談節(jié)能建筑

李宏茂

(山西省建筑設(shè)計研究院，山西太原 030000)

節(jié)約能源是我國的基本國策，是建設(shè)節(jié)約型社會的根本要求。在我國，建筑用能已達到全國能源消耗總量的1/4左右，并隨著人民生活水平的提高逐步增加。隨著我國改革開放和經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國的中高層建筑大量興建。20世紀80年代中期，我國中高層建筑的發(fā)展進入了興盛時期，20世紀90年代以來，進入了飛躍發(fā)展的階段。隨著社會的發(fā)展與變革，人類生產(chǎn)科技的不斷進步，使我們對于增進人體健康、提高生活舒適度、有效利用能源、保護生存環(huán)境的意識日益提高，這就對我們每日生活與工作的空間環(huán)境提出更大的要求。中高層建筑節(jié)能設(shè)計已經(jīng)成為世界建筑界共同關(guān)注的課題，亦成為中國建筑業(yè)的熱點問題。因此，抓緊建筑行業(yè)的節(jié)能標準已是當務(wù)之急。

節(jié)能建筑有五大特征:

1)少消耗資源;2)高性能品質(zhì);3)減少環(huán)境污染;4)生命使用周期長;5)多回收利用。

1 中高層建筑中節(jié)能設(shè)計的應(yīng)用現(xiàn)狀

建筑節(jié)能是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，從建筑本體技術(shù)到建筑用材料產(chǎn)品、建筑熱環(huán)境用設(shè)備等都存在著節(jié)能潛力。因此，中高層建筑節(jié)能設(shè)計應(yīng)是在保證其使用功能、建筑質(zhì)量和室內(nèi)環(huán)境的前提下，采取各種有效的節(jié)能技術(shù)與管理措施。

1.1 屋面保溫隔熱節(jié)能

屋面是建筑圍護結(jié)構(gòu)所受室外溫度最高的地方，面積也較大，因此，屋面的保溫隔熱措施對改善建筑室內(nèi)溫度環(huán)境、節(jié)約整體能耗至關(guān)重要。

我國傳統(tǒng)的屋面工程施工是正鋪式，倒置式屋面是將憎水性保溫材料設(shè)置在防水層之上的屋面，倒置式屋面是比較完善的構(gòu)造屋面。目前，倒置式屋面被廣大業(yè)內(nèi)人士公認為是具有發(fā)展前途的節(jié)能型屋面。

倒置式屋面是將保溫層設(shè)置在防水層之上的屋面，它與傳統(tǒng)做法的屋面相比具有以下特性:可以大幅度降低防水層與屋面結(jié)構(gòu)的熱應(yīng)力，避免防水層產(chǎn)生由溫度變化引起的早期破壞，從而提高其使用年限;可以充分發(fā)揮保溫隔熱層的節(jié)能作用，改善房屋的使用功能等。

我們應(yīng)該相信，倒置式屋面在大面積使用過程中，將不斷對工藝和材料進行優(yōu)化，其建筑造價還會降低，如研制的大摻量粉煤灰防水隔熱材料，其工程造價僅為聚苯乙烯泡沫板的2/3，施工工期較以前縮短1/5，目前該材料已在全國范圍內(nèi)得到逐步推廣。

1.2 外墻保溫節(jié)能

對于我國現(xiàn)有中高層建筑而言，其外部形式結(jié)構(gòu)相似性較強，自身特點明顯，且能耗主要集中體現(xiàn)在冬季的保溫和夏季的隔熱上，這樣比較有利于節(jié)能技術(shù)的普及與推廣。在中高層建筑中外圍護結(jié)構(gòu)的熱損耗較大，外圍護結(jié)構(gòu)中墻體又占了很大份額，所以中高層建筑墻體改革與墻體節(jié)能技術(shù)的發(fā)展是中高層建筑節(jié)能設(shè)計的一個最重要的環(huán)節(jié)，發(fā)展外墻保溫技術(shù)及節(jié)能材料則是中高層建筑節(jié)能的主要實現(xiàn)方式。目前，高效建筑絕熱材料的使用和復(fù)合墻體的做法在國內(nèi)不斷推廣，通過墻體采用巖棉、玻璃棉、聚苯乙烯塑料、聚氨酯泡沫塑料、聚乙烯塑料等新型高效保溫絕熱材料，減小外墻傳熱系數(shù)。

1.3 建筑外窗洞口保溫節(jié)能

圍護結(jié)構(gòu)只是建筑設(shè)計中的一部分，其中建筑物的自然通風(fēng)和采光亦對建筑能耗有較大的影響。

隨著現(xiàn)代建筑的發(fā)展，人們對于建筑自身的美觀、舒適度以及通風(fēng)采光的要求日益強烈，這一點在公共類建筑的體現(xiàn)上尤為突出。越來越多的實體墻面被各種形式的玻璃幕墻所替代，有的建筑物甚至設(shè)計成“玻璃房子”。此類建筑整體的現(xiàn)代感十足，且玻璃幕墻的形式及色彩變化多樣，對于建筑內(nèi)部的使用者也有很強烈的“通透感”。隨著建筑物圍護結(jié)構(gòu)墻面上不斷加大的門窗洞口，也帶來建筑物自身很大的能源浪費。建筑業(yè)內(nèi)各種采用新技術(shù)、低能耗的門窗產(chǎn)品應(yīng)運而生，并在不斷地推陳出新，從最初的鋁合金單框窗到現(xiàn)今被廣泛用于公共建筑的Low-E中空玻璃塑鋼窗，可見，提高外窗的保溫性能是降低建筑物內(nèi)部能耗的重要手段。

