試論建筑節(jié)能設計施劉芳安徽省輕工業(yè)設計院有限公司安徽省合肥市230000摘要:二十世紀中葉全球范圍的能源危機讓世人認識到了節(jié)能的重要性,建筑節(jié)能由此應運而生。節(jié)能的含義,最初的理解是節(jié)約傳統(tǒng)能源,而現(xiàn)在廣義的理解是開發(fā)利用可持續(xù)發(fā)展能源和有效用能,以節(jié)能為核心技術(shù)的節(jié)能建筑,其本質(zhì)特征是,一方面加強建筑圍護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能,另一方面是研發(fā)利用新能源和可再生能源(太陽能、水能、地能、天然氣等)。建筑節(jié)能,就是在保證室內(nèi)熱舒適環(huán)境條件下,通過技術(shù)進步、合理利用、科學管理和經(jīng)濟結(jié)構(gòu)合理化等途徑,采用新型保溫材料,把建筑在長期使用中的采曖空調(diào)等能耗降下來關(guān)鍵詞:建筑節(jié)能與途徑;建筑節(jié)能設計、建筑節(jié)能技術(shù)現(xiàn)狀任何產(chǎn)品的更新都必須以技術(shù)作為基本前提,建筑節(jié)能的推廣普及亦離不開基礎性的技術(shù)開發(fā)與研究。節(jié)能的技術(shù)體系應該還包括節(jié)能的新理論、新標準、新技術(shù)、新構(gòu)造和新工藝等,應涉及建筑節(jié)能的設計、施工、評估、維護等環(huán)節(jié)如果把節(jié)能建筑當作一種特殊的產(chǎn)品,從產(chǎn)品開發(fā)的角度出發(fā),節(jié)能建筑開發(fā)各主要環(huán)節(jié)的相對獨立,也形成了建筑節(jié)能技術(shù)推廣普及的障礙。一方面是設計方、施工方不能在第一時間得到最先進的節(jié)能產(chǎn)品,更沒有去研究、選擇、試驗新產(chǎn)品、新構(gòu)造的精力和勇氣;而另一方面從建筑節(jié)能科研成果到建筑節(jié)能產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化、從建筑節(jié)能產(chǎn)品的工廠生產(chǎn)到工地和應用都需要經(jīng)過較多的周折,源于科研、生產(chǎn)、建設等各環(huán)節(jié)聯(lián)系松散。部分地區(qū)現(xiàn)在推行的推薦產(chǎn)品、推薦圖集等做法很受建筑師歡迎,但其在產(chǎn)品覆蓋面、普及率以及實際應用上還有較大差距建筑節(jié)能作為一門綜合性學科,涉及到建筑、暖通、電氣、建材、環(huán)境、檢測、計算機應用等話多專業(yè)內(nèi)容,是多學科的交叉和結(jié)合。建筑節(jié)能設計是節(jié)能建筑開發(fā)的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié),因此從國家到各地方,各級主管部門均將節(jié)能設計的專項審查作為一個十分重要的環(huán)節(jié)來抓。就目前的現(xiàn)狀而言,建筑設計階段最多考慮的是外圍護結(jié)構(gòu)的節(jié)能計算。要讓建筑師在滿足建筑功能及造型要求的前提下,使規(guī)范中要求的諸如建筑朝向、窗地比、體形系數(shù)、外墻傳熱系數(shù)、外窗傳熱系數(shù)等一系列嚴格的控制數(shù)據(jù)同時得到滿足基本不可能,多數(shù)時候設計師只能求助于動態(tài)方通過綜合節(jié)能指標的計算滿足規(guī)范的要求。