陕西建筑节能气候分区

1、陕西采暖地区建筑节能气候划分方法金姝倩西安建筑科技大学710055摘 要木文首先以陕西采暖地区各城镇为对象，在此地区近10年的室外II平均温 度原始数据等资料的慕础上计算各县的HDD18 (°Cd)、CDD26 (°Cd)、计算 采暖期天数(d)、采暖期室外平均温度(°C)、太阳总辐射平均强度(W/m2) 等各项气象参数，巫新划分陕西省各区县气候分区。关键词：陕西采暖地区：气候分区：1中国建筑节能气候分区概况建筑设计与建筑节能以及气候的关系十分密切。我国幅员辽阔，地形复杂多 变，各地区气候差异较大，为了使各地区建筑能够适应不同的气候条件，建筑上 应反映出不同的特点

2、和耍求，寒冷的北方，建筑需防寒和保温，建筑布局紧凑， 体态封闭、厚重：炎热多雨的南方，建筑要通风、遮阳、隔热，以降温除湿，建 筑讲究防晒，内外通透。因此，应针对我国不同地区气候条件对建筑节能影响的 差异性，提出相关的建筑气候参数，明确各个气候区的节能设计要求，合理利用 气候资源，防止气候对建筑的不利影响。11陕西建筑气候划分槪况建筑与气候密切相关，为了明确建筑设计与气候的关系，区分我国不同地区 气候条件对建筑影响的差异性，使建筑师能够做到因地制宜，介理利用气候资源, 需耍针对我国气候特点，采用建筑气候学与统计分析和结合的方法，提出建筑气 候设计区划方法、依据和指标，进行建筑气候区域性研究。我国

3、气候区划工作开 始于20世纪30年代初期,目前,主要有建筑气候区划和热工设计区划两种气候 区划。建筑气候区划标准(GB 50178-93)标准依据气温、相对湿度和降水最3 个主耍气候参数，将我国划分为7个一级区，20个二级区。建筑热工分区反映 的是建筑热工设计与气候的关系，主要体现在气象基本耍素对建筑物及围护结构 的保温隔热设计的影响。1.2陕西省的原有气候分区陕西省所加地域南北较长，分别位J：三个不同的温度带上。全省的严寒地区 位丁最北端的榆林和延安地区；以西安为代表的关中城镇（禽咸阳、铜川、宝鸡、 渭南地区）是典型的温带季风气候，四季分明，温度适中普遍属J：寒冷地区：在 标志着我国南北气侯

4、分界线秦岭以南的汉中、安康、商洛的陕南三个地区在纬度 上仍屈北方但是由丁秦岭和汉屮盆地的影响体现亚热带的气候风貌，降水明显， 湿度较同纬度地区相对偏高，冬季温暖湿润，有小江南之称，多数加丁-夏热冬冷 地区（亦称冷暖过渡带）。在节能50%的陕西省实施细则屮，除把采暖地区的陕 北和关中城镇划分为一、二、三区外，乂专门把采暖期室外平均温室re>2.0eC的 陕南地区划分为四区，代表城市为汉中。如农3.2,在原有民用建筑节能设讣 标准陕西省实施细则陕DBJ24-8-97中按采暖期室外平均温度（te）的不同将陕 西省划分成四个区域：te = -3.1-5°C为一区，代表城市为榆林te =

5、 -0.1-3°C为二区，代表城市为延安te = 2.00-C为三区,代表城市为西安te>2.0°C为四区，代表城市为汉中2气象参数新的统计计算方法本文根据2010年8月1 11实施的严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准 中计算度I数的方法。采用了 1985年1994年和1995年2004年两个十年间的 I I平均气温实测值对HDD18和CDD26分别进行计算。目前，我国大部分气象站提供每II 4次的温度实测值，少最气象站逐时纪录 温度变化。由丁气彖台站每天4次的实测值的平均值与每天24次的实测值的平 均值之间的差异并不大，因此采用每天4次的实测值的平均值作为I I平均

6、气温较 为合理。计算时，采用口平均温度的实测值，或取2、8、14、20点4个时刻实 测值的平均值。计算采暖期天数是指采暖期所包含的天数。采暖期平均温度是指 计算采暖期内，口平均气温累年平均值的平均值。而采暖期度LI数是指计算采暖 期内，18C与H平均气温累年平均值的差值乘以计算采暖期天数。这种方法也适 用丁空调度口数统计计算方法。本标准在确定采暖初终II时，采用连续5天滑动平均法，用19952004年 共10年的实测值。个别台站数摇有缺漏测的，有数据的年份不少丁 7年。根据采暧通风与空气调节设计规范规定，应根据每年11平均温度持续低丁或等丁 采暖室外临界温度的总丨1数來确定采暖期天数。民用建筑

7、和工业建筑一般采用5 °C作为采暖室外临界温度。本文下面将按照2010新版标准中气候的分区指标及其中气彖参数的统计计 算方法来计算陕西严寒及寒冷地区各市县的气象参数，进行新的气候的分区。3新标准中气象参数的具体计算步骤31计算采暖期的计算步骤利用滑动平均法计算出的累年HV均温度低丁或等于5°C的时段。因此在判 断采暖终11时，附加了一个依据，即在出现第一组5 11滑动平均温度超过5°C后， 之后连续29天，即连续30个5丨|滑动平均超过5°C,才确定其为采暖终H,表 述如下：假设第/, /+1, /+2,汁3, /+4天为第一组5丨1滑动平均温度大于（或