在工程設(shè)計時應(yīng)提出:外窗的主要物理性能的指標，如抗風(fēng)壓、氣密、水密、保溫、遮陽、可見光的透射、顏色等性能的要求，以上都是保證建筑物外窗耗熱性能的重要指標，在設(shè)計過程中都應(yīng)加以重視。同時，在設(shè)計中我們在考慮建筑物自身的節(jié)能性能的過程中也應(yīng)對其經(jīng)濟效益加以考慮。例如，建筑物南向窗戶可采用高性能(導(dǎo)熱系數(shù)低、透光率高)的玻璃，其他朝向的外窗性能可根據(jù)當?shù)叵嚓P(guān)“節(jié)能標準”適當降低，從而達到合理的經(jīng)濟效益目標。

1.4 太陽能節(jié)能

太陽能節(jié)能技術(shù)手段主要分為被動式太陽能技術(shù)和主動式太陽能技術(shù)。

被動式太陽能建筑像生態(tài)住宅、綠色建筑一樣，是建筑理念或技術(shù)手段之一。被動式太陽能建筑的核心理念是被動技術(shù)在建筑中的應(yīng)用。被動技術(shù)(passive techniques)強調(diào)直接利用陽光、風(fēng)力、氣溫、濕度、地形、植物等場地自然條件，通過優(yōu)化規(guī)劃和建筑設(shè)計，實現(xiàn)建筑在非機械、不耗能或減少耗能的運行方式下，全部或部分滿足建筑采暖降溫等要求，達到降低建筑使用能耗，提高室內(nèi)環(huán)境性能的目的。被動式太陽能建筑技術(shù)通常包括天然采光，自然通風(fēng)，圍護結(jié)構(gòu)的保溫、隔熱、遮陽、集熱、蓄熱等方式。與之對應(yīng)的是主動技術(shù)(active techniques)，是指通過采用消耗能源的機械系統(tǒng)，提高室內(nèi)舒適度，通常包括以消耗能源為基礎(chǔ)的機械方式滿足建筑采暖、空調(diào)、通風(fēng)等要求，當然也包括太陽能采暖、空調(diào)等主動太陽能利用技術(shù)。

1.5 合理利用各種基地地形節(jié)能

基地的選擇需考慮其方位、風(fēng)向、風(fēng)速、地表結(jié)構(gòu)、植被、水體、土壤等因素的綜合影響。當然，在基地選址時，我們同樣要服從整個城市規(guī)劃的宏觀控制。這就有可能給建筑的選址帶來很大的矛盾。但是，為了減少建筑在建造與使用過程中的能源消耗，我們?nèi)孕杈C合考慮資源利用的程度和對現(xiàn)有自然系統(tǒng)干擾的程度。好的規(guī)劃設(shè)計應(yīng)盡量減小其對現(xiàn)有自然環(huán)境的破壞與影響。并且，在基地選擇時應(yīng)盡量利用現(xiàn)有的公共設(shè)施管網(wǎng)，在與市政設(shè)施連接時，應(yīng)盡量減少與電力、給排水、燃氣管線等市政設(shè)施管網(wǎng)的連接長度。

2 中高層建筑節(jié)能設(shè)計的發(fā)展前景

社會經(jīng)濟的發(fā)展要求建筑節(jié)能。能源短缺對于中國經(jīng)濟的發(fā)展是一個根本性的制約因素，國家經(jīng)濟要發(fā)展，節(jié)能是必不可少的。建筑節(jié)能一方面能夠為經(jīng)濟創(chuàng)造更大的價值，同時還能夠節(jié)約社會資源，造福后代。

環(huán)境問題要求建筑節(jié)能。在人們肆意發(fā)展的社會中，生態(tài)環(huán)境日益脆弱，各種環(huán)境問題層出不窮，干旱、洪澇、酸雨等等，這些都與建筑有著密切關(guān)系。據(jù)統(tǒng)計，中國排放的CO2已占世界第二位，建筑用能的CO2排放量占到全國用能排放量的1/4。自然環(huán)境是我們生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，因此，面對嚴重的環(huán)境問題，建筑行業(yè)必須“節(jié)能”。

人們生活品質(zhì)要求建筑節(jié)能。隨著社會的發(fā)展，人們生活水平的提高，人們思想觀念和意識的加強，“綠色建筑”“節(jié)能建筑”也成為人們期望的目標。人們對于住房的要求不單單是遮風(fēng)避雨，更多的是環(huán)保、健康、低碳，這是新時期人們思想的新轉(zhuǎn)變。

總而言之，建筑節(jié)能是各個方面催生的結(jié)果，其發(fā)展前景一片光明。全面的建筑節(jié)能有利于緩解我國能源資源供應(yīng)與社會發(fā)展的矛盾;有利于加快資源經(jīng)濟的循環(huán)，實現(xiàn)社會的可持續(xù)發(fā)展;有利于提高人民的生活質(zhì)量，增強社會滿足感;有利于保障國家能源的長遠發(fā)展，保護環(huán)境，落實科學(xué)發(fā)展觀。建筑節(jié)能已成為建筑業(yè)內(nèi)各界人士的共識，更加完善、合理的提高建筑節(jié)能應(yīng)成為所有建筑人的責任與義務(wù)，建筑節(jié)能功在當代、利在千秋。

［1］彭一剛.建筑空間組合論［M］.第2版.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2008.

［2］潘谷西.中國建筑史［M］.第4版.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2008.

［3］王立雄.建筑節(jié)能［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2009.

［4］何 江.北方公共建筑供熱節(jié)能空間探討［J］.山西建筑，2009，35(10):256-257.

［5］張評銜.建筑節(jié)能及太陽能建筑［J］.工程建設(shè)與設(shè)計，2009(7):90-92.