關(guān)于建筑設(shè)計(jì)中的節(jié)能設(shè)計(jì)

韋雪榮

（廣西河圖建設(shè)工程設(shè)計(jì)有限公司欽州分公司，廣西欽州 535000）

建筑作為城鎮(zhèn)能耗大戶，若能通過(guò)合理的節(jié)能設(shè)計(jì)使建筑達(dá)到良好的節(jié)能效果，則可以節(jié)省大量能源，減少建筑日常使用過(guò)程中的能源消耗，并能起到減小環(huán)境破壞和污染的作用，是現(xiàn)階段建筑設(shè)計(jì)的主要發(fā)展趨勢(shì)與方向，必須引起相關(guān)設(shè)計(jì)人員的高度重視。

1 建筑節(jié)能定義與手段

建筑節(jié)能指的是在建筑工程的前期規(guī)劃設(shè)計(jì)、新建或改進(jìn)及使用時(shí)，均嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)先選擇具有良好節(jié)能效果的施工工藝、機(jī)械設(shè)備及建筑材料，在保證建筑保溫、隔熱、采暖、制冷等系統(tǒng)的效率基礎(chǔ)上，通過(guò)全面加強(qiáng)運(yùn)行管理，以及通過(guò)對(duì)各類可再生資源和能源的合理應(yīng)用，達(dá)到減少能耗的根本目標(biāo)。建筑節(jié)能并不單單是減少能耗，還包括提高能源與資源的使用率與各類可再生能源和資源的使用，這三者相互促進(jìn)，缺一不可[1]。

建筑節(jié)能手段主要包括管理和技術(shù)兩個(gè)方面，其中，管理手段包括政府管理與使用管理，政府管理是指制定嚴(yán)格的規(guī)范，加強(qiáng)設(shè)計(jì)審查和材料送檢等為達(dá)到節(jié)能目標(biāo)助力；而使用管理是指先設(shè)定一個(gè)適宜的空調(diào)溫度（一般為26℃），然后編制用電設(shè)備日常使用制度，并督促建筑的使用者養(yǎng)成良好的節(jié)能習(xí)慣。此外，還包括運(yùn)行維修，即通過(guò)對(duì)各類設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)，延長(zhǎng)其使用年限，并避免由于設(shè)備異?；蚬收蠈?dǎo)致的能源浪費(fèi)。技術(shù)手段是指從方案階段就開始著手進(jìn)行，伴隨建筑設(shè)計(jì)不斷深入實(shí)現(xiàn)預(yù)期的節(jié)能目標(biāo)。首先要做好規(guī)劃設(shè)計(jì)，編制合理的單體建筑方案，以此有意識(shí)的節(jié)能，這對(duì)實(shí)際節(jié)能是有重要現(xiàn)實(shí)意義的。在圍護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，其設(shè)計(jì)成果直接影響到空調(diào)能耗。要想實(shí)現(xiàn)投入最少的情況下達(dá)到預(yù)期節(jié)能目標(biāo)，做好早期設(shè)計(jì)至關(guān)重要。而如果在施工圖設(shè)計(jì)過(guò)程中才開始考慮節(jié)能，則所采用的所有節(jié)能措施都屬于被動(dòng)節(jié)能，不僅會(huì)增加建筑的使用成本，而且節(jié)能效果往往很差。

2 建筑節(jié)能設(shè)計(jì)主要影響因素與幾個(gè)方面

建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的主要影響因素包括：①建筑朝向，有5%~10%的影響；②自然通風(fēng)，有20%~30%的影響；③體形系數(shù)，有1%左右的影響，北方建筑影響較大，為3%~5%；④屋頂，有3%左右的影響；⑤外墻，有15%左右的影響；⑥外門窗，有23%~43%的影響；⑦空調(diào)系統(tǒng)能效比，有17%左右的影響；⑧室內(nèi)換氣次數(shù)，有4%左右的影響；⑨室內(nèi)溫度每增加或減小1℃，有10%左右的影響[2]。

建筑節(jié)能設(shè)計(jì)主要包含以下幾個(gè)方面：

（1）建筑的總平面布置，要有良好通風(fēng)與光照。

（2）單體建筑的方案設(shè)計(jì)，包括建筑的朝向、窗墻比、外部遮陽(yáng)、內(nèi)部通風(fēng)、氣流組織與外墻等內(nèi)容。

（3）圍護(hù)系統(tǒng)構(gòu)造與材料，包括外墻及墻體保溫材料、屋面隔熱保溫、外門窗、架空樓板、樓板及地面。

（4）建筑照明系統(tǒng)節(jié)能，如確定適宜的照度，選擇合理的節(jié)能產(chǎn)品，現(xiàn)在常用的有節(jié)能燈和電子鎮(zhèn)流器。

