摘要:建筑節(jié)能是指在建筑物的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、新建、改建和使用過(guò)程中，執(zhí)行建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，采用新型建筑材料和建筑節(jié)能新技術(shù)、新工藝等提高建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能和建筑物用能系統(tǒng)效率，在保證建筑物室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量的前提下，減少供熱采暖的能耗，并與可再生能源利用、保護(hù)生態(tài)平衡和改善人居環(huán)境緊密結(jié)合。在社會(huì)廣泛關(guān)注生態(tài)環(huán)境的今天,我們應(yīng)舉起綠色建筑的大旗,走在全社會(huì)節(jié)能減排生態(tài)設(shè)計(jì)的前列。文章分析了我國(guó)建筑節(jié)能的發(fā)展現(xiàn)狀,并就關(guān)于對(duì)建筑設(shè)計(jì)中的相關(guān)節(jié)能問(wèn)題提出了自己的一些看法。

　　關(guān)鍵詞: 建筑節(jié)能，節(jié)能設(shè)計(jì)，探討

　　Abstract: the energy conservation of the building is in the building to planning, design, the construction, modification and use process, executive building energy efficiency standard, the new building materials and energy conservation of the building of new technology, new technology to improve building palisade structure thermal insulating properties and buildings to the efficiency of the system with, ensure building indoor thermal environment under the premise of quality, reduce the energy consumption of the heating, and renewable energy, and protect the ecological balance and improve the living environment closely. In the social attention of the ecological environment today, we should raise the flag of green building, walk in the whole society energy conservation and emission reduction in the forefront of the ecological design. This article analyses the present situation of the development of the energy conservation of the building, and of the architecture design of the related about energy problems with it some views.

　　Keywords: building energy efficiency, energy-saving design, discusses

　　中圖分類號(hào)：TU201.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

　　我國(guó)與同緯度許多發(fā)達(dá)國(guó)家相比,冬天氣候更冷,夏天氣候較熱.南方空氣濕度還很高。在這種濕熱環(huán)境下,我國(guó)房屋的保溫隔熱性能,卻要比發(fā)達(dá)國(guó)家差得多,建筑用能浪費(fèi)極端嚴(yán)重。如果放任這種高耗能建筑持續(xù)發(fā)展下去,能源生產(chǎn)勢(shì)必難以長(zhǎng)期支撐這種浪費(fèi)型需求。因此,開(kāi)展建筑節(jié)能工作已迫在眉睫。

　　1 建筑節(jié)能發(fā)展緩慢的原因

　　多年來(lái),我國(guó)開(kāi)展了相當(dāng)規(guī)模的建筑節(jié)能工作,主要采取先易后難、先城市后農(nóng)村、先新建后改建、先住宅后公建、從北向南逐步推進(jìn)的策略。但是到目前為止,建筑節(jié)能仍然停留在試點(diǎn)、示范的層面上,尚未

　　擴(kuò)大到整體,究其原因主要有以下幾個(gè)方面:建筑節(jié)能開(kāi)發(fā)建設(shè)成本高;開(kāi)發(fā)商追求的是以最小的投資換取最大的空間利益;建筑設(shè)計(jì)從圍護(hù)的結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)的角度、施工的角度、計(jì)算達(dá)到的系數(shù)等要比一般普通建筑復(fù)雜;政府考慮的是GDP在全國(guó)所占的位置,對(duì)建筑節(jié)能工作的重要性和緊迫性認(rèn)識(shí)不足;建筑節(jié)能的建筑材料、工藝技術(shù)還沒(méi)有形成體系;國(guó)家對(duì)建筑節(jié)能的規(guī)范還沒(méi)有列入強(qiáng)制執(zhí)行的范疇;國(guó)家及地方缺乏對(duì)建筑節(jié)能的實(shí)質(zhì)性經(jīng)濟(jì)鼓勵(lì)政策,建筑節(jié)能缺乏必要的資金支持。

　　2 關(guān)于建筑設(shè)計(jì)節(jié)能策略的幾點(diǎn)思考

　　2.1 規(guī)劃與節(jié)能設(shè)計(jì)

　　在以往的規(guī)劃設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人考慮的往往是容積率、日照間距、空間形態(tài)、以及建筑與周邊環(huán)境協(xié)調(diào)等問(wèn)題,而很少?gòu)墓?jié)能的角度來(lái)指導(dǎo)設(shè)計(jì),節(jié)能設(shè)計(jì)只有在單體方案設(shè)計(jì)階段才有所重視,從而產(chǎn)生了許多單體設(shè)計(jì)難以解決的問(wèn)題。所以,提倡建筑節(jié)能首先應(yīng)該重視規(guī)劃節(jié)能。規(guī)劃節(jié)能是指在規(guī)劃設(shè)計(jì)當(dāng)中充分考慮建筑與外部環(huán)境的關(guān)系,以節(jié)能作為指導(dǎo)規(guī)劃設(shè)計(jì)的主要原則,充分利用自然資源,實(shí)現(xiàn)從總體上為建筑節(jié)能創(chuàng)造先決條件的設(shè)計(jì)方法。其中,規(guī)劃節(jié)能對(duì)于居住建筑尤為重要。

