探討建筑節(jié)能發(fā)展中節(jié)能設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)策略

1、探討建筑節(jié)能發(fā)展中節(jié)能設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)策略    摘要：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。本文探討了在我國(guó)建筑節(jié)能發(fā)展中，建筑設(shè)計(jì)、細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)等節(jié)能設(shè)計(jì)中的幾點(diǎn)策略，以充分利用自然能，降低不可再生能源消耗，促進(jìn)我國(guó)建筑可持續(xù)發(fā)展。 關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計(jì),細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì),節(jié)能設(shè)計(jì),策略 一、我國(guó)建筑節(jié)能發(fā)展的基本途徑 1墻體節(jié)能。墻體是建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的主體，其所用材料的保溫性能直接影響建筑的耗熱量。我國(guó)以實(shí)心粘土磚為墻體材料，保溫性能不能滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。因而在節(jié)能的前提下，應(yīng)進(jìn)一步推廣空心磚墻及其復(fù)合墻體技術(shù)

2、。 2門窗節(jié)能。外門窗是住宅能耗散失的最薄弱部位，其能耗占住宅總能耗的比例較大，其中傳熱損失為13，冷風(fēng)滲透為13，所以在保證日照、采光、通風(fēng)、觀景要求的條件下，盡量減小住宅外門窗洞口的面積，提高外門窗的氣密性，減少冷風(fēng)滲透，提高外門窗本身的保溫性能，減少外門窗本身的傳熱量。 3屋面節(jié)能。在不斷改進(jìn)建筑外墻、外窗的保溫性能后，還必須進(jìn)一步加強(qiáng)屋面保溫隔熱的研究。屋面節(jié)能措施的要點(diǎn)，其一是屋面保溫層不宜選用密度較大、導(dǎo)熱系數(shù)較高的保溫材料，以免屋面重量、厚度過(guò)大；其二是屋面保溫層不宜選用吸水率較大的保溫材料以防屋面濕作業(yè)時(shí)因保溫層大量吸水而降低保溫效果，如選用吸水率較高的保溫材料，屋面上應(yīng)設(shè)置排

3、氣孔以排除保溫層內(nèi)不易排出的水分?，F(xiàn)在，高效保溫材料已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用于屋面，一些建筑的屋面保溫，采用膨脹珍珠巖保溫芯板保溫層代替常規(guī)的瀝青珍珠巖或水泥珍珠巖做法，就克服了常規(guī)作法的諸多缺點(diǎn)。 4利用太陽(yáng)能。地球攔截的太陽(yáng)輻射能相當(dāng)于目前全球電力消費(fèi)量的1500倍。而在現(xiàn)有技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件下可供開(kāi)發(fā)利用的太陽(yáng)能，只占理論資源量的很小一部分。據(jù)美國(guó)能源部評(píng)估，1990年美國(guó)太陽(yáng)能經(jīng)濟(jì)可開(kāi)發(fā)資源量約為22Mtce/年，僅為技術(shù)可開(kāi)發(fā)量的06。所以，太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)利用有巨大的潛力。如果將太陽(yáng)能源充分加以利用，不僅有可能節(jié)省大量常規(guī)能源，而且有可能在某些區(qū)域完全利用太陽(yáng)能采暖。 二、關(guān)于建筑設(shè)計(jì)節(jié)能策略的幾點(diǎn)思

4、考 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)

5、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。 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)

6、。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：一是要明確各種外遮陽(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

7、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)。二是要從構(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

8、帶走熱量。三是要合理設(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。 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?/p>

9、的受熱面積遠(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(hù)結(jié)構(gòu)中熱橋形成的主要部位。在寒冷的季節(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

10、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(fù)合門窗，且應(yīng)同時(shí)配置中空玻璃或鍍膜玻璃或Low-E中空玻璃，這樣就能保證門窗達(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

11、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。 三、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。 1從建筑設(shè)計(jì)入手，綜合分析地區(qū)氣候特征，充分利用有利的氣候條件和防御不利氣候因素影響。(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

12、群體布局和建筑朝向。(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)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。 2從細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)入手，有效利用隔熱保溫、遮陽(yáng)和自然通風(fēng)等

13、被動(dòng)式節(jié)能技術(shù)，改善建筑室內(nèi)微環(huán)境。(1)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。(2)玻璃門窗的隔熱保溫與遮陽(yáng)。外墻玻璃門窗是阻擋夏季太陽(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LowE鍍膜玻璃)和經(jīng)熱斷橋處理的門窗型材，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窗遮陽(yáng)設(shè)計(jì)，防止夏季太陽(yáng)輻射熱透過(guò)玻璃門窗直接進(jìn)入室內(nèi)而耗能。(3)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6080，頂層室內(nèi)溫度受其影響會(huì)提高24。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。(4)