8、等 D 5°C的口期，若/+1, /+2, .J+29天期间5 口滑动平均温度均大丁等丁 5 °C,则确定第/+3 （或i+4） H为采暖终II。滑动平均法计算步骤如下：选择近n年（27年）口平均气温的实测值为计算基础，形成数组dbt-d(nx365) o数组dbt-d(1x365)。数组dbt-dny其中:计算每H的11平均气温的n年平均値，形成数组dbt-dny计算每11起连续5天内丨I平均气温n年平均值的平均值，形成数组dbt-5dny(1x365) oES&5丿数组dbt-5dny其中：5 5在数纽dbt-5dny中，将上半年最后一个数值小于或等丁- 5的I

9、 I期之后第4口作为采暖期结束口；将下半年第一个数值小丁或等于5°C的LI期作为采暖期开始LI。为上半年IB后一个小丁或等丁 5°C的数值,则第/+4U为采暖期结束日；十5如* 为下半年笫一个小丁或等T* 5°C的数值，则笫j I I为采暖期开始IJ； 同时i, j应满足以下三个条件之一：a、1</<183 且 183勻V365 c、183</<365从确定的采暖期开始日到结束日之间的时段即为“计算采暖期”。3.2采暖度日HDD18的计算步骤选择近n年（n7年）II平均气温的实测值为计算基础。逐年计算，当II平均气温低于18°C时

10、，H平均气温与18°C的差值乘以H平 均气温低T 18°C的天数。计算以上n年hdd值的平均值，得到该城市的HDD18值。3.3空调度日数CDD26的计算步骤选择近n年（n7年）LI平均气温的实测值为计算基础。逐年计算，当H平均气温高于26°C时，H平均气温与26°C的差值乘以H平 均气温AT-26'C的天数。计算以上n年cdd值的平均值，得到该城市的CDD26值。3.4滑动平均法滑动平均法是包倉一圧项数的序时平均值，根据时间序列资料、逐项推移， 依次计算，以此來反映长期温度趋势的方法。滑动平均值计算的是一个平均值，即从一个有n项的时间序列中來计

11、算多个 连续m项序列的平均值。如：原序列数组为（"，弘.“M）：连续m项序列的平均値数组为（冋,.*）.M _ M +心+ M卄-1其屮:采用滑动平均法可以消除时间序列的数值受周期变动和随机波动的影响， 起伏较大，不易显示出韦件的发展趋势的影响。计算采暖期天数(Z)的计算中,n=365, m = 5o需要说明的是,求算采暖 期天数时，采用的是先平均后计算：而在求算HDD18时，釆用的是先计算后平 均。35太阳辐射计算步骤根据逐时云最、晴空指数、II照时数以及温升等参数，用模型生成(张睛原 模型)逐时太阳辐射强度，再统计成口平均值。具体计算方法如下：(1) 根据海拔高度、纬度和云最及风

12、速的月平均值推出月累计辐射最/m，公 式如下：/m = Co + CiH+C2 W+CyCCm + Ce式中：刀累计辐射最(MJ/m2)Co-Q因月份而取值不同的常数H海拔高度(m)屮该城市的纬度CCm月平均云杲(成)u月平均风速(m/s)(2) 由月累计辐射量人求得II平均累计辐射帚:，有II平均辐射帚:求得II平均 辐射强度，求得口典型太阳疝度角加(3) 根据中国建筑用标准气象数据库中张睛原模型以及太阳高度角h求 得刀平均辐射强度，公式如下：/h=/o sinh Co+Q CC/IO+C?(CC/IOF+G (认一% J+C4 0C5/k/h月平均辐射强度/0太阳常数h太阳高度角CC一云量

13、询某时刻气温%33小时前气温0相对湿度CoC5，k常数(4) 根据太阳高度角h和月平均辐射强度人计算出苴散分离，公式如下：i=-0.1556sin2/)+ 0.1028sinh +1.3748/42=0.7973sin2h + 0.1509sin/)+ 3.035/l3=5.4307sin/)+7.2182£=0.2990久轴以太阳高度角h的正弦函数sinh表示的Gompertz函数的系数、底和指数,(量纲为1):将如XU代入下式,求得Kt晴天指数,Kt=/n sinh +/d/o sinh=/h/o sinh法线面H射可以由公式ln=KJ0求岀，最后用下式求出水平面散射：/d =

14、/t /n sinh(5)根据Charles Chauliag所著太阳能在建筑中的应用计算各朝向的冃散 分离值，总辐射强度是由两部分组成，即何射强度厂和散射强度D。对于面向E南的垂直面a,其法线方向指向正南,将入射光线投影到发现上,得:S(正南方向)=/*coshcosa=/*cosu对于面向正南，有两个分m，即：垂苴分m / sinh和水平分量l*coshcosa0在接 收而的法线方向为： S=r(coshcosasnisrhcosi)=rcosu任意朝向的垂直面a, S=/*cos/)cos (a a)朝向正西时，a=90。朝向正东时,n = -9(T对J任意朝向，任意倾斜度的平面角a, S=/*(coshsin/cos (a a) +sinhsin/)各朝向辐射强度由下式得：G = S +散射强度G 任意平而上接收到的辐射强度；S入射光线在接受面法线方向的投影辐纣强度4结论木章主耍根据2008年实行的严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准中 对气候分区划分的方法