建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)的措施

白 云

（上海新華建筑設(shè)計(jì)有限公司，上海 200081）

0 引言

早些年，國(guó)家把建筑節(jié)能的重點(diǎn)放在采暖地區(qū)，那是因?yàn)榕c南方炎熱地區(qū)的建筑相比，當(dāng)時(shí)采暖地區(qū)的建筑能耗要高得多。但是從20世紀(jì)末至今，社會(huì)的經(jīng)濟(jì)及用能的狀況已經(jīng)發(fā)生了很大的變化。由于南方經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，特別是上海地區(qū)走在了中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的前列，為了改善熱環(huán)境，必須使用能源，制冷空調(diào)和采暖電器的普遍使用，建筑能耗迅速攀升。在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能很差的條件下，建筑能耗的浪費(fèi)更加嚴(yán)重。因此國(guó)家近幾年把建筑節(jié)能工作從嚴(yán)寒地區(qū)、寒冷地區(qū)擴(kuò)展到夏熱冬冷地區(qū)和夏熱冬暖地區(qū)，上海市就是典型的夏熱冬暖地區(qū)之一。

1 目前建筑節(jié)能設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題分析

一般來(lái)說(shuō)，在建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，一方面是建筑師持續(xù)不懈地保持著對(duì)建筑形式的追求，在這個(gè)追求的過(guò)程當(dāng)中，建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的往往也僅僅是一個(gè)鏈接，尤其是進(jìn)入到施工圖的設(shè)計(jì)階段的時(shí)候往往就需要考慮怎樣計(jì)算運(yùn)用節(jié)能軟件，淘汰一些不合時(shí)宜的落后的節(jié)能設(shè)計(jì)方法，同時(shí)這一過(guò)程中還需要結(jié)合項(xiàng)目所在地的當(dāng)?shù)貧夂驙顩r，調(diào)整建筑的造型以及所配置的功能。另一方面，還應(yīng)當(dāng)重視建筑節(jié)能工程以及科學(xué)技術(shù)方面的一些內(nèi)容，在當(dāng)前綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)為主設(shè)備和施工技術(shù)的內(nèi)容，導(dǎo)致了專注于解決問(wèn)題的建筑節(jié)能工程和淡化了建筑設(shè)計(jì)的顏色。

當(dāng)前建筑節(jié)能設(shè)計(jì)也屬于認(rèn)知階段，面臨的現(xiàn)狀的管道，因?yàn)榇蠖鄶?shù)建筑設(shè)計(jì)單位生產(chǎn)、建筑節(jié)能設(shè)計(jì)可以從建筑主體結(jié)構(gòu)，采用區(qū)域氣候特征的措施。在夏熱冬暖氣候地區(qū)，例如，在該地區(qū)，通過(guò)隔熱和通風(fēng)為主要節(jié)能被廣泛的應(yīng)用，技術(shù)因素的主要影響集中在建筑能耗的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，從材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和建筑的組合建模功能和其他方面。從建筑方案階段，遵從節(jié)能干預(yù)的概念下就會(huì)存在不同的設(shè)計(jì)階段。

2 節(jié)能住宅經(jīng)濟(jì)性在現(xiàn)實(shí)中存在的問(wèn)題

很明顯，基于前述的各項(xiàng)分析可以看出建設(shè)節(jié)能住宅能夠帶有非常大的潛在效益，但是事實(shí)上，不得不看到僅就節(jié)能住宅的建設(shè)來(lái)說(shuō)，還是存在著不少的問(wèn)題的。首先就是住宅的建筑成本過(guò)高的問(wèn)題，對(duì)于多數(shù)的消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，雖然說(shuō)也都承認(rèn)節(jié)能住宅由于其本身在溫度調(diào)節(jié)上所具有的顯著優(yōu)勢(shì)，但是實(shí)際上，因?yàn)檎嬲目照{(diào)使用時(shí)間是很短的，因此這種由于空調(diào)使用時(shí)間縮短所帶來(lái)的電費(fèi)成本上的減少并不明顯，因此對(duì)于多數(shù)的消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，往往就會(huì)重視那些高出普通住宅的建造成本上，的確，就數(shù)據(jù)層面來(lái)說(shuō)，不難看出節(jié)能住宅的建造成本能夠遠(yuǎn)遠(yuǎn)地高出普通住宅至少一成的費(fèi)用，這一比例決定了一座節(jié)能住宅基本能夠和高出十幾萬(wàn)元的費(fèi)用，而消費(fèi)者這樣的考慮往往也就會(huì)被建筑商們注意到，并且建筑商本身也不會(huì)原因在這樣的市場(chǎng)背景下，選擇一種高出正常成本許多的建筑，為了能夠很好地收回建筑成本進(jìn)而取得建造利潤(rùn)收益，因此也就不難理解建筑商會(huì)選擇建造一些更有市場(chǎng)的普通住宅，并選擇在建造的過(guò)程當(dāng)中使用一些比較廉價(jià)的建筑材料，并選擇一些相對(duì)比較廉價(jià)的技術(shù)，對(duì)此，為了拓寬節(jié)能住宅的銷售空間，并且充分地調(diào)動(dòng)起購(gòu)房者的觀念，調(diào)動(dòng)積極性，并促使建筑商促進(jìn)逐步加大對(duì)節(jié)能住宅的投資，讓消費(fèi)者真正地認(rèn)識(shí)到，這種節(jié)能房屋所帶來(lái)的舒適性以及該建筑的長(zhǎng)遠(yuǎn)利益，實(shí)際上是存在極大的開(kāi)發(fā)空間的。

