段紅英
(周口市水利勘測設計院,河南 周口 466000)
所謂建筑節能,就是在滿足居住舒適性要求的前提下,在建筑中使用隔熱保溫的新型墻體材料和高能效比的采暖空調設備,達到節約能源、減少能耗、提高能源利用效率之目的。
國家對降低建筑能耗工作非常重視,1998年1月1日起實施的《中華人民共和國節約能源法》,對依法推進建筑節能工作具有重要意義。為了達到節能50%的目標,國家還頒布了《民用建筑節能設計標準》(JGJ126-95)、《民用建筑熱工設計規范》(GB50176-93)、《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》(JGJ134-2001),武漢市建設管理委員會2000年8月8日也頒布了《武漢市居住建筑節能設計技術規定》。
建筑節能是緩解我國能源緊缺矛盾、改善人民生活工作條件、減輕環境污染、促進經濟可持續發展的一項最直接、最廉價的措施,也是深化經濟體制改革的一個重要組成部分。
建筑節能設計有什么好處呢?我們從以下幾點來探討一下:
1、有利于我國經濟快速穩定發展
我國是一個能耗大國,能耗消費總量排在世界第二。而我國人口眾多,能源資源相對缺乏,人均能源占有量僅為世界平均水平的40%。我國的建筑能耗已占到全社會總能耗的30%左右。在目前我國能源形勢相當嚴峻,在今后的長時期內也將難以緩解的狀況下,節約能源已是刻不容緩。如果再不節約能源,將嚴重制約我國的經濟和社會發展。因此,為了使國民經濟持續、穩定、協調發展,提高環境質量,必須節約使用能源,逐步扭轉能源浪費嚴重的局面。
2、有利于環境保護
隨著國民經濟的快速發展,居民空調的擁有量呈直線上升。而空調能耗產生的二氧化硫、氮氧化物和其他污染物都會污染空氣、危害人的身體健康,造成環境酸化,破壞生態平衡。通過建筑節能可以減少污染物的排放量,減輕大氣污染,保護生態環境和提高建筑熱環境的質量。
3、有利于提高居住質量,降低住戶的使用成本
隨著我國經濟快速穩定發展和人民生活水平的提高,追求舒適的居住環境成了人們的迫切需要,節能建筑由于采用了成套的節能技術措施,如適當控制建筑體形系數,采用保溫性能良好的加氣混凝土砌塊等新型墻體材料,采用中空雙層玻璃窗等,減少了圍護結構的散熱,改善了建筑熱環境的質量,提高了供熱系統的熱效率,既節約了能源,又降低了房屋的使用成本,住戶得到了實惠。
建筑節能的好處確實不少,但又容易在設計中被忽視。它們涉及到建筑規劃、建筑通風、建筑外遮陽等,對這些問題進行深入探討有著重要的現實意義,因此以下我將就節能存在的問題進行討論:
1、規劃與節能設計
在以往的規劃設計中,設計人考慮的往往是容積率、日照間距、空間形態、以及建筑與周邊環境協調等問題,而很少從節能的角度來指導設計,節能設計只有在單體方案設計階段才有所重視,從而產生了許多單體設計難以解決的問題。所以,提倡建筑節能首先應該重視規劃節能。規劃節能是指在規劃設計當中充分考慮建筑與外部環境的關系,以節能作為指導規劃設計的主要原則,充分利用自然資源,實現從總體上為建筑節能創造先決條件的設計方法。其中,規劃節能對于居住建筑尤為重要。
影響居住區氣候環境及建筑舒適性的最主要的兩個因素是太陽輻射和空氣流動。因此,通過降低太陽輻射、增強建筑的自然通風效果是規劃節能的主要方向。首先,建筑的主要朝向應迎合當地夏季的主導風向,利于自然通風,提高居住的舒適度。同時,南北朝向的建筑物在夏季所受到的太陽輻射也相對東西朝向建筑要少很多,可以節省夏季空調的用量;而在冬季時,建筑受到太陽輻射的情況剛好與夏季相反,從而節約了建筑保溫所需的能耗。第二,居住建筑的間距應在滿足當地規劃部門的日照間距要求上適當加大。增加建筑物的間距有利于居住區內的空氣流動--風量增大、風速提高,從而使建筑物與空氣的熱交換增加,有效降低建筑物的溫度,從而降低建筑能耗。第三,居住建筑群的組合應充分考慮整體的節能效果,以有利于居住區內的自然通風。
2、建筑單體的通風與節能設計
建筑市場中,住宅開發商為了達到土地最大利用率的目的,往往要求建筑師按容積率的最高值進行設計,甚至超值設計,這樣導致許多新建住宅多為一梯六戶、一梯八戶,甚至一梯十戶以上都有。這種住宅單體平面在實際使用中通風將十分不利,特別是在夏季,室內積聚的熱量難以散失,必須采用人工通風或空調降溫,大大增加了建筑使用的能耗。而且目前的許多住宅設計,建筑立面窗戶的設計主要是從立面造型方面考慮--采光面積大,可開啟窗戶面積小,這樣的設計不但對隔熱不好,對通風就更加不利。這都是因為忽視建筑單體的通風設計所造成的。所以,一定要做好建筑單體的通風設計,而且要從平面和剖面兩方面考慮。
平面的通風設計應注重以下幾個問題:第一,平面設計盡可能按有利于空氣的貫穿進行考慮。建筑的進深應有效控制,避免建筑體型過于臃腫。房間的門窗位置應合理安排,窗戶的朝向應有利于形成穿堂風,從而增加房間內的空氣流動,利于室內換氣。第二,窗戶的開啟形式對通風面積和氣流的流場均產生較大的影響。因此,從通風的角度考慮,對于有利于建筑通風的窗戶應盡可能采用提高通風面積的形式,窗戶開啟的角度和位置要慎重考慮,科學設計,將室內空氣主流場控制在房間剖面的主要使用高度。
3、建筑外遮陽的運用與節能設計
隨著節能技術的推廣,業界對建筑外遮陽也越來越重視。建筑外遮陽能有效地阻隔部分太陽光直接照射到建筑物的外圍結構,特別是防止太陽輻射穿過窗戶直接進入室內,從而有效降低室內溫度,達到節能的最終目標。在實際設計中,設計師經常會為了達到造型效果而刻意增加立面上的裝飾構板,這些構件由于并非從遮陽方面考慮,所以形式作用大于實際功能。這并不符合設計的經濟原則和節能原則。所以筆者認為,建筑立面設計應與建筑外遮陽設計相結合,并注意三方面的問題:一是要明確各種外遮陽的適用性。二是要從構件的設計上合理處理好遮陽與隔熱的問題。三是要合理設置遮陽板,避免影響室內空氣的流動速度。
建筑節能是一個復雜的系統工程,涉及方方面面的問題。以上談及的只是一部分內容。本文只是拋磚引玉,希望同行們能多加指正,集思廣益,共同探討建筑節能設計的新方法。
[1]沈致和.住宅節能原理與設計[M].合肥:安徽科學技術出版社,2006.65-70.
[2]李德英.建筑技能技術[M].北京:機械工業出版社,2006.55-60.
[3]《民用建筑節能設計標準》(JGJ126-95)、《民用建筑熱工設計規范》(GB50176-93).