節(jié)能設(shè)計問題和對策

徐紫昭，劉富勤

(湖北工業(yè)大學土木建筑與環(huán)境學院，湖北 武漢 430000)

1 節(jié)能設(shè)計的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 外壁節(jié)能改造技術(shù)的墻體外保溫節(jié)能改造

近段時間來，外墻節(jié)能改造技術(shù)EPS系統(tǒng)使用率較多，該系統(tǒng)主要由5個部分組成。有些是末端墻，組成部分多是EPS多苯，也有平行網(wǎng)布和聚合物水泥灰漿。適用于改造，且這些外墻都是混凝土或幾個筑體結(jié)構(gòu)[1]。分析該改造技術(shù)，發(fā)現(xiàn)其缺陷部分EPS聚苯板性質(zhì)較軟，尤其在建筑物底部外墻的地方。同時，由于此材料粘附在外壁上，因此無法避免與外壁之間的結(jié)露現(xiàn)象，因此在風中容易被剝落。

1.2 外壁節(jié)能改造技術(shù)的墻內(nèi)保溫能源的改造

對于內(nèi)隔板而言，采用它的措施較多。它的特點是，工程比較方便，價格較低。而需要與環(huán)境混合的每條反射光線，應(yīng)進行環(huán)境采樣[2]。對于保溫隔板，可采用棉板，玻璃板+紙面石膏板，在熱絕緣層與結(jié)構(gòu)層之間形成空氣間層。間層封閉，保溫性非常好。但是，這種施工計劃比較復(fù)雜，價格也比較高。

1.3 屋面節(jié)能改造技術(shù)

(1)將一般的屋頂改造成坡面屋頂。這種做法對熱工效果不佳，建筑物也有傳統(tǒng)的風味。

(2)將一些傳統(tǒng)建筑改造成帶有儲水層的屋頂或儲水屋。通過蓄水和農(nóng)作物，房間內(nèi)有降低隔熱和溫度的作用，但這也給房間施加了很大的負荷。同時，植物的養(yǎng)護需要一定的費用。

(3)將傳統(tǒng)的建筑與隔熱層一起改造成具有保溫作用的屋頂。這種技術(shù)能使家里的熱工作效果差.

2 節(jié)能設(shè)計中存在的問題

無論是國內(nèi)還是國外，對于現(xiàn)在的住宅節(jié)能改造技術(shù)都有很多經(jīng)驗的積累，但是根據(jù)各地的氣候，地區(qū)的經(jīng)濟、環(huán)境、人文文化不同，節(jié)能改造的效果有一定的限制[3]。

2.1 不重視城市建筑節(jié)能的重要性

在我國常規(guī)的城市建筑規(guī)劃設(shè)計里，設(shè)計師重點關(guān)注的是空間分布、附近環(huán)境的調(diào)節(jié)、容積率、日照時間、間隔等問題。通過體現(xiàn)節(jié)能設(shè)計，很多問題都難以單體解決。

2.2 沒有考慮建筑物單體的通風設(shè)計

在市場經(jīng)濟環(huán)境下，許多建筑開發(fā)人員設(shè)計為采用最高容積率來最大限度地利用土地，因此出現(xiàn)了超值設(shè)計的情況，通風效果變得非常差。同時，目前在許多建筑設(shè)計中，如立面窗的設(shè)計，采光面積大，窗面積可能會變小。

2.3 不重視建筑外遮日設(shè)計

設(shè)計師在設(shè)計建筑的時候為增強設(shè)計效果，會在建筑立面上增添裝飾結(jié)構(gòu)板，但它涉及遮擋日的問題，沒有實際的用途。

3 節(jié)能設(shè)計中的新措施

3.1 外壁設(shè)計中的新節(jié)能措施

在施工中，大三孔空心磚多采用基本墻材，無論是正面還是背面都進行消灰，其主體部分的熱系數(shù)在1.5左右。對于采用單一材料的建筑物外壁，最好采用1-1附屬的節(jié)能結(jié)構(gòu)來滿足自己的保溫和隔熱。在電阻大的保溫材料的作用下，一些外界的熱流可以在人墻之間及時阻止，從而比較能達到隔熱效果[4]。而冬季則更能起到保溫的作用。為獲得最佳經(jīng)濟優(yōu)勢，可以適當減少保溫材料的使用厚度，并同時安裝內(nèi)部和外部墻。

3.3 房間設(shè)計中的新節(jié)能措施

對于住宅屋頂來說，絕熱措施不能忽視。一些體型不大的住宅區(qū)的房屋占整體建筑外面積不小的比例。因此，對整體能源消耗也有不可忽視的影響[5]。作為獨立的住宅，可以選擇倒裝式保溫室，采用厚度為30 mm的中斷聚苯板。該材料具有許多EPS所不具有的優(yōu)點，即使在濕度高的環(huán)境也能保持良好的保溫效果。如果能夠采用抗力強的防水卷，即使基層結(jié)構(gòu)變形也不會造成干擾。

3.3 其他部位設(shè)計中的新節(jié)能措施

對于地板而言，表面通常是涂抹一定厚度的泥灰漿，其下必須增加一定聚苯顆粒的保溫劑，再增加其熱量。但對大多數(shù)居民來說,每次裝修時，都會安裝木板，其中有厚度的空氣層殘留的情況。另外，如果在窗口內(nèi)側(cè)的位置采用熱反射織物，則可降低透熱率。

