關(guān)于低碳節(jié)能理念下建筑設(shè)計(jì)的探析

陳英

深圳市建筑設(shè)計(jì)研究總院有限公司 廣東深圳 518000

摘要：21世紀(jì)，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的今天，建筑能耗占據(jù)社會總能耗的近30%，面對日益緊缺的資源，建筑節(jié)能成為建筑發(fā)展的必經(jīng)之路。本文對某地區(qū)建筑節(jié)能現(xiàn)狀進(jìn)行分析，對問題的原因加以梳理，并從技術(shù)層面和社會層面逐一研究具體措施，以期推進(jìn)低碳節(jié)能技術(shù)在某地區(qū)住宅建筑的有效應(yīng)用，供同行參考。

關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計(jì)；低碳節(jié)能；保溫隔熱；應(yīng)用研究

一、低碳節(jié)能理念下進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的重要意義

眾所周知，隨著低碳節(jié)能理念的不斷深入，建筑工程也開始廣泛應(yīng)用，尤其是在城市化建設(shè)中，將近1/2的能源損耗于建筑工程施工中。這不僅加劇了能源短缺，隨著建筑耗能的增加，也引發(fā)了一系列環(huán)境問題，對人類賴以生存的家園造成了嚴(yán)重的破壞。而低碳節(jié)能建筑的理念是指在建筑的設(shè)計(jì)、規(guī)劃和建造過程中，尤其在使用中利用節(jié)能技術(shù)在保證室內(nèi)熱濕環(huán)境的要求下，來減少能源的使用，通過提高能源使用率的方式來實(shí)現(xiàn)二氧化碳的排放。低碳建筑設(shè)計(jì)是指通過一系列的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)降耗，這些技術(shù)包括空間組織、綠化設(shè)計(jì)、體量設(shè)計(jì)、采光設(shè)計(jì)、通風(fēng)組織、構(gòu)造及圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、照明控制等。在建筑內(nèi)部形成綜合的低碳效應(yīng)，使室內(nèi)的空氣能夠良性循環(huán)，從而形成室內(nèi)的微氣候自循環(huán)系統(tǒng)。這種措施能有效地降低二氧化碳的排放，利用起來既經(jīng)濟(jì)又有效。

二、低碳節(jié)能技術(shù)在某地區(qū)住宅建筑的應(yīng)用現(xiàn)狀

1、氣候的特殊性

該地區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)性氣候，受季風(fēng)環(huán)流和地形的影響，形成暖熱濕潤的亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，熱量豐富，年太陽輻射總量為120-140千卡/平方厘米，大部分地區(qū)年平均氣溫為19.5-21.0℃，最熱月平均氣溫達(dá)26-29℃，最冷月也有9-13℃。全年無霜期長，沿海地區(qū)基本無霜。年日照時(shí)數(shù)為1800-2200小時(shí)。是典型的夏熱冬暖氣候。

2、能耗較大，熱環(huán)境較差

目前，隨著環(huán)保意識的不斷加強(qiáng)，人們對建筑設(shè)計(jì)行業(yè)提出了更高的要求，由于夏季炎熱，空調(diào)成了最常用到的降溫設(shè)施，很多住戶安裝了3-4臺空調(diào)，每戶居民空調(diào)的用電負(fù)荷達(dá)4-6KW。空調(diào)的廣泛應(yīng)用，造成了大量的能量消耗，空調(diào)能量消耗占市區(qū)總用電量的30%以上，用電峰谷差值比例達(dá)到2：1，對城市配電系統(tǒng)投資與容量帶來巨大的挑戰(zhàn)。一些早期建設(shè)的小區(qū)，沒有充分考慮這一因素的存在，在夏季炎熱時(shí)，便會因?yàn)榭照{(diào)的運(yùn)行，給配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性帶來巨大的影響，甚至造成連續(xù)跳閘、入戶電壓低于180V的狀況，造成無法正常供電，給住宅用戶的居住生活帶來極大的不便。

