李健秀
(廣東鏵建設計有限公司 廣東江門 529000)
改革開放的幾十年間,建筑工程事業(yè)突飛猛進地發(fā)展,竣工工程面積高達105.6億m2,據(jù)預測截止2020年,新增建筑面積可能升至300億m2。然而,現(xiàn)階段已成型建筑中絕大部分的節(jié)能性較差。據(jù)統(tǒng)計,建筑能耗占據(jù)了所有能耗的25%,而且會隨著經(jīng)濟的發(fā)展,人類活動的頻繁,這一數(shù)據(jù)依然有上漲趨勢。在這種形勢下,建筑節(jié)能降耗成為一個炙手可熱的話題,研究出一種能夠降低建筑能耗,節(jié)能減排的技術已經(jīng)成為現(xiàn)在或未來建筑工程技術發(fā)展的主流,建筑工程的能耗巨大,而且存在較為嚴重的浪費問題,有必要制定一套綠色的、節(jié)能的設計指標來實現(xiàn)建筑工程的節(jié)能化設計,這樣才能提高能源利用效率,減少建筑工程的運行成本,從根源上控制不良浪費問題,有利于保護能源、維護環(huán)境健康。
空氣是一切生物生存的必需品,人類生存空間、生活環(huán)境等的優(yōu)化與改善也要重視空氣的優(yōu)化控制,從古至今的空氣改善重點從以下方面入手:風力、風向、溫度、濕度等。
古代建筑利用風力換氣、排煙、帶動風車,現(xiàn)代人利用空氣壓力建造溫室,加強空間的氣密安全,建造水底建筑,這一切說明空氣的壓力對人類生活作用巨大。
對于高層建筑形成了支持派與反對派兩大對立群體,反對派認為高層建筑會導致高風力與風壓,影響周圍環(huán)境質量,至今風壓控制還是現(xiàn)代建筑工程設計中重點思考的問題,同時,風向也成為建筑設計研究者們所重點關注的因素,他們會根據(jù)一個地區(qū)風向特點來合理設計建筑,讓建筑工程盡可能地通風流暢,為建筑室內營造一個良好、舒適的空間,風向與風力甚至納入了風水學體系中,風向成為建筑工程設計中的重要考量因素。空氣因素則是指:空氣的溫度、濕度以及流動情況等,這些都將影響到環(huán)境安全與人體健康,空氣中的溫度會影響到室內的熱度,影響空氣溫度的因素主要有:熱能的輻射、傳遞、流動狀態(tài)等,濕度則為空氣內部的水分含量,同這兩大因素相關的環(huán)境控制措施則涵蓋:隔熱、保溫等。
世界各地的傳統(tǒng)住宅不乏利用天然材料保溫隔熱的例子,例如陜北的土窯洞建筑就是利用土的熱惰性形成冬暖夏涼的空間,北歐人利用木材的熱惰性和含水量保持居室的舒適度。結露就是濕度較高的空氣遇到冷的界面形成的現(xiàn)象,在建筑中也常見的需要解決的問題之一。
空氣品質和污染控制問題近幾年來受到了廣泛的重視,在城市密度日益加大、環(huán)境破壞和污染問題日益嚴重的今天,建筑設計必須全面地嚴肅地看待環(huán)境健康的相關問題。建筑設計要注重環(huán)保安全材料的運用、節(jié)能,建立于自然融合的空氣新陳代謝。人類的健康依賴環(huán)境的健康,首先是空氣的健康,所以空氣的控制是現(xiàn)代環(huán)境設計中應當受到重視的因素。
建筑布局的朝向對節(jié)能有著直接的影響,座北朝南的建筑物能夠避免太陽的東照西曬,降低日射影響,同時加以遮陽隔熱,效果將更加顯著。在建筑布局、建筑遮陽、利用自然光、自然通風和建筑與園林結合方面,某住宅小區(qū)是一個不錯的例子。建筑單體前后60m樓距,開敞明亮,自然通風極為良好,所有住宅都是自然采光、自然通風,并為花木水石園林所環(huán)繞,節(jié)能、環(huán)保、舒適。建筑物坐北朝南,充分利用東南主導風組織氣流通道,建筑布置一半為南北向一梯兩戶板式住宅樓,另一半為點式一梯四戶住宅樓,前后錯開以迎接最多的東南風,地面設前后花園,使其融于自然環(huán)境中。