　　2.2 建筑單體的通風(fēng)與節(jié)能設(shè)計(jì)

　　建筑市場(chǎng)中,住宅開(kāi)發(fā)商為了達(dá)到土地最大利用率的目的,往往要求建筑師按容積率的最高值進(jìn)行設(shè)計(jì),甚至超值設(shè)計(jì),這樣導(dǎo)致許多新建住宅多為一梯六戶、一梯八戶,甚至一梯十戶以上都有。這種住宅單體平面在實(shí)際使用中通風(fēng)將十分不利,特別是在夏季,室內(nèi)積聚的熱量難以散失,必須采用人工通風(fēng)或空調(diào)降溫,大大增加了建筑使用的能耗。而且目前的許多住宅設(shè)計(jì),建筑立面窗戶的設(shè)計(jì)主要是從立面造型方面考慮——采光面積大,可開(kāi)啟窗戶面積小,這樣的設(shè)計(jì)不但對(duì)隔熱不好,對(duì)通風(fēng)就更加不利。這都是因?yàn)楹鲆暯ㄖ误w的通風(fēng)設(shè)計(jì)所造成的。

　　2 . 3 建筑外遮陽(yáng)的運(yùn)用與節(jié)能設(shè)計(jì)

　　隨著節(jié)能技術(shù)的推廣,業(yè)界對(duì)建筑外遮陽(yáng)也越來(lái)越重視。建筑外遮陽(yáng)能有效地阻隔部分太陽(yáng)光直接照射到建筑物的外圍結(jié)構(gòu),特別是防止太陽(yáng)輻射穿過(guò)窗戶直接進(jìn)入室內(nèi),從而有效降低室內(nèi)溫度,達(dá)到節(jié)能的最終目標(biāo)。在實(shí)際設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)師經(jīng)常會(huì)為了達(dá)到造型效果而刻意增加立面上的裝飾構(gòu)板,這些構(gòu)件由于并非從遮陽(yáng)方面考慮,所以形式作用大于實(shí)際功能。這并不符合設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)原則和節(jié)能原則。所以筆者認(rèn)為,建筑立面設(shè)計(jì)應(yīng)與建筑外遮陽(yáng)設(shè)計(jì)相結(jié)合,并注意三方面的問(wèn)題。

　　2.3.1 明確各種外遮陽(yáng)的適用性

　　建筑外遮陽(yáng)的設(shè)置與太陽(yáng)的位置、建筑物的朝向都有著密切的關(guān)系。在窗戶遮陽(yáng)方面,實(shí)踐證明:水平遮陽(yáng)能遮擋高度角較大、從上方入射的太陽(yáng)光,適用于南向的窗戶;垂直遮陽(yáng)能遮擋高度角較小、從側(cè)面斜入射的太陽(yáng)光,適用于東北向、西北向和正北向的窗戶;綜合遮陽(yáng)(或稱柵格遮陽(yáng))則綜合了水平與垂直遮陽(yáng)的優(yōu)點(diǎn),適用于東南向、西南向和正南向的窗戶。而對(duì)于建筑墻體和屋面的遮陽(yáng),目前較為有效的方法是通過(guò)柵格遮陽(yáng)和綠化遮陽(yáng)。

　　2.3.2 從構(gòu)件的設(shè)計(jì)上合理處理好遮陽(yáng)與隔熱的問(wèn)題

　　傳統(tǒng)的實(shí)體構(gòu)件——水平、垂直和綜合遮陽(yáng)與墻體相連,其吸收的熱量會(huì)直接傳遞給外墻,而且容易構(gòu)成半開(kāi)放式空間,遮陽(yáng)構(gòu)件受太陽(yáng)輻射后溫度上升。其一部分熱量通過(guò)表面?zhèn)鳠嵊煽諝鈳ё卟⑾蛏蟼鬟f,但由于其它遮陽(yáng)構(gòu)件的阻擋,反而容易產(chǎn)生積聚現(xiàn)象,在風(fēng)的作用下通過(guò)窗戶導(dǎo)人建筑室內(nèi),從而不利于隔熱。解決的方法是——在水平遮陽(yáng)構(gòu)件的選擇上采用通透性的構(gòu)件,目前較為先進(jìn)的雙層玻璃幕墻系統(tǒng)中,為了利于熱空氣的上升,其兩層玻璃幕墻間的空氣夾層往往是一個(gè)可連續(xù)的整體.即垂直方向上的間隔均為通透的金屬構(gòu)件,確保熱空氣能上升并帶走熱量。