由于受到氣候方面的影響，很多房地產(chǎn)項(xiàng)目開發(fā)建設(shè)時(shí)，忽視住宅建筑的節(jié)能要求，只注重建筑的外觀效果。開窗的面積越來越大，進(jìn)入室內(nèi)的陽光增多，窗扇的開啟面卻有所降低，造成室內(nèi)自然通風(fēng)效果差，出現(xiàn)能源過度消耗問題。

3、舊房難以進(jìn)行低碳節(jié)能改造

該地區(qū)現(xiàn)有住宅建筑中，2004年以前建設(shè)的住宅基本沒有進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，這部分住宅建筑數(shù)量巨大，能源消耗占很大比重，要全部實(shí)現(xiàn)低碳節(jié)能改造，任務(wù)非常艱巨。而且有很多住宅是磚混結(jié)構(gòu)甚至是石結(jié)構(gòu)的建筑，已經(jīng)屬于危房或需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固的建筑，對這些建筑是否進(jìn)行節(jié)能改造，更是值得商榷。我國北方地區(qū)已經(jīng)在舊房節(jié)能改造方面做了一些試點(diǎn)工作，并取得了良好的效果。而對于一些地區(qū)來說，低碳節(jié)能改造工作卻沒有啟動起來，未來還有很大一段路要走。

三、低碳節(jié)能技術(shù)在某地區(qū)住宅建筑應(yīng)用現(xiàn)狀存在的原因

1、經(jīng)濟(jì)因素的影響

以前，社會經(jīng)濟(jì)條件較差，人們對居住條件沒有過高的要求，對生活環(huán)境的降溫基本上依靠自然通風(fēng)或電風(fēng)扇；而且受建筑科技條件的制約，住宅建筑所用材料的導(dǎo)熱系數(shù)高，門窗密閉性差，節(jié)能效果較差。對這些建筑的節(jié)能改造已成為今天節(jié)能工作的一個(gè)重要研究課題。

2、建筑節(jié)能政策法規(guī)執(zhí)行不到位

有些建設(shè)單位和施工單位對建筑節(jié)能工作的重要性和緊迫性認(rèn)識還不夠，缺乏配套完善的建筑節(jié)能法律法規(guī)，缺乏相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)鼓勵政策，管理機(jī)構(gòu)不夠健全，建筑節(jié)能與墻材革新工作分離，管理體制不順暢。這些因素都制約著某地區(qū)建筑節(jié)能工作的開展。

3、使用傳統(tǒng)建筑材料

建筑不注重材料的選擇。墻體中大量采用的實(shí)心黏上磚，不僅生產(chǎn)能耗高、自重大，而且熱工性能差；采用的傳統(tǒng)鋁合金窗氣密性、水密性均較差，而且大多選用單層平板玻璃，其保溫隔熱性能相當(dāng)差。

4、設(shè)計(jì)上缺乏節(jié)能意識

由于受到諸如用地條件、商業(yè)利益等因素的影響。設(shè)計(jì)者往往忽視建筑節(jié)能的要求，忽視建筑的合理朝向，部分建筑呈東西向，室內(nèi)熱環(huán)境差。其次，在建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)，建筑設(shè)計(jì)人員節(jié)能意識淡薄，注重商業(yè)利潤，而對如何加強(qiáng)住宅建筑的自然通風(fēng)、如何改善室內(nèi)熱環(huán)境、如何防西曬、如何利用太陽能、如何選材等考慮不夠，導(dǎo)致室內(nèi)外熱環(huán)境質(zhì)量差。目前某地區(qū)對熱環(huán)境質(zhì)量研究工作開展得較少，大多數(shù)設(shè)計(jì)單位在設(shè)計(jì)時(shí)只關(guān)心建筑內(nèi)部功能要求和建筑造型，對室外環(huán)境則單從建筑綠化或景觀布置方面考慮，不能保證獲得良好的室內(nèi)外熱環(huán)境。

