0引言
改革開(kāi)放以來(lái),中國(guó)的經(jīng)濟(jì)出現(xiàn)突飛猛進(jìn)的發(fā)展,人們生活水平日益提高,但是在取得輝煌成就的同時(shí),能源欠缺的問(wèn)題也日益凸顯,因此能源運(yùn)用中的節(jié)能問(wèn)題成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。另一方面,建筑行業(yè)是用能大戶,從可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和能源發(fā)展戰(zhàn)略出發(fā),如何在滿足使用者舒適度的基礎(chǔ)上,提高建筑對(duì)能源的利用效率,更好地利用自然能源,同時(shí)降低對(duì)外界熱環(huán)境的影響,亦即建筑節(jié)能的問(wèn)題,是當(dāng)前每1個(gè)建筑設(shè)計(jì)師都需要認(rèn)真思考的課題。
1建筑節(jié)能的定義
建筑節(jié)能是指通過(guò)采取合理的建筑設(shè)計(jì)和選用符合節(jié)能要求的墻體材料、屋面隔熱材料、門窗、空調(diào)等措施,這樣所建造的房屋,與沒(méi)有采取節(jié)能措施的房屋相比,在保證相同的室內(nèi)熱舒適環(huán)境條件下,它可以提高電能利用效率,減少建筑能耗。
世界上“建筑節(jié)能”的概念曾有過(guò)不同的含義,自從1973年發(fā)生世界性石油危機(jī)以后的30年,在發(fā)達(dá)國(guó)家,它的說(shuō)法已經(jīng)經(jīng)歷了3個(gè)發(fā)展階段:最初就叫“建筑節(jié)能”;但不久即改為“在建筑中保持能源”,意思是減少建筑中能量的散失;近來(lái)則普遍稱作“提高建筑中的能源利用效率”,也就是說(shuō),并不是消極意義上的節(jié)省,而是從積極意義上提高利用效率。在中國(guó),現(xiàn)在仍然通稱為建筑節(jié)能,但其含義應(yīng)該進(jìn)到第三層意思,即在建筑中合理使用和有效利用能源,不斷提高能源利用效率。
2建筑節(jié)能技術(shù)現(xiàn)狀
自達(dá)爾文的生物進(jìn)化論出現(xiàn)之后,適者生存的理念便開(kāi)始不斷地影響著人們的生活與社會(huì)的發(fā)展。無(wú)一例外,它也影響著中國(guó)建筑業(yè)的發(fā)展進(jìn)程,但不管行業(yè)如何發(fā)展都需要以技術(shù)作為基本前提,建筑節(jié)能的推廣普及亦離不開(kāi)基礎(chǔ)性的技術(shù)開(kāi)發(fā)與研究。節(jié)能的技術(shù)體系應(yīng)該包括節(jié)能的新理論、新標(biāo)準(zhǔn)、新技術(shù)、新構(gòu)造和新工藝等,應(yīng)涉及建筑節(jié)能的設(shè)計(jì)、施工、評(píng)估、維護(hù)等環(huán)節(jié)。
建筑節(jié)能作為1門綜合性學(xué)科,涉及到建筑、暖通、電氣、建材、環(huán)境、檢測(cè)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用等諸多專業(yè)內(nèi)容,是多學(xué)科的交叉和結(jié)合。假若把節(jié)能建筑當(dāng)作一種特殊的產(chǎn)品,從研發(fā)產(chǎn)品的角度出發(fā),節(jié)能建筑開(kāi)發(fā)各主要環(huán)節(jié)的相對(duì)獨(dú)立,也形成了建筑節(jié)能技術(shù)推廣普及的障礙。一方面是從建筑節(jié)能科研成果到建筑節(jié)能產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化、從建筑節(jié)能產(chǎn)品的工廠生產(chǎn)到工地和應(yīng)用都需要經(jīng)過(guò)較多的周折,源于科研、生產(chǎn)、建設(shè)等各環(huán)節(jié)聯(lián)系松散。