什么是低功率和低能耗的节能建筑要使设计的建筑在没有使用任何采暖或制冷设备的前提下,让一年四季的室内气温尽可能地维持或接近在舒适范围内(不同地区根据不同的生活习惯和经济条件有不同的舒适范围,欧洲为20~26℃)。只考虑在气候条件影响下的建筑室内气温称作室内自由温度或室内自然温度。室内自由温度处在舒适范围外的时间越少,能耗越小,所需调整温差的幅度越小。这也清楚地表明了采暖和制冷设备的主要任务,即辅助调整室内自然温度达到舒适范围之内。只要拥有当地全年每小时的气象数据,就能计算出任何建筑的室内自由温度,得出全年必要的室内温度修正时间和幅度。
什么是设计适合气候条件的建筑的手段与能耗相关的建筑主要因素是:
。外围护结构的总传热系数K0(w/㎡.k),它表示建筑外围护结构(包括透明和非透明部分)通过导热和空气交换每度每平方米所损失的热量值。
。太阳能通过外围护结构的总平均透射系数G.它与外围护结构中透明部分(窗等)的面积,其太阳能透射系数和非透明部分(外墙等)的面积有关。
。房间内部的蓄热能力C.即建筑内结构总蓄热量(包括楼板,地面和内墙)与外围护结构散热面积之比。依靠这些性能,就能设计出适合气候条件的建筑,通过这些因素还可以推导出两个最重要的参数。
(1)热得失率或太阳对室外温度的修正系数γ=G/K0.它主要表示太阳能穿过建筑物透明部分对建筑室内自由温度的影响。
(2)热量的时间常数τ=C/K,它是表示室内热惯性的一个量。这两个参数对自由温度的影响是很简单的:
。时间常数τ只影响和改变室内每日平均温度的变化幅度,保持室内自由温度变化的稳定性,但它不影响室内自由温度的平均值。τ越大,室内温度变化幅度越小,稳定性越好。在这个基础上,适合气候条件的建筑战略变得非常清楚:
。利用γ调整室内自由温度在一年四季里尽可能地接近或进入室内舒适温度范围。