问题——城市更新让建筑立面焕然一新,但也带来了隐形的能耗问题;近年来,许多住宅和公共建筑为提升外观、满足风貌要求,对空调外机进行包裹或遮挡。调研发现,这种做法在多地较为普遍:外立面更整洁了,但外机被百叶、孔板或封闭罩体覆盖,通风散热空间被压缩。居民可能感受到“电费增加”“制冷变慢”,而在持续高温天气下,这种细节还可能推高城市用电峰值负荷。 原因——外机遮挡设计过于注重外观,忽视了性能需求。空调外机的核心功能是排出室内热量,其效率高度依赖通风条件。一些遮挡设计为了视觉统一,采用密闭或小开孔结构,甚至将百叶角度调整得过于遮挡视线,导致气流不畅、热量堆积、换热效率下降,压缩机不得不以更高功率、更长时间运行才能达到设定温度。换句话说,遮挡物的结构参数直接影响了设备运行的能耗水平。 影响——能耗上升、运行时间延长,极端天气下问题更突出。研究通过实验室测试、热力学建模和建筑能耗模拟,量化评估了不同遮挡结构的影响,并分析了亚洲多个气候区的数据。结果显示,全封闭外机罩会使建筑制冷能耗平均增加11.4kWh/平方米,极端情况下可达26.6kWh/平方米,同时显著延长空调运行时间。在高温热浪频发的背景下,这种额外耗电在城市尺度上可能叠加成更高的峰值负荷,不仅增加居民电费,还可能给电网带来压力。对于炎热地区,遮挡导致的制冷能力下降还可能延长不舒适时段,影响居住品质和公共健康。 对策——从“是否遮挡”转向“如何科学遮挡”。研究指出,美观和能效并非不可兼得,通过优化百叶角度、孔板孔隙率等参数,能效损失可以大幅减少甚至消除。例如,百叶角度设为60度或80度、孔板孔隙率设为30%或40%时,制冷能耗增幅可接近零,同时保持外立面整洁。在高温地区,通风优化的效果更为明显。因此,研究建议:如需遮挡,应避免全封闭设计,优先选择通风良好的百叶或孔板结构,并将具体参数纳入建筑外立面设计导则、改造技术指南和能效标准,确保可执行、可验收。 前景——精细化管理,减少“隐藏能耗”。建设绿色低碳、宜居韧性城市已成为重要方向。外机遮挡虽是小问题,却关联城市风貌、居民体验、建筑节能和电网安全等多重目标。下一步,各地在推进立面改造、老旧小区更新时,可将外机机位纳入验收范围:既看外观,也查通风;既重风貌统一,也评估能耗影响。建筑师和施工单位应将外机罩视为具有热工性能的工程部件,结合气候条件优化设计。电力部门在负荷预测和需求侧管理中,也可关注这类“设计导致的额外耗电”,提前做好应对措施。
中央城市工作会议明确提出建设绿色低碳城市,这项研究恰好揭示了城市更新中的一个隐形能耗问题;它证明,美观与节能并非对立,通过科学设计和精细化管理,二者可以兼顾。这种基于数据科学和建筑物理的解决方案,为亚洲大城市迈向低碳可持续发展提供了参考,也提醒我们:城市更新需要更多科学依据,让每项改造既美观又高效。