工作量和用水量，节约工程成本。此外专用的砂浆是按照空气干湿度进行调配的，自身的强度高于一般的水泥砂浆。和普通的水泥砂浆不同的是，这种砂浆可以最大程度减少墙面出现裂缝的情况，让建筑工程的稳定性大力提升。围绕着实际而言，在施工过程中减少了经济投入，从整体成本投入而言，在利用这种蒸汽加压混凝土砌块施工的过程中，总体费用和普通的水泥、粘土、砖块施工相比是明显降低的。

2. 轻质复合墙板。

轻质复合墙板，这种轻质复合墙板有坚固、轻质、环保、隔温、隔音、防火等诸多的特点，是当前现代化建筑材料中所用到的绿色环保型墙体材料。这种材料一般由坚固面板、水泥、沙、煤灰等相关组成，在经过设备专业加工后，就形成复合实心的墙板。一般这种墙板的厚度在四毫米左右，每平方重量只有六公斤左右，具有强度高、耐高温、防水、抗冲击等特点，是一种特制的水泥制品板。由于轻质复合墙板中间填充料大量使用了聚苯颗粒，所以该墙板有良好保温、隔热性能，而且，也大大地减轻了墙板的重量。轻质复合墙板统一在工厂生产加工，适用于装配式建筑，复合国家大力推行装配式建筑的政策。

在生产复合墙板的过程中，内部会加入大量的EPS泡沫颗粒，这些颗粒在材料中形成了静空气层，使板材的传热系数在合适的范围内。一般小于1W/㎡.k，热阻值为2.00。这样的情况下，整个复合墙板的保温性能较好，也减少冷暖气等电力燃煤的费用，是节约能源的有效途径。板材内部的密闭微孔结构可以有效地阻断声音以及吸收声音，这样达到隔声的效果，它的隔声≥40dB。

除了这些的作用之外，防水、防潮、抗冻也都能达到相关的标准，这种轻质的复合墙板的墙体较薄，可以让使用的面积上升5%以上，安装加工性能好。这种墙板可以锯，可以钉，可以任意切割，结合相关的建筑情况，配合建筑施工过程中较为快速。通过干法作业，让现场更加规范地进行操作。后期产生的建筑垃圾也较少，符合当前的绿色文明，施工安装较为方便，比砌块墙体装修效率要提升6倍以上。这样就大大缩短了工期，还符合日常的装饰情况，让整个墙面装饰更加的好。因为墙面平整度较好，一般情况下经过填缝后就能够直接贴上壁纸、墙砖等，施工快，周期短，它和其他的粘土砖和空心砖相比，能降低工程造价在1/5左右。墙板原材料是利废节能材料，属国家推广发展的绿色产品。

随着夏热冬冷地区冬季供暖的呼声越来越大，热泵技术、半导体制冷技术、保温隔热墙体技术将适用于在这一地区建造冬季供暖夏季制冷的更舒适宜居环境的新型绿色建筑。消耗更少能量，减少废物废气排放，建造更加舒适宜居、能满足更多使用需求的新型建筑将会是未来建筑的发展方向。