摘要:我國(guó)是世界上每年新建建筑量最大的國(guó)家,每年20億平方米新建面積,相當(dāng)于消耗了全世界40%的水泥和鋼材,同時(shí)每年產(chǎn)生數(shù)以?xún)|計(jì)的建筑垃圾,給中國(guó)乃至世界帶來(lái)巨大的環(huán)境威脅。因此建筑行業(yè)全面節(jié)能勢(shì)在必行.

　　關(guān)鍵詞:建筑,能耗,節(jié)能設(shè)計(jì)

　　引言

　　建筑作為人工自然產(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，為人類(lèi)創(chuàng)造出良好的室內(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，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)熱舒適度要求，結(jié)果導(dǎo)致高能耗和自然生態(tài)的破壞。我國(guó)是能源短缺的國(guó)家，但建筑能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)展，需要我們重新研究節(jié)能設(shè)計(jì)策略，充分挖掘建筑節(jié)能的潛能。

　　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(lèi)將不得不轉(zhuǎn)向成本較高的生物能、水利、地?zé)帷�風(fēng)力、太陽(yáng)能和核能，而我國(guó)的能源問(wèn)題更加嚴(yán)重。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、儲(chǔ)備量低;②能源結(jié)構(gòu)依然以煤為主，約占75%。全國(guó)年耗煤量已超過(guò)1 3億噸;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(guó)家低1 0%。隨著城市建設(shè)的高速發(fā)展，我國(guó)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1 3%，建筑總能耗已達(dá)全國(guó)能源總消耗量的45%。我國(guó)現(xiàn)有建筑面積為400億m2，絕大部分為高能耗建筑，且每年新建建筑近20億m2，其中95%以上仍是高能耗建筑。如果我國(guó)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(guó)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。全面的建筑節(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)地保障國(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。

　　2 建筑節(jié)能的具體設(shè)計(jì)

　　住宅的總體規(guī)劃應(yīng)與單體建筑相協(xié)調(diào),充分考慮各種宏觀因素(如地區(qū)、朝向、方位、建筑布局、地形地勢(shì)等)對(duì)單體布局的影響,充分利用所在地區(qū)的天然熱源、風(fēng)源等來(lái)實(shí)現(xiàn)每一棟住宅建筑單體夏季都有充足的迎風(fēng)面,冬季都有充足的日照,以滿足采暖、通風(fēng)與采光的要求。單體之間的組合對(duì)氣流的形成具有直接的影響,特別是高層建筑群內(nèi)部易受到回旋渦流的作用,容易出現(xiàn)死角,不利于室內(nèi)的自然通風(fēng),從而形成不利的小區(qū)微氣候。因此,為了營(yíng)造綠色舒適的小區(qū)微環(huán)境,應(yīng)調(diào)整好單體之間的組合,使每棟建筑物處于周?chē)�建筑物的氣流旋渦區(qū)之外,避免出現(xiàn)滯流區(qū)。另外,綠化和水體可以改善小區(qū)的微氣候。設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)結(jié)合居住區(qū)規(guī)劃布置綠化和水體,以此進(jìn)一步改善室內(nèi)外的物理環(huán)境(聲、光、熱),減少熱島效應(yīng),改善局部氣候,保證小區(qū)內(nèi)的空氣溫度、空氣濕度、氣流速度和熱島強(qiáng)度等各項(xiàng)指標(biāo)符合健康舒適和節(jié)能要求。

　　3 住宅平面的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)

　　3.1住宅平面設(shè)計(jì)中首要問(wèn)題是確定適當(dāng)?shù)奶仔兔娣e。因?yàn)檫m當(dāng)?shù)慕ㄖ�面積不但可以節(jié)約用地(建筑行業(yè)“四節(jié)”之一)還可以大大節(jié)約建筑用材,減少營(yíng)造、維護(hù)與使用過(guò)程中的能耗。另外,建筑平面的巧妙布局亦能獲得較好的節(jié)能效果。

　　3.2由于我國(guó)地處北半球,太陽(yáng)高度角和方位角變化規(guī)律使南朝向?yàn)樽顬楣?jié)能的建筑朝向,此朝向夏季可減少太陽(yáng)輻射得熱,冬季可增加太陽(yáng)輻射得熱,而且此朝向建筑與我國(guó)夏季盛行的東南風(fēng)差不多成垂直關(guān)系,容易形成穿堂風(fēng),而又避開(kāi)了冬季盛行的西北風(fēng)。因此,將住戶(hù)長(zhǎng)時(shí)間活動(dòng)的居住空間(如廳、主要臥室)設(shè)于日照通風(fēng)條件最佳的南向位置,利用自然環(huán)境使室內(nèi)達(dá)到最大的舒適度,為住戶(hù)節(jié)約采暖和空調(diào)的能耗。而南北向建筑可以獲得最多的南朝向房間,所以建筑平面誼設(shè)計(jì)成南北向。對(duì)于日照、通風(fēng)條件較差的北朝向與長(zhǎng)時(shí)間接受太陽(yáng)輻射的東西向可布置些平面功能比較次要的電梯、樓梯、管道井、機(jī)房、衛(wèi)生間、廚房等,以擋住日照直接照射主要房間,避免冬季西北風(fēng)灌入。經(jīng)調(diào)查,在其他條件相同的情況下,南北向的多層建筑的傳熱耗熱量比東西向可降低5%左右。

　　4住宅外墻的節(jié)能設(shè)計(jì)

