建筑節(jié)能設(shè)計(jì)之我見

張莉

（江西省贛州市建筑設(shè)計(jì)研究院，江西 贛州 341000）

1 建筑節(jié)能的重要性

目前世界范圍內(nèi)石油、煤炭、天然氣三種傳統(tǒng)能源日趨枯竭,人類將不得不轉(zhuǎn)向成本較高的生物能、水利、地?zé)?、風(fēng)力、太陽能、核能,而我國的能源問題更加嚴(yán)重。

我國能源發(fā)展主要存在四大問題：①人均能源擁有量低、儲(chǔ)備量低；②能源結(jié)構(gòu)依然以煤為主,約占75%,全國年耗煤量已超過13億噸；③能源資源分布不均,主要表現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)能源短缺和農(nóng)村商業(yè)能源供應(yīng)不足,造成北煤南運(yùn)、西氣東送、西電東送；④能源利用效率低,能源終端利用效率僅為33%,比發(fā)達(dá)國家低10%。

隨著城市建設(shè)的高速發(fā)展,我國的建筑能耗逐年大幅度上升,已達(dá)全社會(huì)能源消耗量的32%,加上每年房屋建筑材料生產(chǎn)能耗約13%,建筑總能耗已達(dá)全國能源總消耗量的45%。我國現(xiàn)有建筑面積為400多億平方米,絕大部分為高能耗建筑，且每年新建建筑近20億平方米,其中95%以上仍是高能耗建筑。如果繼續(xù)執(zhí)行節(jié)能水平較低的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),將留下很重的能耗負(fù)擔(dān)和治理困難。龐大的建筑能耗,已經(jīng)成為國民經(jīng)濟(jì)的巨大負(fù)擔(dān)。因此建筑行業(yè)全面節(jié)能勢(shì)在必行。建筑的節(jié)能首先應(yīng)為設(shè)計(jì)者重視。

2 有關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)對(duì)建筑節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)工作的監(jiān)控

為保證建筑節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)工作的進(jìn)行,開始可由政府主管部門來強(qiáng)制執(zhí)行,通過對(duì)設(shè)計(jì)節(jié)能成果進(jìn)行全面審查后方可實(shí)施。政府主管部門不僅需在技術(shù)法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合方面做出努力,而且還需要政府以技術(shù)法規(guī)的形式提出必須嚴(yán)格控制的最基本的技術(shù)指標(biāo)、技術(shù)要求、功能要求,可以導(dǎo)則、指南、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等標(biāo)準(zhǔn)類技術(shù)文件予以體現(xiàn)。利用主管部門的職能,總結(jié)推廣標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、公布合理的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及考核指標(biāo),為優(yōu)化設(shè)計(jì)的進(jìn)行提供良好服務(wù)。建筑節(jié)能技術(shù)新規(guī)范逐步從控制單項(xiàng)建筑維護(hù)結(jié)構(gòu) (如外墻、外窗和屋頂)的最低保溫隔熱指標(biāo),轉(zhuǎn)化為控制建筑物的實(shí)際能耗。新建建筑必須出具建造耗材經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、采暖需要能量、建筑能耗核心值和建筑熱損失計(jì)算結(jié)果,特別是建筑外圍結(jié)構(gòu)熱損失計(jì)算結(jié)果。建筑能耗總量(包括供暖、通風(fēng)和熱水供應(yīng))和建造能耗值只有滿足其對(duì)應(yīng)的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)才被允許開工及竣工驗(yàn)收。在竣工時(shí),建筑開發(fā)商必須出具相關(guān)部門的一份“能源消耗證明”,證明清楚地列出該住宅每年的能耗及節(jié)能等級(jí)。

3 以政策扶持拉動(dòng)建筑節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)

國家制定節(jié)能政策,并要求以多樣化的經(jīng)濟(jì)激勵(lì)等扶持舉措,形成推動(dòng)建筑節(jié)能的市場(chǎng)機(jī)制,推進(jìn)建筑節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)的推廣。對(duì)建造節(jié)能建筑產(chǎn)品的,要根據(jù)優(yōu)化設(shè)計(jì)后節(jié)能程度給予政策和資金支持,減免稅費(fèi)等優(yōu)惠措施,并可建立評(píng)價(jià)機(jī)制,對(duì)因建造節(jié)能建筑而超支部分資金,國家應(yīng)給予無償免息貸款或獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制,使建筑節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)以行政手段為主轉(zhuǎn)向以經(jīng)濟(jì)手段為主。

4 合理規(guī)劃布局

4.1 合理選址

建筑選址主要是根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂?、土質(zhì)、水質(zhì)、地形及周圍環(huán)境條件等因素的綜合狀況來確定。建筑設(shè)計(jì)中,既要使建筑在其整個(gè)生命周期中保持適宜的微氣候環(huán)境,為建筑節(jié)能創(chuàng)造條件，同時(shí)又要不破壞整體生態(tài)環(huán)境的平衡。

4.2 合理的外部環(huán)境設(shè)計(jì)

在建筑位址確定之后,應(yīng)研究其微氣候特征。根據(jù)建筑功能的需求,應(yīng)通過合理的外部環(huán)境設(shè)計(jì)來改善既有的微氣候環(huán)境,創(chuàng)造建筑節(jié)能的有利環(huán)境,主要方法為:①在建筑周圍布置樹木、植被,既能有效地遮擋風(fēng)沙、凈化空氣,還能遮陽、降噪;②創(chuàng)造人工自然環(huán)境,如在建筑附近設(shè)置水面,利用水來平衡環(huán)境溫度、降風(fēng)沙及收集雨水等。

