摘要:建筑節(jié)能是指在建筑物的規(guī)劃、設計、新建、改建和使用過程中，執(zhí)行建筑節(jié)能標準，采用新型建筑材料和建筑節(jié)能新技術、新工藝等提高建筑圍護結構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、保護生態(tài)平衡和改善人居環(huán)境緊密結合。在社會廣泛關注生態(tài)環(huán)境的今天,我們應舉起綠色建筑的大旗,走在全社會節(jié)能減排生態(tài)設計的前列。文章分析了我國建筑節(jié)能的發(fā)展現(xiàn)狀,并就關于對建筑設計中的相關節(jié)能問題提出了自己的一些看法。

　　關鍵詞: 建筑節(jié)能，節(jié)能設計，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：TU201.5 文獻標識碼：A 文章編號：

　　我國與同緯度許多發(fā)達國家相比,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,我國房屋的保溫隔熱性能,卻要比發(fā)達國家差得多,建筑用能浪費極端嚴重。如果放任這種高耗能建筑持續(xù)發(fā)展下去,能源生產(chǎn)勢必難以長期支撐這種浪費型需求。因此,開展建筑節(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,我國開展了相當規(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、從北向南逐步推進的策略。但是到目前為止,建筑節(jié)能仍然停留在試點、示范的層面上,尚未

　　擴大到整體,究其原因主要有以下幾個方面:建筑節(jié)能開發(fā)建設成本高;開發(fā)商追求的是以最小的投資換取最大的空間利益;建筑設計從圍護的結構、設計的角度、施工的角度、計算達到的系數(shù)等要比一般普通建筑復雜;政府考慮的是GDP在全國所占的位置,對建筑節(jié)能工作的重要性和緊迫性認識不足;建筑節(jié)能的建筑材料、工藝技術還沒有形成體系;國家對建筑節(jié)能的規(guī)范還沒有列入強制執(zhí)行的范疇;國家及地方缺乏對建筑節(jié)能的實質(zhì)性經(jīng)濟鼓勵政策,建筑節(jié)能缺乏必要的資金支持。

　　2 關于建筑設計節(jié)能策略的幾點思考

　　2.1 規(guī)劃與節(jié)能設計

　　在以往的規(guī)劃設計中,設計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)等問題,而很少從節(jié)能的角度來指導設計,節(jié)能設計只有在單體方案設計階段才有所重視,從而產(chǎn)生了許多單體設計難以解決的問題。所以,提倡建筑節(jié)能首先應該重視規(guī)劃節(jié)能。規(guī)劃節(jié)能是指在規(guī)劃設計當中充分考慮建筑與外部環(huán)境的關系,以節(jié)能作為指導規(guī)劃設計的主要原則,充分利用自然資源,實現(xiàn)從總體上為建筑節(jié)能創(chuàng)造先決條件的設計方法。其中,規(guī)劃節(jié)能對于居住建筑尤為重要。

　　2.2 建筑單體的通風與節(jié)能設計

　　建筑市場中,住宅開發(fā)商為了達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行設計,甚至超值設計,這樣導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際使用中通風將十分不利,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計,建筑立面窗戶的設計主要是從立面造型方面考慮——采光面積大,可開啟窗戶面積小,這樣的設計不但對隔熱不好,對通風就更加不利。這都是因為忽視建筑單體的通風設計所造成的。

　　2 . 3 建筑外遮陽的運用與節(jié)能設計

　　隨著節(jié)能技術的推廣,業(yè)界對建筑外遮陽也越來越重視。建筑外遮陽能有效地阻隔部分太陽光直接照射到建筑物的外圍結構,特別是防止太陽輻射穿過窗戶直接進入室內(nèi),從而有效降低室內(nèi)溫度,達到節(jié)能的最終目標。在實際設計中,設計師經(jīng)常會為了達到造型效果而刻意增加立面上的裝飾構板,這些構件由于并非從遮陽方面考慮,所以形式作用大于實際功能。這并不符合設計的經(jīng)濟原則和節(jié)能原則。所以筆者認為,建筑立面設計應與建筑外遮陽設計相結合,并注意三方面的問題。

　　2.3.1 明確各種外遮陽的適用性

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

　　2.3.2 從構件的設計上合理處理好遮陽與隔熱的問題

　　傳統(tǒng)的實體構件——水平、垂直和綜合遮陽與墻體相連,其吸收的熱量會直接傳遞給外墻,而且容易構成半開放式空間,遮陽構件受太陽輻射后溫度上升。其一部分熱量通過表面?zhèn)鳠嵊煽諝鈳ё卟⑾蛏蟼鬟f,但由于其它遮陽構件的阻擋,反而容易產(chǎn)生積聚現(xiàn)象,在風的作用下通過窗戶導人建筑室內(nèi),從而不利于隔熱。解決的方法是——在水平遮陽構件的選擇上采用通透性的構件,目前較為先進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可連續(xù)的整體.即垂直方向上的間隔均為通透的金屬構件,確保熱空氣能上升并帶走熱量。

　　2.3.3 合理設置遮陽板,避免影響室內(nèi)