另外，還應(yīng)當(dāng)積極地推進(jìn)節(jié)能相關(guān)概念的普及推廣，進(jìn)而促進(jìn)居民以及開(kāi)發(fā)商可以極大的推廣這樣的一種節(jié)能概念。節(jié)能住宅當(dāng)然需要耗費(fèi)一定的高昂成本，在市場(chǎng)整體形勢(shì)相對(duì)較好的環(huán)境下，住宅節(jié)能與否，房子都賣得很好，這就讓很多的開(kāi)發(fā)商認(rèn)為不需要花精力做這些流行性并不高的節(jié)能住宅。另外，節(jié)能住宅應(yīng)用的檔次差異也就會(huì)有材料價(jià)格上的較大差，但是從表面上又不可能看出差別，當(dāng)然也就將開(kāi)發(fā)商的投資興趣吸引到這樣的一種投資方向上。但是如果能夠幫助居民們了解接觸到節(jié)能住宅所能夠具有的獨(dú)特的舒適性，自然也就會(huì)選擇這樣的一種節(jié)能住宅，形成一個(gè)不小的市場(chǎng)需求。

3 案例分析

3.1 新涇鎮(zhèn)簡(jiǎn)介

新涇鎮(zhèn)位于上海市的長(zhǎng)寧區(qū)，整個(gè)的規(guī)劃用地大約4.9 km2，常住人口有5~8萬(wàn)人。整個(gè)的一期工程正處于吳淞江南岸，正處于滬寧高速路北，西面連接墨玉南路，并連接到東面的一、二期工程分隔地帶，屬于安亭中心鎮(zhèn)的一新鎮(zhèn)一期的用地，建設(shè)用地 1.8 km2，規(guī)劃總計(jì)2.5 km2，總計(jì)開(kāi)發(fā)面積已達(dá)到了106萬(wàn) m2。

圖1 新涇鎮(zhèn)總平面圖

3.2 新涇鎮(zhèn)住宅的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)

3.2.1 外墻系統(tǒng)

上海市一直以來(lái)所奉行的建筑隔熱標(biāo)準(zhǔn)素來(lái)較低。僅就目前所實(shí)行的規(guī)范來(lái)說(shuō)，建筑物的外墻傳熱系數(shù)值為1.5 W/（m2·K）以下，不過(guò)德國(guó)類似于這個(gè)的標(biāo)準(zhǔn)卻僅有0.55 W/（m2·K），上海現(xiàn)有的房屋標(biāo)準(zhǔn)如果按照德國(guó)的來(lái)，則能夠真正滿足這一訴求的也僅僅有三成左右而已。這種在保暖上的性能特征，不但提升了房屋的住房舒適程度，同時(shí)也大大地降低了能耗。

目前，所開(kāi)發(fā)的新涇鎮(zhèn)樓盤(pán)的外墻所運(yùn)用的基本都是一些外墻外保溫的技術(shù)。目前所竣工的建筑住宅當(dāng)中基本上都是沿用了“Sto經(jīng)典”系統(tǒng)，外墻的全部墻體全部使用70 mm厚度的EPS保溫板，建筑保溫層選擇的是90 mm厚度的XPS保溫板，整座建筑的傳熱系數(shù)已經(jīng)降低到0.42 W/（m2·K），該技術(shù)的應(yīng)用成功地控制了住宅的建筑成本，僅僅有100元而已，而冬夏溫度變動(dòng)較大的時(shí)間也比往常有效減少用電費(fèi)用至少有五成左右。

3.2.2 外窗系統(tǒng)