部分地區(qū)現(xiàn)在推行的推薦產(chǎn)品、推薦圖集等做法很受建筑師歡迎,但其在產(chǎn)品覆蓋面、普及率以及實(shí)際應(yīng)用上還有較大差距;而另一方面,設(shè)計(jì)方、施工方不能在第一時(shí)間得到最先進(jìn)的節(jié)能產(chǎn)品,更沒(méi)有去研究、選擇、試驗(yàn)新產(chǎn)品、新構(gòu)造的精力和勇氣。在節(jié)能材料施工方面,諸如墻體外保溫的防開(kāi)裂、限高、貼面磚等一些技術(shù)難題的攻關(guān)緩慢,由此看來(lái),建筑節(jié)能技術(shù)開(kāi)發(fā)研究還任重道遠(yuǎn),也需要國(guó)家及地方政府在建筑節(jié)能技術(shù)開(kāi)發(fā)和創(chuàng)新方面加大政策支持力度。
3 建筑節(jié)能設(shè)計(jì)
建筑節(jié)能設(shè)計(jì)是節(jié)能建筑開(kāi)發(fā)的1個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié),因此從國(guó)家到各地方、各級(jí)主管部門均將節(jié)能設(shè)計(jì)的專項(xiàng)審查作為一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)來(lái)抓。我國(guó)目前經(jīng)常用于建筑節(jié)能的途徑有以下幾種。
3.1建筑體形系數(shù)
建筑體形系數(shù)是節(jié)能建筑設(shè)計(jì)特別重視的問(wèn)題。體形系數(shù),即指建筑物的外表面積與外表面積所包圍的體積之比。建筑體形的變化,直接影響建筑采暖空調(diào)的能耗大小。從降低能耗的角度出發(fā),應(yīng)將體形系數(shù)控制在1個(gè)較低的水平,但過(guò)低的體形系數(shù)會(huì)壓制建筑設(shè)計(jì)師的創(chuàng)作靈感,平面布局受到限制,使建筑造型呆板,使用功能不能合理的安排。因此,在具體的設(shè)計(jì)過(guò)程中,須權(quán)衡利弊,合理確定建筑造型,凹凸面不要過(guò)多,盡可能減少建筑的外圍護(hù)面積避免體形變化過(guò)多而使體形系數(shù)增大,應(yīng)將體形系數(shù)定在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi),以減少建筑能耗。
3.2建筑朝向
建筑朝向選擇的原則是冬季能獲得足夠的日照并避開(kāi)主導(dǎo)風(fēng)向,夏季能利用自然通風(fēng)并防止太陽(yáng)輻射。然而建筑的朝向、方位以及建筑總平面的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮多方面的因素,建筑受到社會(huì)歷史文化、地形、城市規(guī)劃、道路、環(huán)境等條件的制約,要想使建筑物的朝向均滿足夏季防熱和冬季保溫是困難的,因此,只能權(quán)衡各個(gè)因素之間的得失,找到1個(gè)平衡點(diǎn),選擇出這一地區(qū)建筑的最佳朝向和較好朝向,盡量避免東西向日曬。
3.3自然通風(fēng)
從節(jié)能和舒適的角度考慮,自然通風(fēng)是設(shè)計(jì)中要注意的1個(gè)很重要的問(wèn)題,良好的自然通風(fēng),不僅有利于改善室內(nèi)的熱舒適程度,而且還可減少空調(diào)運(yùn)行的時(shí)間,有利于降低建筑物的實(shí)際使用能耗。在建筑設(shè)計(jì)中平面應(yīng)避開(kāi)冬季主導(dǎo)風(fēng)向,充分利用春、夏、秋季涼爽時(shí)段的自然通風(fēng),通過(guò)被動(dòng)方式,利用室外氣流帶走室內(nèi)產(chǎn)生的余熱,從而保證室內(nèi)的熱舒適性,并縮短空調(diào)開(kāi)啟時(shí)間,達(dá)到節(jié)能的目的。
3.4圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱
影響建筑能耗最直接的因素是建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能。建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要分為外墻、屋頂、門窗和地面。