而這個計算過程非常復雜,只能通過計算機進行模擬,就目前國內(nèi)使用較多的PKPM軟件來,相關(guān)材料的選擇、參數(shù)的調(diào)整等必須委托專職的“高手”才能在短時間內(nèi)得到一個符合要求的技術(shù)方案,節(jié)能計算幾乎成了少數(shù)“高手”的電腦數(shù)字游戲,而建筑師在整個過程中似乎很無助。而在節(jié)能材料施工方面,諸如墻體外保溫的防開裂、限髙、貼面磚等一些技術(shù)難題的攻關(guān)緩慢,由此看來,從建筑節(jié)能設計,到建筑節(jié)能材料、施工等各環(huán)節(jié),技術(shù)開發(fā)硏究還任重道遠,也需要國家及地方政府在建筑節(jié)能技術(shù)開發(fā)和創(chuàng)新方面加大政策支持力度。二、建筑節(jié)能設計的途徑一般有以下幾方面(一)、自然通風:從節(jié)能和舒適的角度考慮,自然通風是設計中要注意的一個很重要的問題,良好的自然通風,不僅有利于改善室內(nèi)的熱舒適程度,而且還可減少空調(diào)運行的時間,有利于降低建筑物的實際使用能耗。在建筑設計中平面應避開冬季主導風向,充分利用春、夏、秋季涼爽時段的自然通風,通過被動方式,利用室外氣流帶走室內(nèi)產(chǎn)生的余熱,從而保證室內(nèi)的熱舒適性,并縮短空調(diào)開啟時間,達到節(jié)能的目的。二)、建筑朝向:朝向?qū)ㄖ芎牡挠绊懸彩种卮?。太陽的輻射得熱在夏季會增加制冷負?在冬季則能降低采暖負荷。朝向選擇時應從當?shù)貧庀髼l件,地理環(huán)境,建筑用地等全面考慮,從節(jié)約用地的前提出發(fā),優(yōu)先采用本地區(qū)的最佳或接近最佳朝向,能柿多的日照,夏季避免過多的得熱,還應有利于自然通風,從長期實踐經(jīng)驗來看,中國煤化工適宜CNMHG的建筑朝向,但在建筑設計時會受到各方面因素的制約,不可能都采用南向,就應因地制宜合理確定建筑朝向,以滿足節(jié)能與舒適的要求(三)、建筑體形系數(shù):建筑體形系數(shù)是節(jié)能建筑設計特別要重視的問題。何為體形系數(shù)?體形系數(shù)就是指建筑物的外表面積與外表面積所包圍的體積之比。建筑體形的變化,直接影響建筑采暖空調(diào)的能耗大小,體形系數(shù)越小,從降低能耗的角度出發(fā),應將體形系數(shù)控制在一個較低的水平,但過低的體形系數(shù)會壓制建筑設計師的創(chuàng)作靈感,平面布局受到限制,使建筑造型呆板,使用功能不能合理的安排,因此,在具體的設計過程中,須權(quán)衡利弊,合理確定建筑造型,凹凸面不要過多,盡可能減少建筑的外圍護面積避免體形變化過多而使體形系數(shù)增大,應將體形系數(shù)定在一個標準規(guī)定的范圍內(nèi),以減少建筑能耗。四)、圍護結(jié)枃的保溫隔熱:影響建筑能耗最直接的因素是建筑圍護結(jié)枃的保溫隔熱性能。建筑的圍護結(jié)構(gòu)主要分為外墻、屋頂、門窗和地面。五)、外墻的保溫隔熱性能:由于外墻在整個建筑外包面積中占的比例最大,對建筑能耗的影響也最大。在嚴、寒地區(qū)冬季室內(nèi)外溫差達30-60℃以上,墻面?zhèn)鳠嵩斐傻臒釗p失非?？捎^。因此墻體的保溫隔熱是建筑節(jié)能的一個重要部分。