　　2.3.3 合理設(shè)置遮陽(yáng)板,避免影響室內(nèi)

　　空氣的流動(dòng)速度因?yàn)檎陉?yáng)板的存在會(huì)對(duì)建筑物周圍的風(fēng)壓產(chǎn)生影響,當(dāng)其角度與風(fēng)向不一致時(shí),風(fēng)速將會(huì)大大降低。而且,遮陽(yáng)的設(shè)置方式也會(huì)對(duì)氣流產(chǎn)生不同的影響。

　　2.4 熱橋問(wèn)題與節(jié)能設(shè)計(jì)

　　建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)建筑保溫起到?jīng)Q定性的作用,但其中的熱橋問(wèn)題往往是人們所最容易忽略的。當(dāng)代建筑由于追求造型的變化,立面上的凹凸進(jìn)退增多,突出墻體、屋面的構(gòu)件也越來(lái)越多,外飄窗得到了廣泛的使用,這些設(shè)計(jì)手法豐富了建筑造型,卻無(wú)形中增加了熱橋的產(chǎn)生,對(duì)建筑節(jié)能帶來(lái)不利的影響。產(chǎn)生熱橋的原因主要有兩個(gè):一是因?yàn)樵摬课坏膫鳠嵯禂?shù)比相鄰部位的傳熱系數(shù)大得多,熱阻小,保溫性能較差;二是因?yàn)樵摬课坏氖軣崦娣e遠(yuǎn)小于其散熱面積,從而失熱過(guò)多,內(nèi)表面溫度較低。圍護(hù)結(jié)構(gòu)中鋼筋混凝土梁、柱、板的相互交接處,外墻與外墻、內(nèi)墻、以及窗戶的連接處,保溫門(mén)窗中的金屬門(mén)框,以及突出屋面的女兒墻、排氣孔與屋面交接部位等,都是圍護(hù)結(jié)構(gòu)中熱橋形成的主要部位。尤其是北方寒冷季節(jié)。室內(nèi)的熱能就會(huì)通過(guò)熱橋大量地流失。不妥善處理好這個(gè)問(wèn)題,對(duì)于建筑節(jié)能會(huì)造成很大的影響。因此,在需要考慮冬季保溫的地區(qū),必須要做好外墻、屋面以及門(mén)窗的保溫,構(gòu)件自身的物理性能應(yīng)滿足節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的要求。在防止熱橋產(chǎn)生的構(gòu)造處理方法上,墻體的外保溫比內(nèi)保溫更為有效,可避免室內(nèi)外溫差加大,保持較為穩(wěn)定的室溫和舒適度,防止保溫層受潮,避免熱橋的產(chǎn)生。實(shí)踐證明,在采暖期采用相同厚度保溫材料的外保溫要比內(nèi)保溫減少約l/5的熱損失,而在夏季,墻體的外保溫做法還能減少太陽(yáng)輻射熱和室外熱空氣與外墻的表面換熱,隔熱效果也優(yōu)于內(nèi)保溫做法。對(duì)于建筑中使用較多的鋁合金門(mén)窗,解決熱橋的方法是改采用新型的斷熱橋型鋁合金門(mén)窗或鋁塑復(fù)合門(mén)窗,且應(yīng)同時(shí)配置三玻中空玻璃或Low-E中空玻璃,這樣就能保證門(mén)窗達(dá)到節(jié)能65%的要求。其它的如屋面、外墻角、挑出構(gòu)件與主墻體的連接位等熱橋部位,應(yīng)嚴(yán)格按照國(guó)家規(guī)范要求加強(qiáng)建筑局部的保溫措施,防止熱散失。從總體上講,防止熱橋的產(chǎn)生就要平衡建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱,控制各組成部分的傳熱系數(shù)相接近。保證各部位的傳熱均勻。這就需要建筑師熟悉各種建筑材料的物理性能,在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)用材要仔細(xì)研究,合理配置,從根本上減少熱橋的產(chǎn)生,最終達(dá)到節(jié)能的目的。

　　3 建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的應(yīng)變策略

　　建筑節(jié)能設(shè)計(jì)就是從分析地區(qū)的氣候條件出發(fā),將建筑設(shè)計(jì)與建筑微氣候。建筑技術(shù)和能源的有效利用相結(jié)合的一種建筑設(shè)計(jì)方法,也就是說(shuō)在冬季最大限度地利用自然能來(lái)取暖,多獲得熱量和減少熱損失;夏季最大限度地減少得熱和利用自然能來(lái)降溫冷卻。