（5）加強(qiáng)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)能耗的有效控制，如夏季制冷時(shí)將室內(nèi)溫度設(shè)定為26℃，冬季采暖時(shí)設(shè)定為20~22℃，并采用經(jīng)濟(jì)合理且技術(shù)可行的節(jié)能設(shè)備，對(duì)熱能及冷量進(jìn)行回收[3]。

3 建筑節(jié)能措施及構(gòu)造

3.1 屋面

屋面要采用良好的保溫材料，如擠塑聚苯乙烯泡沫塑料板（厚度按30~40mm 控制，其λ 值為0.033W/m·K）和水混膨脹珍珠巖板（其λ 值為0.26W/m·K）等。過(guò)去常用的加氣混凝土塊不僅自重大，而且導(dǎo)熱系數(shù)很大，所以不建議使用[4]。

3.2 外墻

目前的外墻材料仍以加氣混凝土塊為主，但要注意，在外墻中使用的加氣混凝土塊，其干密度應(yīng)達(dá)到700kg/m3，λ 值應(yīng)為0.29W/m·K。對(duì)于梁柱等熱橋處，剪力墻等結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)很大，對(duì)外墻整體平均傳熱系數(shù)有很大影響，所以某些情況下要進(jìn)行外保溫設(shè)計(jì)。通常情況下，外保溫措施要優(yōu)于內(nèi)保溫。

3.3 外窗

目前的建筑節(jié)能細(xì)節(jié)要求建筑外窗的K 值不能超過(guò)4.7，采用普通單層玻璃無(wú)法達(dá)到這一要求，而采用鋁合金框+中空玻璃的組合則可以達(dá)到要求，也可使用塑鋼+單層無(wú)色透明玻璃的組合。此外還需充分考慮窗的遮陽(yáng)性，在部分地區(qū)，無(wú)論是中空玻璃還是單層透層玻璃，其遮陽(yáng)系數(shù)均難以滿足要求，對(duì)此可考慮單層熱反射玻璃，具體按照窗墻比要求選擇，并在施工圖中將所選窗玻璃對(duì)應(yīng)的傳熱系數(shù)及遮陽(yáng)系數(shù)均寫明[5]。

對(duì)于外窗開啟，開啟面積應(yīng)達(dá)到所在房間總面積10%以上；在氣密性上，1~6 層的外窗氣密性應(yīng)達(dá)到3 級(jí)，7 層及以上的外窗氣密性則應(yīng)達(dá)到4 級(jí)。對(duì)于公共建筑，其外墻的開啟面積應(yīng)達(dá)到總窗面積30%以上，且氣密性要達(dá)到4 級(jí)，當(dāng)采用幕墻時(shí)，幕墻上應(yīng)有可正常開啟的窗，且該窗的氣密性要達(dá)到3 級(jí)。

陽(yáng)臺(tái)及外遮陽(yáng)構(gòu)件都直接影響外窗遮陽(yáng)，能降低外窗系統(tǒng)自身遮陽(yáng)系數(shù)，從而降低相應(yīng)的造價(jià)，這對(duì)減少建筑的總造價(jià)，有很大的價(jià)值和意義。

3.4 樓板隔墻

雖然國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有提出要求，但部分地區(qū)有自己的標(biāo)準(zhǔn)要求。以深圳為例，要求樓板的K 值不能超過(guò)2，通常很難達(dá)到這一要求，需采用保溫砂漿進(jìn)行處理；同樣，分戶墻的K 值也不能超過(guò)2，采用厚度為200mm 的加氣混凝土可以滿足該要求。對(duì)于架空樓板，其K 值不能超過(guò)1.5，為達(dá)到這一要求，往往需要在板底布置擠塑板[6]。

4 建筑節(jié)能設(shè)計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題與對(duì)策

（1）節(jié)能計(jì)算時(shí)，屋面、外墻及玻璃材料和施工圖存在差別，或節(jié)能審查表的內(nèi)容和施工圖與計(jì)算書存在差別。在施工圖當(dāng)中，節(jié)能設(shè)計(jì)說(shuō)明是一個(gè)重要組成部分，它的內(nèi)容必須和計(jì)算書完全相同，而且節(jié)能計(jì)算書與審查表必須將計(jì)算部分寫明。如果地方標(biāo)準(zhǔn)比國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要高，則需要按照地方標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格執(zhí)行，但國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)條必須嚴(yán)格執(zhí)行。設(shè)計(jì)說(shuō)明與計(jì)算書當(dāng)中的無(wú)關(guān)規(guī)范及計(jì)算不可列入。比如，公共建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)說(shuō)明與計(jì)算書不能列入住宅的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)；又比如當(dāng)建筑無(wú)架空層時(shí)，不能在計(jì)算書當(dāng)中出現(xiàn)架空層方面的計(jì)算。另外，當(dāng)商住樓的下部存在公建與商場(chǎng)時(shí)，應(yīng)單獨(dú)按照公共建筑實(shí)施節(jié)能設(shè)計(jì)與計(jì)算。