4.3 合理的規(guī)劃和體型設(shè)計(jì)

合理的建筑規(guī)劃和體型設(shè)計(jì)能有效地適應(yīng)惡劣的微氣候環(huán)境。它包括對(duì)建筑整體體量、建筑體型及建筑形體組合、建筑日照及朝向等方面的確定。像蒙古包的圓形平面,圓錐形屋頂能有效地適應(yīng)草原的惡劣氣候,起到減少建筑的散熱面積、抵抗風(fēng)沙的效果；對(duì)于沿海濕熱地區(qū),引入自然通風(fēng)對(duì)節(jié)能非常重要,在規(guī)劃布局上，可以通過建筑的向陽面和背陰面形成不同的氣壓,即使在無風(fēng)時(shí)也能形成通風(fēng),在建筑體型設(shè)計(jì)上形成風(fēng)洞,使自然風(fēng)在其中回旋,得到良好的通風(fēng)效果,從而達(dá)到節(jié)能的目的。日照及朝向選擇的原則是冬季能獲得足夠的日照并避開主導(dǎo)風(fēng)向,夏季能利用自然通風(fēng)并盡量減少太陽輻射。然而建筑的朝向、方位以及建筑總平面的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮多方面的因素,建筑受到社會(huì)歷史文化、地形、城市規(guī)劃、道路、環(huán)境等條件的制約,要想使建筑物的朝向同時(shí)滿足夏季防熱和冬季保溫通常是困難的,因此，只能權(quán)衡各個(gè)因素之間的得失,找到一個(gè)平衡點(diǎn),選擇出適合這一地區(qū)氣候環(huán)境的最佳朝向和較好朝向。

5 外墻體的隔熱保溫與遮陽

目前,我國正提倡新型復(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。常用的建筑外墻保溫材料有保溫砂漿、聚苯板、聚氨酯和墻體自保溫四大體系。其中,保溫砂漿和聚苯板市場(chǎng)占有率較大,但保溫性能較差;聚氨酯保溫性能較好,但傳統(tǒng)的聚氨酯硬泡板材不適用于復(fù)雜立面墻體保溫。市場(chǎng)新出現(xiàn)的聚氨酯現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡噴涂保溫材料 (如安健能全水基軟發(fā)泡聚氨酯),具有良好的保溫性和憎水性,方便施工,適用于設(shè)計(jì)各種復(fù)雜的外墻體保溫和無接縫施工。外墻體遮陽,主要用于熱工性能要求更高的墻面,在保溫層外側(cè)設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)支撐體系,干掛板材(如陶土板),可以遮擋夏季陽光直接輻射到墻體,同時(shí)后側(cè)流動(dòng)的空氣層能迅速帶走熱量,起到很好的遮陽隔熱效果。

6 探尋節(jié)能的綠色建筑材料

建筑外維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能直接關(guān)系到室內(nèi)環(huán)境的熱穩(wěn)定性和舒適性,對(duì)降低建筑能耗起著至關(guān)重要的作用。國內(nèi)目前通行的做法是在外維護(hù)結(jié)構(gòu)完成后再在上面附加保溫層,以改善熱工性能。這種方法雖然可以達(dá)到一定的效果,但各種高效保溫材料價(jià)格不菲,而且其生產(chǎn)加工過程也會(huì)大量消耗各種能源。因此,建筑節(jié)能不應(yīng)當(dāng)只著眼于建筑建成后在使用過程中的能耗,還應(yīng)當(dāng)從整體系統(tǒng)的觀念出發(fā),關(guān)注建筑全壽命周期的能源消耗。從這個(gè)角度出發(fā),建筑材料就不但要有出色的保溫隔熱性能,其加工生產(chǎn)過程也應(yīng)當(dāng)簡(jiǎn)單易行,節(jié)省能源。

建筑節(jié)能研究是建筑可持續(xù)發(fā)展的重要研究課題。在我國現(xiàn)階段,主要提倡運(yùn)用與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相適應(yīng)的簡(jiǎn)單節(jié)能技術(shù)為主,切不可為片面追求低能耗目標(biāo)而不顧經(jīng)濟(jì)成本,大量使用節(jié)能新技術(shù)。同時(shí)注重太陽能、風(fēng)能、地能等可再生自然能技術(shù)的研究和開發(fā),降低可再生能源的利用成本,逐步從大城市與經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)地區(qū)向全國推廣運(yùn)用,實(shí)現(xiàn)我國建筑節(jié)能既定目標(biāo)。

7 結(jié)語

當(dāng)然，建筑節(jié)能是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及方方面面的問題。本文所提及的問題只是其中的一部分，它們往往不被重視甚至被忽視，這會(huì)造成許多的設(shè)計(jì)漏洞，使建筑物能耗增加。所以，筆者專門把它們選出來進(jìn)行探討，希望同行們能多加指正，集思廣益，共同探討建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的新方法，在今后的設(shè)計(jì)中多研究、多嘗試、多積累、多總結(jié)，在有限的條件下將建筑功能與藝術(shù)和技術(shù)更好地結(jié)合，使建筑設(shè)計(jì)的各個(gè)方面都能體現(xiàn)節(jié)能的原則，努力創(chuàng)造低成本、高效率的節(jié)能建筑,促進(jìn)我國建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

[1]宋德萱.節(jié)能建筑設(shè)計(jì)與技術(shù).上海:同濟(jì)大學(xué)出版社.

[2]中華人民共和國建設(shè)部建筑節(jié)能辦公室.夏熱冬冷地區(qū)建筑節(jié)能技術(shù).北京:中國建筑工業(yè)出版社.