3.4 減少熱橋的發(fā)生

建筑物某一部位的熱系數(shù)多于相鄰部位，熱阻較小，保溫性相對較差。冬天，室內(nèi)熱量通過熱橋不斷流失。因此，對于北方必須采取來自屋頂、外墻和窗的隔熱保溫措施。在防止熱橋發(fā)生的方法中，墻外的保溫效果良好，可以改善室內(nèi)溫度差，并保持室溫穩(wěn)定。墻外保溫能夠大幅度降低太陽熱輻射和外層之間的熱交換，隔熱效果優(yōu)于內(nèi)保溫。

通常，在設(shè)計中可以交換保護結(jié)構(gòu)的熱量以激活熱橋的產(chǎn)生并且每個部分的熱系數(shù)。在設(shè)計的時候應(yīng)該積極探索建筑材料，為建筑材料的合理分配打下良好基礎(chǔ)。讓它能夠抑制熱橋的出現(xiàn)，實現(xiàn)建筑節(jié)能[7]。

4 節(jié)能建筑的總體設(shè)計與規(guī)劃

4.1 住宅建筑主體結(jié)構(gòu)規(guī)劃和節(jié)能設(shè)計

目前節(jié)能建筑設(shè)計、建筑物主體性結(jié)構(gòu)對空間規(guī)劃非常關(guān)鍵。設(shè)計師在設(shè)計節(jié)能建筑的時候，考慮到建筑物的主人白天忙于工作，因此內(nèi)部臥室的設(shè)計用途不是很多，而是作為固定、專用的休息空間。只滿足所有者的夜間休息、就寢的要求，必須把它放在建筑物的南向主空間里。所以，節(jié)能設(shè)計的關(guān)鍵是建筑的間距、走向及建筑物互相之間的搭配關(guān)系等[8]。

關(guān)于建筑物的方向應(yīng)該充分考慮當?shù)氐闹鲗?dǎo)風向，我國大部分地區(qū)是南北方向。太陽的輻射量對于建筑物的方向來說會略微增加，從而可以縮短空調(diào)的使用時長。冬季來臨的時候，建筑能夠和恢復(fù)太陽輻射量不一致，削弱建筑保溫的能源損失。在此基礎(chǔ)上能夠增加建筑間距，它的增加加速了建筑之間的空氣流動和熱交換，能夠降低建筑物溫度，削弱建筑物的能量耗損。如此一來，設(shè)計師設(shè)計的建筑物不僅節(jié)約能源，而且建筑物之間的間距足夠合理，兩者達到一種平衡，符合建筑節(jié)能設(shè)計需要。

4.2 房屋建筑的體形設(shè)計

在建筑投入使用之后，它的具體尺寸能夠影響空調(diào)體系以及暖氣體系的能量損耗。在對現(xiàn)在的建筑實施節(jié)能設(shè)計的時候，只有全面考量建筑體型系數(shù)，滿足平面排布及項目需要，才能夠最大程度降低上述體系的能量損耗。然而，隨著我國人民生活水平的快速提高，人們對建筑的外觀有更高的審美要求。

4.3 建筑物的設(shè)計方向

我國地大物博，氣候不一，光照時間不一，在設(shè)計建筑節(jié)能的時候需注意建筑的朝向。在某些熱帶地區(qū)或下一個季節(jié)氣溫高的建筑中，受日照時間和太陽輻射的影響，其抗寒負荷會顯著增加,冬天需暖氣負荷。在設(shè)計節(jié)能建筑的時候，需全面考量項目所在地的氣候及環(huán)境狀況。

4.4 房屋建筑的自然通風

設(shè)計建筑通風的時候，需關(guān)注建筑的走向、排布及建筑和建筑之間的間距等問題。對于非高度建筑群，不同高度的建筑之間通風較為合理，較低的建筑需建在夏季主導(dǎo)風向的對風面，數(shù)層建筑位于中間位置，高樓建筑最后放置。關(guān)于建筑物內(nèi)房間的布局，應(yīng)利用當?shù)氐娘L向圖，盡量讓夏季涼風進入室內(nèi)。

建筑物的室內(nèi)氣流的循環(huán)，主要是受到房間窗戶位置和門面積比的影響。房屋門的位置應(yīng)該有利于風的形成，因此房間需要通風口和出風口。在設(shè)計過程中，必須同時考慮保溫和太陽熱。面對墻面需要采用的窗戶墻壁，在設(shè)計現(xiàn)代房屋建筑時，為了增強節(jié)能效果，需重點關(guān)注自然通風設(shè)計，有效的通風設(shè)計能大幅度減少空調(diào)的使用時長，而且可以讓整個建筑很好的散熱[10～15]。

5 討論與展望

曹艷霞[16]認為：最大程度的利用天然風力作為住宅居室的熱能交換與空氣交換的動力,更有益于居住者的身心健康與環(huán)境的保護。

建筑物節(jié)能是一項系統(tǒng)性工程，在實施的時候易受到多種因素的影響。規(guī)劃設(shè)計、建筑工程、政策法規(guī)、物業(yè)管理、居民節(jié)能意識及自然環(huán)境等都屬于其設(shè)計方面。目前，我國節(jié)能設(shè)計還存在一些問題。為了解決這些問題，需要在科研方面加大投入，用長遠的眼光看待節(jié)能建筑的發(fā)展。鑒于環(huán)境問題的不斷嚴重，綠色建筑將成為后續(xù)建筑發(fā)展的走向。就現(xiàn)在來看，建筑都應(yīng)該符合綠色設(shè)計理念，在設(shè)計上應(yīng)該最大限度的使用自然資源，減少人工能源的耗損，讓人和自然和諧發(fā)展，給予科學、舒適、合理的建筑群，滿足人們的日常所需。