我国城市地下空间设施节能降耗技术问题探析

王小树

摘要：城市的地下建筑空间设施所表现出的热工环境实际上和地面建筑之间有着较大的差异性，那么在这样的情况下，其地下空间设施所表现出的耗能实质上也存在着自身的特殊性。本篇文章主要是从城市地下空间设置节能降耗技术作为切入点，通过自然通风、自然采光、再生能源等几个方面的利用形式来对于建筑所表现出的节能措施进行了全面详细的分析，以期为我国城市地下空间设施的节能降耗技术发展作出贡献。

关键词：地下建筑；热工环境；节能策略

1引言

在城市地下空间不断发展的情况下，城市中开始出现了大量不同形式的建筑，例如交通地下建筑、公共地下建筑、居住建筑等等。人类开始越来越多的在地下空间中进行活动，在这一背景之下，我们除了要针对地下建筑内部空间环境所表现出的相关状况进行改善以外，还要保证地下建筑设施所具备的节能性。下文主要针对我国城市地下空间设施节能降耗技术所涉及到的相关问题进行了全面深入的分析。

2地下建筑热工环境分析

地下空间建筑设施实际上受到来自于外部和室内的双重热湿影响。和地面建筑所不同的是，地下空间设施维护结构所主要接触到是岩石和土壤，而并非是地面环境中所存在的辐射、室外空气、雨雪等。也就是说，岩石以及土壤对于地下建筑空间所表现出的热工性能有着直接影响。

2.1地下建筑室外热湿环境

建筑物体的外围结构体系直接将工作、生活的空间划分成为了两个不同的部分，但是对于地下空间的设计来说土壤直接对地下结构产生作用影响，也就相当于外部空间建筑被空气所影响。

2.2地下建筑室内热湿环境

地下建筑中属于室内的气候因素主要包括三个方面：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。

3地下建筑的主要能耗分析

针对地下公共空间所表现出的环境特性以及特工性能加以分析来看，维护结构本身的保温隔热性能实际上远远优于地面建筑体系，并且还无需进行遮阳设置。地下空间在使用的过程中，所涉及到的能耗主要有空调耗能、动力能耗、采光能耗等。依据某商业地下街所表现出的能耗进行测量来看，该商业地下街区的最大能耗月份在8月，也就是炎热夏季的高制冷负载状态之下。而另外一个最大能耗值便是2月，这一时间段的取暖负载能耗较大。而从年平均能耗来看，其中最大比例的便是照明能耗，达到了45%的比例；而第二位则是空调能耗，占比达到了44%左右；电梯以及其他环节的能量耗费达到了11%。

4地下建筑节能策略

4.1 充分利用自然采光

在地下建筑之中进行设计的过程中，应当要尽可能的考虑到对于自然采光的利用，自然采光不仅仅能够节约大量的照明电能，还能够从某种程度上使得人们的心理需求得以满足。因此，在地下空间设计的过程中，可以通过多种不同的形式来达到自然采光的目的。

4.1.1天窗式

天窗采光形式主要是适合使用在深埋程度较浅、地面为广场或者是绿地形式的场所，在这类场所之中，阳光可以直接通过顶棚的天窗来进入到室内空间，所表现出的采光率极高，并且可以直接选择多种不同形式的天窗。一般情况下，天窗适宜使用在公共建筑体系中，例如地下商场等。

4.1.2 庭院式

对于某些规模并不大的地下建筑来说，可以直接使用庭院式的采光措施。在地下空间中的各个部分功能都应当要围绕着庭院来进行布置，同时在与庭院靠近的围护结构上，设置上大面积的玻璃门窗等，进而达到自然光摄取的目的。

4.1.3 技术应用

很多情况下，地下建筑没有条件通过天窗、侧窗或中庭等引入自然光线，此时就需要采用一些特殊方法将太阳光引入地下空间，这种采光方法同样可以使地下空间获得阳光照明，从而达到节能的目的。常见的方法有：导光管采光、棱镜导光装置、光导纤维、光电效应间接采光等。

4.2自然通风

自然通风是利用室内外温度差所造成的热压或风力作用所造成的风压来实现换气的一种通风方式，是对自然能源的有效开发和利用。经过合理设计的自然通风，对改善室内空气质量和节约能耗都有重要意义。自然通风与建筑設计关系密切，平面布局、风井的设置及风帽的选择等都会影响自然通风效果。

4.2.1 平面布局

平面布局决定着自然通风系统的风路组织，直接影响自然通风效率。风路设计的重点是如何将新风引入地下建筑，与室内空气进行置换后排出室外。在布置地下建筑平面时应尽量保证风路畅通，减少死角，避免气流短路。

5可再生能源利用

可再生能源利用是近年来的热点。可再生能源包括风能、太阳能、生物能、地热能和海洋能等，它对环境无害或危害很小，资源分布广泛，适宜就地开发利用。适合在地下建筑中使用的可再生能源主要有太阳能利用、风能利用和地热能利用。

5.1 太阳能应用

通过建筑设计手段和技术手段，可以利用太阳能为地下建筑提供自然照明。有条件接受较多阳光照射的地下建筑，同样可以借鉴地上建筑利用太阳能的方式，为内部空间提供采暖所需的热量。例如在共享中庭内部设置太阳能集热装置，在冬季为地下建筑冬季采暖提供热量补充，在夏季可以起到除湿的作用。

6结语

综上所述，地下空间设施的应用随着城市的发展变得越发的广泛，人们在地下空间的活动在不断的增多，这其中所涉及到能耗问题不能够忽视。而建筑工程师在进行地下空间方案设计的过程中，就必须要对于节能的因素加以考虑，进而将节能设计作为其中的一个重点环节来看待。在未来地下空间设计发展的过程中，就应当要与地下建筑所表现出的相关特性加以结合，进而有针对性的来执行研究工作，最大限度的保障其中所表现出的舒适性，此外，还应当要达到设施的节能目的。