四、加強(qiáng)低碳節(jié)能技術(shù)在某地區(qū)住宅建筑應(yīng)用的措施

1、技術(shù)層面

1.1 外墻保溫隔熱技術(shù)的應(yīng)用

我國傳統(tǒng)建筑在外墻材料的使用上比較單一。這種墻體既要考慮建筑的圍護(hù)，還要考慮建筑的承重問題，因此墻體材料結(jié)構(gòu)緊密，導(dǎo)熱系數(shù)較高，達(dá)不到良好的保溫隔熱作用?，F(xiàn)在建筑的外墻一般都會采取內(nèi)保溫或外保溫措施，或采用自保溫隔熱的墻體材料，如加氣混凝土砌塊。構(gòu)造上，可以將保溫隔熱的材料放在墻體中間，在內(nèi)外側(cè)墻片則用磚或混凝土等強(qiáng)度較高的材料，這樣既可以起到較好的保溫隔熱效果，又保證墻體承重、飾面安裝固定的需要。

對既有住宅建筑的節(jié)能改造，可采用外加或內(nèi)加保溫隔熱層的做法。內(nèi)加保溫隔熱層施工更為簡便，但由于結(jié)構(gòu)層在外側(cè)，直接受到陽光輻射和室外氣溫的影響，熱量大部分被墻體吸收，蓄熱性能越好的材料，吸收的熱量越多，導(dǎo)致墻體內(nèi)表面的各點(diǎn)日平均溫度最高值反超外隔熱的日平均值。而外加保溫隔熱層由于隔熱材料的熱惰性小，其溫度隨室外溫度下降而快速下降，外隔熱層能減弱太陽輻射熱和室外氣溫的綜合影響，有利于建筑冬暖夏涼。

1.2門窗的保溫隔熱技術(shù)

門窗是建筑節(jié)能的關(guān)鍵部位，提高外窗的熱工性能可以明顯改善建筑熱環(huán)境，節(jié)能效果顯著。在考慮門窗節(jié)能時(shí)，不能夠影響其采光、通風(fēng)及觀景的功能，主要應(yīng)保證門窗氣密性、導(dǎo)熱系數(shù)及透光系數(shù)的要求。可以采用一些遮陽設(shè)備如復(fù)合卷簾式、水平百葉式等各種建筑遮陽技術(shù)，如陽臺、遮陽板，可以減少陽光照射和輻射，起到隔熱效果。另外在門窗材料的選擇上要樹立低碳理念，做到對熱阻大、能耗小的節(jié)能材料的有效使用，玻璃選擇特種玻璃、雙層玻璃及反射玻璃等材質(zhì)，窗框采用斷熱鋁合金中空門窗、塑料中空門窗等節(jié)能門窗，都可以起到良好的效果。

1.3屋面保溫隔熱技術(shù)的使用

設(shè)置保溫隔熱層是屋面的保溫隔熱最常用的技術(shù)，傳統(tǒng)的保溫隔熱材料性能較差，自重比較大，新型保溫隔熱材料種類繁多，性能優(yōu)越，導(dǎo)熱系數(shù)低，對提高屋面的保溫隔熱性能有良好的效果。如擠塑聚笨板、酚醛保溫板等具有導(dǎo)熱系數(shù)低、強(qiáng)度高、成本低及操作較為方面等特點(diǎn)，導(dǎo)熱系數(shù)僅為0.025W/（m·K），是一種良好的屋面保溫材料；而硬質(zhì)發(fā)泡聚氨酯的導(dǎo)熱系數(shù)為0.033W/（m·K）；內(nèi)部結(jié)構(gòu)的封孔率≥92%，發(fā)泡的表層形成一層光滑的膜，其閉孔率接近100%，具有很高的憎水性，對金屬、混凝土、磚石、木材、玻璃都有很好的粘結(jié)性，可在多種屋面工程中使用。單獨(dú)現(xiàn)場發(fā)泡的聚氨酯，既作為防水層，也作為保溫隔熱層；也可以防水涂料、防水卷材、發(fā)泡聚氨酯3種材料共同復(fù)合形成防水保溫隔熱層。這種屋面防水保溫隔熱效果都很不錯，但硬質(zhì)發(fā)泡聚氨酯耐紫外線輻射性能較差，施工使用時(shí)其上部必須設(shè)置保護(hù)層。

