科學(xué)進(jìn)步科學(xué)與財(cái)富建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)之我見(jiàn)陳蘭林(江蘇省方圓建筑設(shè)計(jì)研究有限公司)摘要:建筑節(jié)能有利于從根本上促進(jìn)能源資源節(jié)約和合理利用緩解我國(guó)能源資源供應(yīng)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的矛盾;有利于加快發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展;有利于長(zhǎng)遠(yuǎn)的保障國(guó)家能源安全、保護(hù)環(huán)境、提高人民群眾生活質(zhì)量、貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀。建筑設(shè)計(jì)是其中一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)。本文從建筑節(jié)能的基礎(chǔ)出發(fā),對(duì)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)方面進(jìn)行了探索。關(guān)鍵詞:建筑節(jié)能;重要性;建筑節(jié)能設(shè)計(jì)引言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作為人工自然產(chǎn)品,是人類(lèi)自身應(yīng)變自然環(huán)境氣候的一種延伸手個(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段。建筑發(fā)揮著氣候“過(guò)濾器”的角色,通過(guò)利用和防御自然界各種氣候因素5合理控制窗墻比。窗墻比就是建筑外窗總面積與外圍護(hù)墻體總面積為人類(lèi)創(chuàng)造岀良好的室內(nèi)氣候條件。我國(guó)古代的傳統(tǒng)民居,如北京的四合之比值由于外圍護(hù)墻體的熱工性能比玻璃窗戶(hù)要好。盡管外窗面積比外墻院、西南的吊腳樓、陜北的窯洞、閩南的土樓等,雖然建筑形式和材料各不相面積要小得多,但高耗能建筑有4%的耗能是通過(guò)門(mén)窗散失的。因此,解決好同但都是長(zhǎng)期氣候選擇和建筑不斷應(yīng)變的結(jié)果。隨著現(xiàn)代技術(shù)水平的提高,門(mén)窗節(jié)能的問(wèn)題相當(dāng)重要人類(lèi)有時(shí)過(guò)分地依賴(lài)人工設(shè)備技術(shù)力量,以期實(shí)現(xiàn)更高的室內(nèi)熱舒適度要6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。根求,結(jié)果導(dǎo)致高能耗和自然生態(tài)的破壞。建筑節(jié)能是整饣建筑全壽命過(guò)程中據(jù)建筑功能的需求,應(yīng)通過(guò)合理的外部環(huán)境設(shè)計(jì)來(lái)改善既有的微氣候環(huán)境,每一個(gè)環(huán)節(jié)節(jié)能的總和。是指建筑在選址、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造和使用過(guò)程中,創(chuàng)造建筑節(jié)能的有利環(huán)境,主要方法為:①在建筑周?chē)贾脴?shù)木、植被,既能通過(guò)合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)采用節(jié)能型的建筑材料、產(chǎn)品和設(shè)備執(zhí)行建筑節(jié)能標(biāo)有效地遮擋風(fēng)沙、浄化空氣,還能遮陽(yáng)、降噪;②創(chuàng)造人工自然環(huán)境如在建筑準(zhǔn),利用可再生能源在保證建筑物使用功能和室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量的前提下,降附近設(shè)置水面利用水來(lái)平衡環(huán)境溫度、降風(fēng)沙及收集雨水等低建筑能源消耗合理、有效地利用能源。我國(guó)是能源短缺的國(guó)家.但建筑能7合理利用可呼吸”玻璃幕墻。它一般由雙層玻璃幕墻構(gòu)成(外層通常為耗卻是同等氣候條件下發(fā)達(dá)國(guó)家的2-3倍。