新涇鎮(zhèn)的住宅在節(jié)能設(shè)計(jì)方面同樣也關(guān)注了窗戶上的節(jié)能，小鎮(zhèn)在窗戶的設(shè)計(jì)上不使用墻面大窗的設(shè)計(jì)思路，而是選擇了一種全新的思路，也就是雙層中空玻璃窗，這一窗戶的設(shè)計(jì)起到了很好的內(nèi)外雙向阻熱的效果，大大地降低了房屋的整體窗戶傳熱系數(shù)，也就是1.8 W/（m2·K），從而阻擋了窗外的寒冷以及酷熱。在窗框和窗洞的縫隙設(shè)計(jì)上使用了一種阻熱設(shè)計(jì)的思路，拒絕任何熱傳導(dǎo)現(xiàn)象。內(nèi)部建筑的設(shè)計(jì)上則選擇使用下旋平開(kāi)窗的方式，進(jìn)行向內(nèi)開(kāi)啟，方便而簡(jiǎn)潔，另外這樣的設(shè)計(jì)對(duì)于保持屋內(nèi)的整潔也具有極好的效果。與以往的平開(kāi)窗相比，該種設(shè)計(jì)方案繼承了歐式風(fēng)格的這樣一種設(shè)計(jì)思路，能夠給室內(nèi)留下十分充足的開(kāi)啟單元，賦予建筑物足夠的靈活性，并產(chǎn)生迥異其他建筑的換氣法，形成室內(nèi)更舒適的自然對(duì)流現(xiàn)象。

3.2.3 遮陽(yáng)系統(tǒng)

為了有效地適應(yīng)上海地區(qū)夏季的天氣狀況，新涇鎮(zhèn)的小區(qū)建設(shè)上還特意地安裝了外卷簾遮陽(yáng)系統(tǒng)，從而將整個(gè)小區(qū)建筑的遮陽(yáng)率一度達(dá)到80%，大大降低太陽(yáng)帶給建筑物的直接輻射；另外還能夠遮擋漫射的輻射，有效地緩解普通建筑物當(dāng)中常見(jiàn)的輻射對(duì)人體的消極影響，與此同時(shí)有效降低房屋制冷荷載，大大降低建筑所承受的來(lái)自夏季太陽(yáng)的高強(qiáng)度炙烤，冬季也能夠利用太陽(yáng)照射，實(shí)現(xiàn)很好的節(jié)能效果。

此外，也會(huì)有的窗簾效果，確保室內(nèi)的安全私密。

3.2.4 屋頂、地面系統(tǒng)

屋頂位置設(shè)置相對(duì)較厚的保溫層，對(duì)女兒墻的部分加以包裹，地面的構(gòu)造處理上將隔熱層拓展到地面凍土層的下部，達(dá)成一種閉合的保溫隔熱的體系，從而避免能量出現(xiàn)流失。

3.3 新涇鎮(zhèn)存在的問(wèn)題

新涇鎮(zhèn)使用周邊式的布局方式是德式城市住宅布局，組團(tuán)布置的方式也獲得了來(lái)自德國(guó)建筑

圖2 住宅外觀顏色一

圖3 住宅外觀顏色一

師的極大認(rèn)同，同時(shí)在新涇鎮(zhèn)的建造的這種周邊式布局上也能呈現(xiàn)出獨(dú)有的中國(guó)特色。而房屋朝向不同也使得在設(shè)計(jì)之初的德方建筑師運(yùn)用了不少的東西向住宅一實(shí)現(xiàn)一種完美周邊式住宅的布局。不過(guò)伴隨設(shè)計(jì)的逐步深化，即便是使用了一種加長(zhǎng)街坊的南北向長(zhǎng)度，轉(zhuǎn)而壓縮東西向，將方形轉(zhuǎn)變?yōu)榫匦谓謪^(qū)的手法，依舊是留下東西向住宅，多少也給夏天留下隱患。

新涇鎮(zhèn)的住宅在外觀的顏色選擇上考慮到了對(duì)住宅理念的配合，多是深色調(diào)，不利于夏季陽(yáng)光的反射，給墻面增大了輻射負(fù)荷（如圖2、3所示）。

4 結(jié)語(yǔ)

圍護(hù)結(jié)構(gòu)的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)將作為一項(xiàng)重要的設(shè)計(jì)技術(shù)在工程實(shí)踐應(yīng)用中長(zhǎng)期推廣下去，把建筑節(jié)能設(shè)計(jì)工作做好也一直是當(dāng)前以及今后工作的重點(diǎn)所在。為了使今后我們實(shí)現(xiàn)宜居的目標(biāo)，我們一定要認(rèn)真按照科學(xué)的發(fā)展思路，實(shí)施綜合節(jié)能措施，提高節(jié)能的效率，以及把節(jié)能工作與建筑設(shè)計(jì)統(tǒng)一起來(lái)，促進(jìn)二者共同發(fā)展。

[1]鄭榮德.全面統(tǒng)籌考慮處處不拘小“節(jié)”——建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)體會(huì)[J].四川建材，2009（01）.

[2]李登山.辦公建筑節(jié)能設(shè)計(jì)淺析[J].山西建筑，2010（24）.

[3]成志明.我國(guó)建筑節(jié)能現(xiàn)狀及節(jié)能措施[J].山西建筑，2011（23）.