在設計時應控制墻體的傳熱系數(shù),采用保溫性能好的砌體,如加砌混凝土自保溫砌體,也可采用多層復合墻體,根據(jù)保溫層位置的不同,復合墻體可分為外保溫、內(nèi)保溫、及夾心保溫墻體,每種保溫形式有各自的公有制點外墻內(nèi)保溫和自保溫由于結(jié)構(gòu)的原因很難消除冷橋熱橋,而采用外保溫,則由于保溫層覆蓋信整個外墻面而有利于避免冷橋熱橋的產(chǎn)生,內(nèi)保溫還會受二次裝修的影響,并占用室內(nèi)空間,國家已開始限制在居住建筑內(nèi)使用它,但對于少量使用的墻體內(nèi)保溫是合理的。夾心保溫是兩側(cè)為墻體材料中間為保溫材料,這種材料有利于其內(nèi)外裝修的優(yōu)點。另一方面,外墻外保溫體系可以保護主體結(jié)構(gòu),延長建筑物使用壽命,也可以方便地對舊有建筑物進行節(jié)能改造,從長遠來看,外保溫的優(yōu)越性明顯高于其它形式,因此外墻應優(yōu)先采用外保溫來達到節(jié)能目的。(六)、屋面的保溫隔熱性能:屋頂在整個建筑圍護結(jié)構(gòu)中所占的比例雖然遠低于外墻,但對頂層房屋而言,卻是比例最大的圍護結(jié)構(gòu),其保溫隔熱性能的好壞,直接影響頂層房屋的室內(nèi)熱環(huán)境與建筑能耗,與外墻一樣,也應控制傳熱系數(shù),采用高效保溫材料作為屋面的保溫層,根據(jù)保溫層的位置分內(nèi)外保溫,一般屋面大多采用外保溫,傳統(tǒng)的做法是保溫層設在防水層內(nèi),現(xiàn)在更科學的做法是保溫層設在防水層外的倒置式保溫屋面,既提高防水層的耐久性,又達到保溫隔熱效果。七)、外窗的保溫隔熱性能:在建筑圍護結(jié)構(gòu)中,與墻體,屋面相比,門窗(包括玻璃幕墻)的熱工性能最差,是影響室內(nèi)環(huán)境與建筑能耗最主要的因素之一。為改善門窗的保溫隔熱性能可以采用提髙門窗的氣密性,控制窗墻面積比,窗框采用斷熱金屬型材,増加門窗層數(shù),玻璃使用中空隔熱防輻射玻璃等措施來提高門窗的保溫隔熱性能,另外采取有效的遮陽設施對降低太陽輻射對建筑能耗的影響非常有益。(八)、地面的保溫:地面及樓板下方為室外或不采暖房屋時,樓面也應采取保溫措施。地下室外墻及地面的保溫往往是容易被遺忘和忽略的,但事實上它對保溫節(jié)能及提高舒適度都有一定的作用,因此應當根據(jù)計算選用一定厚度的防水保溫材料對其進行保溫。(九)、采暖系統(tǒng)的節(jié)能:城市供暖實行城市集中供暖和區(qū)域供暖,合理提高鍋爐的負荷,改善鍋爐運行效率,采用管網(wǎng)水平衡技術(shù),以及加強供熱管道保溫,可以大大提高熱效率。除此之外,應該運用高技術(shù)成果開發(fā)高效節(jié)能的建筑設備,利用可再生能源,充分提高采暖空調(diào)系統(tǒng)的用能效率,從而節(jié)約能源結(jié)束語節(jié)能建筑的開發(fā)建設不僅可為人們提供更舒適的生產(chǎn),熱生活環(huán)境,還對整個國家的能源安全具有非常重要的意義。隨著我國城鎮(zhèn)化建設的快速推進,由于人市計環(huán)愔和能源的巨大影響,要保證我國的快速與可持續(xù)發(fā)展,全面推行建筑節(jié)能d中國煤化工CNMHG系列法令,法規(guī)也顯示出政府在積極推行建筑節(jié)能方面的堅決態(tài)度。我國地域廣闊,建筑總量巨大,但節(jié)能建筑剛剛起步,涉及諸多環(huán)節(jié),需要各方面大力配合,隨著建筑節(jié)能工作的開展,以及人們對改善建筑熱環(huán)境的迫切要求,建筑節(jié)能技術(shù)必將得到迅速發(fā)展中國煤化工CNMHG