城市热岛现象与建筑节能.pdfVIP

第29卷第1期 湘潭师范学院学报(自然科学版) Vol.29No.l 2007年3月 JournalofXiangtanNormalUnivers勺(NaturalScienceEdition) Mar.2007 城市热岛现象与建筑节能 翟晓燕 (长沙市建设工程质量监督站，湖南长沙410001) 摘 要:简述了城市热岛现象的原因及常用的建筑节能方法，分析了城市热岛现象与建筑能耗间相互促进的关系:城 市热岛现象导致建筑能耗增加，建筑能源消耗又可促进热岛现象。指出运用建筑节能技术减少建筑中不可再生能源消耗 同时把太阳辐射能转换为可利用能源和生物能，削弱城市热岛现象，进一步实现建筑节能。 关键词:城市热岛;建筑节能;太阳能利用 中图分类号:TU一05 文献标识码:A 文章编号:167卜0231(20(Y7)01一0106一04 1 概 述 1.1城市热岛现象 城市热岛效应是指城市中的气温明显高于外围郊区的现象，在近地面温度图上，郊区气温变化很小， 而城区则是一个高温区。城市热岛效应使城市年平均气温比郊区高出19C，甚至更多，夏季城市局部地区 的气温有时甚至比郊区高出6℃以上。由于城市热岛效应，城市与郊区形成了一个昼夜相反的热力环流。 近年来，随着城市建设的高速发展，城市热岛效应也变得越来越明显，城市热岛形成的原因主要有以 下几点: (1)太阳辐射的影响。城市内有大量的人工构筑物，如混凝土、柏油路面，各种建筑物外墙面。这些人 工构筑物吸热快而热容量小，在相同太阳辐射条件下，比自然绿地、水面等升温快。 (2)人工热源的影响。工厂生产、交通运输以及居民生活都需要燃烧各种燃料，每天都在负外排放大 量的热量。 (3)城市中的大气污染的影响。城市中的机动车，工业生产以及居民生活所产生的氮氧化物、二氧化 碳和粉尘待排放物，这些物质会吸收城市中人工构筑物的热辐射，产生温室效应，从而引起大气进一步 温升。 在城市热岛现象的影响下，城区气温比周围郊区的农村高，城市地区的热空气上升，并在高空向四周 扩散，周围郊区的较冷空气流人城区，这样就形成城市特有的热岛环流。城郊工厂排出的污染物可随热岛 环流由低空吹向城区，使城市污染物浓度升高，进一步增强了城市的热岛效应。 1.2建筑能耗 建筑能耗可以有两种含义:一种是狭义建筑能耗(或称为建筑使用能耗)，它是指建筑物在使用过程中 所消耗的能量，其中包括热水、采暖、空调、炊事、照明、家用电器以及办公设备等所消耗的能量;另一种是 广义建筑能耗，是指从建筑材料生产制造、建筑物建设施工，一直到建筑物使用的全过程所消耗的能量。 与国际上的认识和统计方法相一致，我国目前所称的建筑能耗，是指狭义建筑能耗，即建筑使用能耗。 中国环境科学研究院孙启宏指出:我国资源消耗结构中，化石能源和矿产资源等不可再生资源占主导 地位，总体投人比例呈递增趋势，特别是不可再生的矿产资源投人比例大幅上升。我国在2000年的能源 消耗总量近13亿吨标准煤，其中煤炭达9.07亿吨标准煤，占69.9%;石油达3.24亿吨标准煤，占25%;天 收稿日期二2006-11-22 作者简介:翟晓燕(1m2一)，女，湖南长沙人，工程师，研究方向:建设工程质量监督。 106 然气和一次电力分别是3.6亿t和2.9亿t标准煤，分别只占总量的2.8%和2.3%。由以上资料可以得 到，近期内我国的能源消耗仍以不可再生的矿物能源为主。 1.3 城市热岛现象与建筑能耗的关系 热岛现象对城市的建筑能耗影响较大，理论上，一年四季都可能出现城市热岛现象，对城市建筑能耗 既有正面影响也有负面影响。在热岛现象的影响下，冬季城区的环境温度高于郊区，从而降低城市冬季的 采暖负荷，而夏季城区的环境温度高于郊区，大大增加了城市的空调负荷。这些影响中，对居民生活和消 费构成影响的主要是夏季高温天气下的热岛效应。如目前美国1/6的电力消费用于降温目的，为此每年 需付电费400亿美元;目前我国建筑能耗已占到全社会终端能耗的27.5%，这些能源绝大部分最终以热能 的形式排人周围环境，增强城市的热岛效应，从而增加建筑的空调负荷。理论上分析可知，城市热岛现象 与建筑能耗呈相互促进的正比关系，因此减少城市热岛效应是降低建筑能耗的措施之