3.4.1外墻的保溫隔熱性能
由于外墻在整個(gè)建筑外包面積中占的比例最大,對(duì)建筑能耗的影響也最大。在嚴(yán)寒地區(qū)冬季室內(nèi)外溫差達(dá)30 ℃~60 ℃以上,墻面?zhèn)鳠嵩斐傻臒釗p失非常大。因此墻體的保溫隔熱是建筑節(jié)能的1個(gè)重要部分。外墻外保溫體系可以保護(hù)主體結(jié)構(gòu),延長(zhǎng)建筑物使用壽命, 也可以方便地對(duì)舊有建筑物進(jìn)行節(jié)能改造,從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,外保溫的優(yōu)越性明顯高于其它形式,因此外墻應(yīng)優(yōu)先采用外保溫來(lái)達(dá)到節(jié)能目的。
3.4.2屋頂?shù)谋馗魺嵝阅?br />
屋頂在整個(gè)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中所占的比例雖然遠(yuǎn)低于外墻,但對(duì)頂層房屋而言,卻是比例最大的圍護(hù)結(jié)構(gòu),其保溫隔熱性能的好壞,直接影響頂層房屋的室內(nèi)熱環(huán)境與建筑能耗。主要節(jié)能措施為:a) 采用坡屋頂;b) 加強(qiáng)屋面保溫措施;c) 根據(jù)需要,設(shè)置保溫隔熱屋面(架空隔熱屋面、蓄水屋面、種植屋面等)。
3.4.3外窗的保溫隔熱性能
在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中,與墻體,屋面相比,門窗(包括玻璃幕墻)的熱工性能最差,是影響室內(nèi)環(huán)境與建筑能耗最主要的因素之一。
3.4.4地面的保溫
地面及樓板下方為室外或不采暖房屋時(shí),樓面也應(yīng)采取保溫措施。地下室外墻及地面的保溫往往是容易被遺忘和忽略的,但事實(shí)上它對(duì)保溫節(jié)能及提高舒適度都有一定的作用,因此應(yīng)當(dāng)根據(jù)計(jì)算選用一定厚度的防水保溫材料對(duì)其進(jìn)行保溫。
3.5單體的節(jié)能設(shè)計(jì)
單體的節(jié)能設(shè)計(jì),主要是通過(guò)對(duì)建筑各部分的節(jié)能構(gòu)造設(shè)計(jì)、建筑內(nèi)部空間的合理分隔設(shè)計(jì),以及一些新型建筑節(jié)能材料和設(shè)備的設(shè)計(jì)與選擇等,來(lái)更好地利用既有的建筑外部氣候環(huán)境條件,以達(dá)到節(jié)能和改善室內(nèi)微氣候環(huán)境的效果。
3.6采暖系統(tǒng)的節(jié)能
城市供暖實(shí)行城市集中供暖和區(qū)域供暖,合理提高鍋爐的負(fù)荷,改善鍋爐運(yùn)行效率,采用管網(wǎng)水平衡技術(shù),以及加強(qiáng)供熱管道保溫,可以大大提高熱效率。
4結(jié)語(yǔ)
節(jié)能建筑的開(kāi)發(fā)建設(shè)不但為人們提供更舒適的生產(chǎn)、生活環(huán)境,而且對(duì)整個(gè)國(guó)家的能源安全具有非常重要的意義,有利于從根本上促進(jìn)能源資源節(jié)約和合理利用,緩解中國(guó)能源資源供應(yīng)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的矛盾;有利于加快發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展;有利于長(zhǎng)遠(yuǎn)地保障國(guó)家能源安全、保護(hù)環(huán)境、提高人民群眾生活質(zhì)量、貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀。隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)的快速推進(jìn),全面推行建筑節(jié)能已勢(shì)在必行,建筑節(jié)能工作的開(kāi)展,必將克服建筑節(jié)能事業(yè)從無(wú)到有的重重困難,建筑節(jié)能技術(shù)必將得到迅速發(fā)展。