另外架空通風(fēng)隔熱屋面、綠化屋面等建筑節(jié)能技術(shù)的使用，可以減少對能源的消耗，有較好的隔熱效果。屋面綠化還可以起到美化環(huán)境、改善城市空氣質(zhì)量的效果。

2、管理層面

2.1加強(qiáng)建筑節(jié)能的組織管理

加強(qiáng)對建筑節(jié)能工作的領(lǐng)導(dǎo)和管理，是能否搞好建筑節(jié)能的關(guān)鍵。要建立以政府監(jiān)督考核為主，健全節(jié)能產(chǎn)品質(zhì)量認(rèn)證制度，完善建筑節(jié)能管理辦法。業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理四方提高認(rèn)識，嚴(yán)格執(zhí)行節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，正確選用節(jié)能門窗和外遮陽技術(shù)，加強(qiáng)節(jié)能門窗和外遮陽產(chǎn)品的質(zhì)量控制。

2.2鼓勵政策的實(shí)施

政府應(yīng)該出臺相關(guān)政策，對于低碳節(jié)能技術(shù)達(dá)標(biāo)的住宅及小區(qū)，給予建設(shè)單位更多的貸款及貼息。同時(shí)，應(yīng)加大對節(jié)能研發(fā)項(xiàng)目的支持，不僅保證資金的投入，還要以一個(gè)多元化的角度構(gòu)建科技資金體系。

2.3低碳節(jié)能研發(fā)隊(duì)伍的構(gòu)建

低碳節(jié)能技術(shù)是一項(xiàng)較為復(fù)雜的過程，包括研究、開發(fā)、檢測、分析等一系列的工作，應(yīng)做好對建筑節(jié)能研究開發(fā)基地的建設(shè)，構(gòu)建一支專業(yè)及綜合素質(zhì)較高，節(jié)能意識較強(qiáng)的人才隊(duì)伍。

2.4相關(guān)示范單位的建設(shè)

建立低碳節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的示范建筑物、示范村、示范小區(qū)的評選機(jī)制。要充分研究、分析該地區(qū)的自然氣候條件，結(jié)合經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展水平，通過對一些低碳節(jié)能示范村的建設(shè)，及時(shí)做好對建筑材料、設(shè)計(jì)、方案及技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)與學(xué)習(xí)推廣。

2.5提升人們的節(jié)能意識

各級單位及主管部門，可以采取報(bào)紙、電視等各類宣傳方式，加大對低碳節(jié)能重要性的宣傳；或以培訓(xùn)班、講座等模式，普及低碳節(jié)能的科學(xué)知識，使越來越多的人建立起低碳節(jié)能意識。通過合作與交流，學(xué)習(xí)國內(nèi)外成功經(jīng)驗(yàn)，做好對適合本地區(qū)條件的低碳節(jié)能技術(shù)的研究。

五、結(jié)束語：

綜上所述，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會生產(chǎn)生活對能源的依賴程度越來越高，低碳建筑是建筑節(jié)能的發(fā)展目標(biāo)，通過采用節(jié)能技術(shù)，利用清潔能源，從根源上減少建筑能源消耗，在提高居住環(huán)境舒適性，同時(shí)，需要對低碳節(jié)能技術(shù)的學(xué)習(xí)與了解，加強(qiáng)低碳節(jié)能知識的宣傳普及，不斷學(xué)習(xí)先進(jìn)、成功的經(jīng)驗(yàn)，從技術(shù)與管理的角度出發(fā)，采取科學(xué)、合理的構(gòu)造措施，滿足節(jié)能要求，創(chuàng)造舒適、美好的居住生活環(huán)境。

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