重庆地区建筑外种植树对建筑空调能耗的影响分析

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由于城市建设飞速发展和人们生活水平日益提高,建筑能耗不断攀升,因此亟需寻求适宜可持续发展的节能技术来实现建筑节能。而绿化在降低建筑能耗方面的应用已取得诸多成效,如外墙面垂直绿化、屋顶绿化等绿化方式均可大幅降低房间空调能耗,但在建筑外种植绿化树对建筑空调能耗的影响方面鲜有研究。本文主要通过对重庆地区的建筑进行实验测定研究,对比测试有无外种植树绿化作用下的两个空调房间的室外空气温度、太阳辐射强度以及空调能耗的差异,讨论建筑外种植树对建筑空调能耗部分的影响并分析其节能效果,最后结合能耗模拟软件DeST研究分析室外气温及室内辐射得热与建筑空调能耗之间的关系,同时对具体绿化树种的降温效应进行归纳,获得的主要结果如下:经过测试发现,因植物的蒸腾和遮阳作用,建筑外种植树具有很好的降温效果:在实验条件下,夏季无外种植树遮阳作用下室外平均空气温度比有外种植树遮阳作用下室外平均空气温度高4.1℃;冬季无外种植树遮阳作用下的室外平均空气温度比有外种植树遮阳作用下的室外平均空气温度高1.8℃。同时,建筑外种植树可以有效的减少建筑物由外而内的太阳辐射量:在实验条件下,夏季无外种植树遮阳场地的太阳辐射强度平均值为421.6W/m~2;经过外种植树遮阳作用的林荫下的平均太阳辐射强度平均值为53.4W/m~2,仅为无外种植树遮阳保护的1/8。冬季无外种植树遮阳作用下的室外太阳辐射平均值为79.7W/m~2,由于冬季测试工况中室外绿化树种不落叶,树荫对太阳辐射进行了遮挡,使得有外种植树遮阳作用下的室外太阳辐射几乎为零。为此,选择夏季遮阳降低太阳辐射,冬季落叶增加太阳辐射的树种,可以成为降低全年空调能耗的途径。由于建筑外种植树会对建筑周围的空气温度、湿度产生积极影响,通过理论计算,平均每年有建筑外种植树作用下的房间空调在新风处理上所消耗的电量比无建筑外种植树作用下的房间空调低7.44KWh。因此合理的建筑外种植树有助于降低房间空调处理新风所需能耗,有助于空调节能。另外,利用DeST软件中重庆地区具有代表性的典型气象年数据,通过建筑能耗模拟结果分析得到:夏季条件下,室外温度每升高1℃,空调季冷负荷指标升高5.55W/m~2,;冬季条件下,室外温度每升高1℃,采暖季热负荷指标降低5.36W/m~2。同时通过分析可计算得建筑外种植树导致的房间空调全年节能量为60.98KWh,通过节能导致的二氧化碳减排量为14.33Kg。推广至整个重庆地区,则通过建筑外种植绿化树得到的节能减排量显著,节能效果明显。最后根据各项数据综合分析,推荐出适合重庆地区建筑外种植绿化的乡土树种有:广玉兰(标准名称:荷花玉兰)、桂花(标准名称:木犀)、润楠、刺槐、香樟(标准名称:樟)、秋枫、女贞、小叶榕(标准名称:榕树)、黄葛树(标准名称:绿黄葛树)、蒲桃十种。这些树种不仅能很好的适应重庆地区的气候条件和自然地理环境,种植经济效应好,而且在夏季的遮荫效果强,降温幅度大,均能有效降低夏季空调负荷,降低空调能耗,节能效果好。且其中的刺槐、枫香、黄葛树为落叶乔木,冬季落叶能有效增加房间的太阳辐射得热,降低采暖热负荷,综合全年更能达到节能的效果,比较适合用作重庆市建筑外种植树种。
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