　　空氣的流動速度因為遮陽板的存在會對建筑物周圍的風壓產(chǎn)生影響,當其角度與風向不一致時,風速將會大大降低。而且,遮陽的設置方式也會對氣流產(chǎn)生不同的影響。

　　2.4 熱橋問題與節(jié)能設計

　　建筑圍護結構對建筑保溫起到?jīng)Q定性的作用,但其中的熱橋問題往往是人們所最容易忽略的。當代建筑由于追求造型的變化,立面上的凹凸進退增多,突出墻體、屋面的構件也越來越多,外飄窗得到了廣泛的使用,這些設計手法豐富了建筑造型,卻無形中增加了熱橋的產(chǎn)生,對建筑節(jié)能帶來不利的影響。產(chǎn)生熱橋的原因主要有兩個:一是因為該部位的傳熱系數(shù)比相鄰部位的傳熱系數(shù)大得多,熱阻小,保溫性能較差;二是因為該部位的受熱面積遠小于其散熱面積,從而失熱過多,內(nèi)表面溫度較低。圍護結構中鋼筋混凝土梁、柱、板的相互交接處,外墻與外墻、內(nèi)墻、以及窗戶的連接處,保溫門窗中的金屬門框,以及突出屋面的女兒墻、排氣孔與屋面交接部位等,都是圍護結構中熱橋形成的主要部位。尤其是北方寒冷季節(jié)。室內(nèi)的熱能就會通過熱橋大量地流失。不妥善處理好這個問題,對于建筑節(jié)能會造成很大的影響。因此,在需要考慮冬季保溫的地區(qū),必須要做好外墻、屋面以及門窗的保溫,構件自身的物理性能應滿足節(jié)能標準的要求。在防止熱橋產(chǎn)生的構造處理方法上,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。對于建筑中使用較多的鋁合金門窗,解決熱橋的方法是改采用新型的斷熱橋型鋁合金門窗或鋁塑復合門窗,且應同時配置三玻中空玻璃或Low-E中空玻璃,這樣就能保證門窗達到節(jié)能65%的要求。其它的如屋面、外墻角、挑出構件與主墻體的連接位等熱橋部位,應嚴格按照國家規(guī)范要求加強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結構的傳熱,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,在設計時對用材要仔細研究,合理配置,從根本上減少熱橋的產(chǎn)生,最終達到節(jié)能的目的。

　　3 建筑節(jié)能設計的應變策略

　　建筑節(jié)能設計就是從分析地區(qū)的氣候條件出發(fā),將建筑設計與建筑微氣候。建筑技術和能源的有效利用相結合的一種建筑設計方法,也就是說在冬季最大限度地利用自然能來取暖,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降溫冷卻。

　　3.1 合理群體規(guī)劃布局

　　設計中要充分考慮夏季有利的主導風向(通風致涼)和避免冬季不利的主導風向(避風保暖),綜合考慮采光、通風、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,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)能設計時,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墻體總面積之比值。由于外圍護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,但通過外窗得失熱量卻占外圍護結構得失熱量的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

　　目前,我國正提倡新型復合墻體自保溫系統(tǒng)和外隔熱保溫技術,外保溫的優(yōu)點:建筑室內(nèi)溫度受室外溫度波動影響小,有利于主體結構保護和避免熱(冷)橋的產(chǎn)生。

　　3.5 玻璃門窗的隔熱保溫與遮陽

　　外墻玻璃門窗是阻擋夏季太陽輻射熱進入室內(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,對建筑能耗影響較大。除控制窗墻比外,需增加玻璃門窗的熱工性能:一是設計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)熱斷橋處理的門窗型材,同時加強窗墻間、框扇間的接縫氣密性設計。二是增加外墻玻璃門窗遮陽設計,防止夏季太陽輻射熱透過玻璃門窗直接進入室內(nèi)而耗能。

　　3.6 屋面隔熱保溫與遮陽

　　在夏季,屋面日照時間長,太陽輻射強度大,屋頂外表面溫度最高達到60℃～80℃,頂層室內(nèi)溫度受其影響會提高2℃～4℃。在冬季,屋頂對外散失熱量,又增加了室內(nèi)的空調(diào)熱負荷。屋面隔熱保溫除采用倒置式設計外,蓄水屋面和種植屋面越來越引起人們的重視。

　　3.7 自然通風

　　風壓與熱壓是實現(xiàn)自然通風的兩種手段,二者互為補充、密不可分。風壓通風是利用建筑的迎風面與具有良好外部風環(huán)境的地區(qū),選擇有利通風的建筑朝向、控制建筑進深、“引導”自然通風等,可實現(xiàn)良好的風壓通風效果。

　　4 結語

　　建筑節(jié)能是一個復雜的系統(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,涉及方方面面的問題。在我國現(xiàn)階段,主要提倡運用與經(jīng)濟發(fā)展水平相適應的簡單節(jié)能技術,同時注重太陽能、風能、地能等可再生自然能技術的研究和開發(fā),降低可再生能源的利用成本,逐步從大城市與經(jīng)濟比較發(fā)達地區(qū)向全國推廣運用,實現(xiàn)我國建筑節(jié)能既定目標。在設計中要多研究、多嘗試、多積累、多總結,在有限的條件下將建筑功能與藝術和技術更好地結合,使建筑設計的各個方面都能體現(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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