　　4.1墻體是住宅的主體部分,是建筑室內(nèi)外熱交換的主要介質(zhì),建筑節(jié)能50%,其中就有約25%是通過(guò)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)外墻的保溫隔熱性能來(lái)實(shí)現(xiàn)的。使用節(jié)能外墻與使用普通外墻室內(nèi)溫度相差可達(dá)4～10度,所以墻體的設(shè)計(jì)是不容忽略的一個(gè)方面。外墻除了應(yīng)具有基本的承重、安全圍護(hù)等功能外,還應(yīng)考慮選用保溫隔熱性能好的墻體材料,對(duì)傳熱性好的墻體或墻體中傳熱性好的部位應(yīng)加設(shè)保溫隔熱層。

　　4.2在建筑物受太陽(yáng)輻射的各個(gè)外表面中,屋面是接受太陽(yáng)直射時(shí)間最長(zhǎng)的部位,因此受輻射得熱也是最多的,相當(dāng)于東西向墻體的2～3倍,所以它的保溫隔熱也顯得尤為重要。保溫隔熱的材料宜選用密度大、導(dǎo)熱系數(shù)小、憎水或吸水率較小的材料(如膨脹型泡沫聚苯板)。采用倒置式屋面將憎水性保溫材料設(shè)于防水層上,可有效防止傳統(tǒng)屋面構(gòu)造中防水層容易老化從而影響保溫隔熱效果的問(wèn)題。此種方法施工簡(jiǎn)易,可廣泛采用。

　　4.3另外,利用屋頂種植花卉、灌木(如彩葉草、三色堇、麥冬草等)形成生態(tài)型屋面,既可阻擋熱源,減少溫室氣體的排放,達(dá)到保溫隔熱,又可美化環(huán)境,改善城市氣候,做到一舉兩得。種植的土壤在吸水飽和后會(huì)自然形成一層憎水膜,可起到滯阻水的作用,有利于屋面的防水,而且土壤導(dǎo)熱系數(shù)小,有很好的熱惰性,不隨大氣氣溫驟然升高或下降而大幅波動(dòng),有利于屋面的保溫隔熱。同時(shí),在屋面蓄水,形成蓄水型屋面,也是節(jié)能屋面的有效措施。利用水蒸發(fā)可帶走大量的熱,從而有效減弱屋面的傳熱量和降低屋面溫度。據(jù)測(cè)試,蓄水、種植屋面土壤表面溫度與一般屋面表面溫度比較,溫度可低27℃。此外,采用平坡屋頂結(jié)合的構(gòu)造形式,在屋面保溫隔熱層上做架空層,通過(guò)空氣流通來(lái)散熱也是個(gè)不錯(cuò)的辦法。

　　5住宅門(mén)窗的節(jié)能設(shè)計(jì)

　　5.1外門(mén)窗是耗熱的重要渠道,它既是太陽(yáng)輻射的得熱部件,又是主要的失熱部件,傳熱系數(shù)約為墻體的3～4倍,是節(jié)能的重點(diǎn)部位,所以合理確定窗墻面積比是節(jié)能的重要措施之一。對(duì)于住宅設(shè)計(jì)應(yīng)避免少做落地窗、飄窗等。外墻門(mén)窗設(shè)計(jì)除滿足自然通風(fēng)外,設(shè)計(jì)中應(yīng)該強(qiáng)調(diào)東西南北開(kāi)窗有別,不同功能房間開(kāi)窗有別。面對(duì)冬季主導(dǎo)風(fēng)向的立面,應(yīng)盡量減少開(kāi)窗面積。設(shè)置外窗部位,應(yīng)提高外窗的密封性能(如選用膠條密封而不是毛條),選用好的窗型(如平開(kāi)窗氣密性相對(duì)較好),門(mén)窗配件,提高窗框的隔熱性能(如采用塑料型材、鋁合金斷熱型材、玻璃鋼型材、鋁木復(fù)合材料等),減少窗框的外露面積,采用保溫隔熱性能好的玻璃(如中空玻璃、鍍膜玻璃等)。根據(jù)國(guó)內(nèi)外大量應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)證實(shí),采用雙層玻璃塑料鋼窗是較好的選擇。外門(mén)窗除了采光,通常也是建筑自然通風(fēng)的渠道。所以,外門(mén)窗的開(kāi)啟也是夏季通風(fēng)節(jié)能的必要條件。夏季迎風(fēng)面可作為主要的開(kāi)窗部位,引進(jìn)自然風(fēng),增加夏季的滲透通風(fēng)。但同時(shí),外門(mén)窗的設(shè)計(jì)應(yīng)減少冬季寒風(fēng)的滲透,有利于室內(nèi)保溫,改善生活環(huán)境的舒適度。對(duì)于向陽(yáng)的地方,可采用凹式開(kāi)窗設(shè)計(jì),外加遮陽(yáng)板及鍍有特種金屬的熱反射窗簾,這種設(shè)計(jì)既美觀又兼有較好的遮陽(yáng)效果。

　　3 結(jié)語(yǔ)

　　我國(guó)作為世界能耗大國(guó),對(duì)于發(fā)展可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)建筑,減少建筑能耗更是刻不容緩。而建筑節(jié)能是養(yǎng)活建筑能耗的有效方法,同時(shí)也是節(jié)約經(jīng)濟(jì)的方法。因此,作為建筑師,更應(yīng)從自身做起,從不同角度,依據(jù)建筑規(guī)范對(duì)節(jié)能進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),充分利用我國(guó)現(xiàn)有的自然條件,在改善人們居住環(huán)境的同時(shí),充分挖掘節(jié)能潛力,從而實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源,減少能源消耗。相信在不久的將來(lái),建筑節(jié)能事業(yè)必將在我國(guó)展現(xiàn)欣欣向榮的景象。