高能耗不利于建筑可持續(xù)性發(fā)單層玻璃內(nèi)層為絕熱的雙層玻璃)在兩層幕墻間形成一定寬度的空氣夾層展,需要我們重新硏究節(jié)能設(shè)計(jì)策略,充分挖掘建筑節(jié)能的潛能并配有可調(diào)節(jié)的百頁(yè)。在冬季,雙層幕墻間的空氣夾層形成一個(gè)利用太陽(yáng)能二、建筑節(jié)能的重要性的玻璃溫室有利于建筑的保溫采暖:在夏季,則利用熱壓通風(fēng)和百頁(yè)遮陽(yáng),達(dá)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(lèi)將不到降溫的目的得不轉(zhuǎn)向成本較高的生物能、水利、地?zé)?、風(fēng)力、太陽(yáng)能、核能,而我國(guó)的能源合理控制屋面隔熱保溫與遮陽(yáng)。在夏季,屋面日照時(shí)間長(zhǎng),太陽(yáng)輻射強(qiáng)題更加嚴(yán)重。度大,屋頂度最高達(dá)到6-80°℃C,頂層室內(nèi)溫度受其影響會(huì)提高我國(guó)能源發(fā)展主要存在四大問(wèn)題①人均能源擁有量低、儲(chǔ)備量低;②能4℃。在冬季,屋頂對(duì)外散失熱量,又增加了室內(nèi)的空調(diào)熱負(fù)荷。屋面隔熱保溫源結(jié)構(gòu)依然以煤為主約占75%全國(guó)年耗煤量已超過(guò)13億;③能源資源分布除采用倒置式設(shè)計(jì)外,蓄水屋面和種植屋面越來(lái)越引起人們的重視。①蓄水不均,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)不足造成北屋面,就是利用屋面蓄水層蒸發(fā)帶走太陽(yáng)輻射熱(蓄水層深度一般保持在煤南運(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2mm為宜)從而有效地減弱屋面的傳熱量和降低屋頂內(nèi)表面溫度可比33%比發(fā)達(dá)國(guó)家低1‰。隨著城市建設(shè)的高速發(fā)展我國(guó)的建筑能耗逐年大般屋面低2-4℃具有明顯的隔熱效果。②種植屋種生態(tài)節(jié)能型屋面,幅度上升,龐大的建筑能耗,已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的巨大負(fù)擔(dān)。因此建筑行業(yè)全不僅能夠提高屋面的隔熱保溫性能還能増加城市綠地面積,改善城市氣候節(jié)能勢(shì)在必行環(huán)境。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,種植屋面使屋頂外表面最高溫度下降32.4℃,內(nèi)表面最三、建筑節(jié)能設(shè)計(jì)高溫度下降2℃,具有較好的隔熱保溫性能。屋面遮陽(yáng),主要采用遮陽(yáng)構(gòu)架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?chē)陉?yáng)百頁(yè)、膜結(jié)構(gòu)、飄板等有效遮擋太陽(yáng)直接輻射屋面,同時(shí)也能結(jié)合立面環(huán)境條件等因素的綜合狀況來(lái)確定。從建筑設(shè)計(jì)入手綜合分析地區(qū)氣候特造型創(chuàng)造出有性格的建筑形象征充分利用有利的氣候條件和防御不利氣候因素影響。地區(qū)氣候特征包括9合理利用自然通風(fēng)。風(fēng)壓與熱壓是實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)的兩種手段,二者互太陽(yáng)能輻射強(qiáng)度、最熱(冷令)月平均氣溫及空氣濕度、夏(冬)季主導(dǎo)風(fēng)與平均為補(bǔ)充、密不可分。風(fēng)壓通風(fēng)是利用建筑的迎風(fēng)面與具有良好外部風(fēng)環(huán)境的風(fēng)壓、雨雪量等要素。這些要素是我們節(jié)能設(shè)計(jì)需要注意的“氣候條件”。此地區(qū)選擇有利通風(fēng)的建筑朝向、控制建筑進(jìn)深、“引導(dǎo)”自然通風(fēng)等,可實(shí)現(xiàn)外還需注意區(qū)域的“微環(huán)境”如地形條件、地表環(huán)境、地表土壤和環(huán)境植被良好的風(fēng)壓通風(fēng)效果。熱壓通風(fēng)即“煙囪效應(yīng)η,是利用熱空氣上升,從建筑等。