（2）對(duì)加氣混凝土塊和保溫材料等的蓄熱及導(dǎo)熱系數(shù)選取不當(dāng)，沒(méi)有考慮適當(dāng)?shù)男拚禂?shù)。在計(jì)算書當(dāng)中，每一種材料的熱工系數(shù)都必須準(zhǔn)確無(wú)誤，同時(shí)根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況考慮一定修正系數(shù)。當(dāng)采用外墻外保溫的措施時(shí)，應(yīng)在梁柱表面進(jìn)行保溫砂漿設(shè)計(jì)，尤其是保溫層固定及后續(xù)飾面材料施工。設(shè)計(jì)說(shuō)明與計(jì)算書當(dāng)中的無(wú)關(guān)規(guī)范及計(jì)算不可列入。比如，公共建筑設(shè)計(jì)依據(jù)不加氣混凝土外墻與擠塑保溫板用于外墻或架空層板底外保溫時(shí)，應(yīng)采用鋼絲網(wǎng)進(jìn)行固定，提高外飾面系統(tǒng)的粘貼強(qiáng)度。建筑外墻材料的選擇必須仔細(xì)，在施工圖當(dāng)中應(yīng)將外墻玻璃種類及其氣密性等要求標(biāo)注清楚[7]。

（3）對(duì)于居住建筑，其外墻內(nèi)表面最高溫度不能超過(guò)35.6℃，并綜合考慮樓板傳熱。性能化邊界條件必須正確，對(duì)于參照的建筑，其外窗面積必須和設(shè)計(jì)的建筑完全相同。采用集中空調(diào)系統(tǒng)的建筑，一般不會(huì)逐項(xiàng)逐時(shí)的計(jì)算能耗，只有審查提出要求時(shí)才會(huì)進(jìn)行，但此時(shí)建筑的電氣設(shè)計(jì)已經(jīng)結(jié)束，用電量不會(huì)根據(jù)空調(diào)設(shè)計(jì)變化進(jìn)行調(diào)整，所以可能無(wú)法達(dá)到預(yù)期的節(jié)能要求。另外，空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和建筑專業(yè)有差別，對(duì)圍護(hù)系統(tǒng)傳熱系數(shù)的選擇和建筑節(jié)能計(jì)算時(shí)的取值不同，導(dǎo)致設(shè)計(jì)返工。以上都要在設(shè)計(jì)中引起足夠的重視，從根本上避免出現(xiàn)返工的現(xiàn)象。

（4）對(duì)于公共建筑，其空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)冷熱負(fù)荷實(shí)施逐項(xiàng)逐時(shí)分析與計(jì)算，得出計(jì)算結(jié)果與房間編號(hào)。計(jì)算書中的房間編號(hào)需要和圖紙完全相同，如果建筑沒(méi)有采暖要求，則可以不對(duì)熱負(fù)荷實(shí)施計(jì)算。某些場(chǎng)所的照度沒(méi)有按照規(guī)范的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，導(dǎo)致照明系統(tǒng)的耗電量很大，對(duì)此要采取有效的節(jié)能控制措施。對(duì)于不超過(guò)12 層的住宅，在條件允許的情況下應(yīng)進(jìn)行太陽(yáng)能利用設(shè)計(jì)，配置太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。對(duì)于用地面積為15 萬(wàn)m2以上的住宅小區(qū)，需要在方案或者是初步設(shè)計(jì)階段做好氣流分析，保證氣流的合理性，避免由于氣流不合理造成無(wú)端的能耗。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所示，建筑有很大的節(jié)能空間，但建筑節(jié)能設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的綜合系統(tǒng)，需要從最初的規(guī)劃就融入節(jié)能理念，通過(guò)合理的設(shè)計(jì)及各種節(jié)能材料和技術(shù)的應(yīng)用，保證建筑整體節(jié)能效果，在滿足正常使用功能的基礎(chǔ)上，減少能耗，并延長(zhǎng)建筑使用壽命。