　　3.1 合理群體規(guī)劃布局

　　設(shè)計(jì)中要充分考慮夏季有利的主導(dǎo)風(fēng)向(通風(fēng)致涼)和避免冬季不利的主導(dǎo)風(fēng)向(避風(fēng)保暖),綜合考慮采光、通風(fēng)、保溫和防曬等因素,合理安排群體布局和建筑朝向。

　　3.2 合理控制體形系數(shù)

　　體形系數(shù)就是指建筑物與室外大氣接觸的外表面積F0(m2)和其所包圍的體積V0(m3)之比值。也就是說(shuō),單位建筑空間的外表面積越大,體形系數(shù)越大,能耗就越高,反之亦然。因此,在考慮節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí),建筑平面外形不宜凹凸太多,力求完整,避免因凹凸太多增大而提高體形系數(shù)。

　　3.3 合理控制窗墻比

　　窗墻比就是建筑外窗總面積與外圍護(hù)墻體總面積之比值。由于外圍護(hù)墻體的熱工性能比玻璃窗戶要好。盡管外窗面積比外墻面積要小得多,但通過(guò)外窗得失熱量卻占外圍護(hù)結(jié)構(gòu)得失熱量的40%左右,因此需根據(jù)不同地區(qū)氣候特征合理控制窗墻比。

　　3.4 外墻體的隔熱保溫與遮陽(yáng)

　　目前,我國(guó)正提倡新型復(fù)合墻體自保溫系統(tǒng)和外隔熱保溫技術(shù),外保溫的優(yōu)點(diǎn):建筑室內(nèi)溫度受室外溫度波動(dòng)影響小,有利于主體結(jié)構(gòu)保護(hù)和避免熱(冷)橋的產(chǎn)生。

　　3.5 玻璃門(mén)窗的隔熱保溫與遮陽(yáng)

　　外墻玻璃門(mén)窗是阻擋夏季太陽(yáng)輻射熱進(jìn)入室內(nèi)和冬季室內(nèi)熱量散失的最薄弱環(huán)節(jié),其能耗是同面積墻體的4倍,屋頂?shù)?倍,對(duì)建筑能耗影響較大。除控制窗墻比外,需增加玻璃門(mén)窗的熱工性能:一是設(shè)計(jì)選用單層或多層中空或低輻射玻璃(如Low—E鍍膜玻璃)和經(jīng)熱斷橋處理的門(mén)窗型材,同時(shí)加強(qiáng)窗墻間、框扇間的接縫氣密性設(shè)計(jì)。二是增加外墻玻璃門(mén)窗遮陽(yáng)設(shè)計(jì),防止夏季太陽(yáng)輻射熱透過(guò)玻璃門(mén)窗直接進(jìn)入室內(nèi)而耗能。

　　3.6 屋面隔熱保溫與遮陽(yáng)

　　在夏季,屋面日照時(shí)間長(zhǎng),太陽(yáng)輻射強(qiáng)度大,屋頂外表面溫度最高達(dá)到60℃～80℃,頂層室內(nèi)溫度受其影響會(huì)提高2℃～4℃。在冬季,屋頂對(duì)外散失熱量,又增加了室內(nèi)的空調(diào)熱負(fù)荷。屋面隔熱保溫除采用倒置式設(shè)計(jì)外,蓄水屋面和種植屋面越來(lái)越引起人們的重視。

　　3.7 自然通風(fēng)

　　風(fēng)壓與熱壓是實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)的兩種手段,二者互為補(bǔ)充、密不可分。風(fēng)壓通風(fēng)是利用建筑的迎風(fēng)面與具有良好外部風(fēng)環(huán)境的地區(qū),選擇有利通風(fēng)的建筑朝向、控制建筑進(jìn)深、“引導(dǎo)”自然通風(fēng)等,可實(shí)現(xiàn)良好的風(fēng)壓通風(fēng)效果。

　　4 結(jié)語(yǔ)

　　建筑節(jié)能是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,建筑節(jié)能研究是建筑可持續(xù)發(fā)展的重要研究課題,涉及方方面面的問(wèn)題。在我國(guó)現(xiàn)階段,主要提倡運(yùn)用與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相適應(yīng)的簡(jiǎn)單節(jié)能技術(shù),同時(shí)注重太陽(yáng)能、風(fēng)能、地能等可再生自然能技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā),降低可再生能源的利用成本,逐步從大城市與經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)地區(qū)向全國(guó)推廣運(yùn)用,實(shí)現(xiàn)我國(guó)建筑節(jié)能既定目標(biāo)。在設(shè)計(jì)中要多研究、多嘗試、多積累、多總結(jié),在有限的條件下將建筑功能與藝術(shù)和技術(shù)更好地結(jié)合,使建筑設(shè)計(jì)的各個(gè)方面都能體現(xiàn)節(jié)能的原則,努力創(chuàng)造低成本、高效率的節(jié)能建筑。

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