只有這樣才能權(quán)衡利弊、趨利避害,統(tǒng)籌運(yùn)用氣候因素。建筑設(shè)計(jì)中既上部排風(fēng)口排出污濁的熱空氣,從建筑底部吸入新鮮的冷空氣,實(shí)現(xiàn)建筑內(nèi)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)造條部的自然通風(fēng)。一般在不良的外部風(fēng)環(huán)境地區(qū),或進(jìn)深較大的建筑,多利用熱件,同時(shí)又要不破壞整體生態(tài)環(huán)境的平衡。壓或熱壓風(fēng)壓兼用,實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)。在設(shè)計(jì)中,可利用建筑物內(nèi)部貫穿多層的2合理的規(guī)劃。合理群體規(guī)劃布局,設(shè)計(jì)中要充分考慮夏季有利的主導(dǎo)豎向空間(如樓梯間、中庭)結(jié)合拔風(fēng)井、風(fēng)塔等構(gòu)造創(chuàng)造出滿(mǎn)足熱壓式自然風(fēng)向(通風(fēng)致涼)和避免冬季不利的主導(dǎo)風(fēng)向(避風(fēng)保暖)綜合考慮采光、通通風(fēng)進(jìn)出風(fēng)口的高差風(fēng)、保溫和防曬等因素,合理安排群體布局和建筑朝向。合理的建筑規(guī)劃和10.合理選用建筑節(jié)能材料也是全面建筑節(jié)能的一個(gè)重要方面。建筑材體型設(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、建筑體料的選擇應(yīng)遵循健康、高效、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能的原則。一方面,隨著科技的發(fā)展.大型及建筑形體組合、建筑日照及朝向等方面的確定量的新型高效材料不斷被研制并應(yīng)用到建筑設(shè)計(jì)中去,更好地起到節(jié)能效3合理控制體形系數(shù)。體形系數(shù)就是指建筑物與室外大氣接觸的外表果。如新型保溫材料、防水材料在墻體屋頂中的應(yīng)用,達(dá)到了更好的保溫防面積Fm2)和其所包圍的體積wαm3)之比值。也就是說(shuō),單位建筑空間的外潮效果;新型透光隔熱玻璃(如Low-E玻璃等)在門(mén)窗中的應(yīng)用,起到了更好表面積越大體形系數(shù)越大,能耗就越高反之亦然。因此在考慮節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí),的透光隔熱效果采用可調(diào)節(jié)的鋁材遮陽(yáng)板達(dá)到遮陽(yáng)的目的建筑平面外形不宜凹凸太多,力求完整避免因凹凸太多增大而提高體形系四、結(jié)語(yǔ)數(shù)。在所有幾何形體中球面體體形系數(shù)最小,同等條件下能耗最低。如合肥全面的建筑節(jié)能是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。目前,國(guó)家已制定了《公共建筑節(jié)能設(shè)大劇院就采用近似球面體外形,體形系數(shù)小而相對(duì)節(jié)能計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》、《熱冬H中國(guó)煤化工熱冬暖地區(qū)居住建筑斗合理控制日照及朝向選擇的原則是冬季能獲得足夠的日照并避開(kāi)主節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》等行政策規(guī)定在具體實(shí)踐導(dǎo)風(fēng)向夏季能利用自然通風(fēng)并盡量減少太陽(yáng)輻射。然而建筑的朝向、方位中還必須由設(shè)計(jì)、施CNMHG行管理部門(mén)、,用戶(hù)等各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、地個(gè)環(huán)節(jié)按照國(guó)家的節(jié)能政策和節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,全面地、嚴(yán)格地采取節(jié)能措形、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(mǎn)足夏季施,讓每一位公民真正樹(shù)立起全面的建筑節(jié)能觀將建筑節(jié)能真正落到實(shí)處?！?12