現(xiàn)階段,大多數(shù)建筑物都附上遮陽措施,屬于典型的節(jié)能對策,應該被積極地發(fā)展與運用。如果在一些建筑空間內沒有避光設備,遇到高溫酷暑季節(jié)則必須啟動人工設備,例如:空調等輔助降溫,這樣就增加了電能的損耗。為了達到節(jié)能減排的目標,則需要結合所對應的建筑工程的類型、需求層次等來優(yōu)選適合性的遮陽技術和設備?,F(xiàn)階段,主要的遮陽技術大致包括:綠色植物遮陽、建筑結構的遮陽設計,以及人工遮陽裝置的安裝。其中綠色植物遮陽主要適合樓層較低的住戶,主要從房屋的窗戶、墻面等來優(yōu)化設計,實際的遮陽設計中需要結合建筑所處區(qū)域的地形地貌、氣候特點、天氣變化特點以及建筑物自身的朝向、內部結構設計等多方面出發(fā)來全面衡量、科學設計,也可以借助建筑物自身結構部件的設計,例如:陽臺、屋檐等的設計來達到遮陽避光的目標。也可以采用活動這樣的措施,也就是使用者憑借對外部環(huán)境的感應、感受等來動態(tài)地調節(jié)、控制遮陽系統(tǒng),具體則借助遮陽卷簾、百葉窗等。
以某住宅小區(qū)140方戶型為例子,該工程采用了座北朝南這個合理的朝向,避免太陽的東照西曬,降低日射影響,又可使房間有良好的自然通風,減少使用空調的電量。建筑造型簡潔大方,毫無夸張之處,其外殼的表面積越小,熱交換量亦越少,輪廓線也相對簡潔。在功能布置上,主要功能用房都是有南北對流和門窗洞口,形成自然風,這樣可令室內空氣得到及時的更新,又可減少空調使用次數(shù)。將衛(wèi)生間在東西側,可阻擋日照對主要使用功能房間的影響。加深陽臺可起遮陽、降溫、導風的作用,對節(jié)能有利。
建筑材料的質地會直接影響到建筑的能耗,也關系到居住人口的健康,實際的建筑工程材料應該注重其環(huán)保性、綠色性,而且要重視與環(huán)境的協(xié)調性,優(yōu)質的建筑材料則能綠化、美化環(huán)境。
隨著建筑工程環(huán)境污染與能源消耗問題的加劇,更多的建筑工程建設與施工中都傾向于選擇綠色、節(jié)能、環(huán)保型材料,綠色建材也勢必會成為未來建筑工程建設的一大主流趨勢,未來的綠色建材會從材料質地、節(jié)能生產(chǎn)、回收度、利用率等方面來展開研究,將會成為材料研究的新課題。
最新的墻體材料主要借助于混凝土、水泥、砂類似的材料,并借助一些添加材料,例如:粉煤灰、爐渣、建筑垃圾等經(jīng)過高溫加熱、壓縮等所形成的,最典型的建材就是:砌塊、板材等,這些材料都體現(xiàn)出高度的保溫、強度高、節(jié)能等優(yōu)點,而且質地較輕、方便環(huán)境的保護,能夠提高建筑工程的使用效率,都是綠色建材類型。
在外墻材料方面,該住宅工程選用了頁巖燒結盲孔多孔磚這新型的節(jié)能墻材。頁巖燒結盲孔多孔磚與保溫板材相比,自身強度高,抗壓強度高,吸水率低,抗風化性能好,有較好的隔音、保溫效果。該工程考慮到環(huán)保節(jié)能,熱水系統(tǒng)選用太陽能集熱板作為集熱設備,加熱水后儲存起來供需要時使用。做到結構布局及選材合理的同時,又節(jié)約能源。
節(jié)能環(huán)保成為建筑工程發(fā)展的一大主題,然而,要想真正打造出一個生態(tài)綠色的環(huán)境,節(jié)能環(huán)保是不夠的,需要上升至綠色建筑的層面,并逐步升級為打造綠色城市、生態(tài)城市的高度,從而達到節(jié)能降耗的目的。綠色建筑的建設既要節(jié)能也要節(jié)約水資源、土地資源以及材料等,而且還要達到環(huán)保的高度,不斷地改進城市系統(tǒng),同時,也要達到城市中各建筑的優(yōu)化布局,要從城市整體為著力點,打造出一個生態(tài)、環(huán)保的綠色城市,從而達到綠色環(huán)保建筑的要求。