給建筑穿衣服

【摘 要】本文在目前我國寒地建筑單純靠被動式節能方式的基礎上，對主動式節能進行進一步的嘗試。探討寒冷地區低成本，可普及的生態節能技術。進而尋求適應寒地氣候條件及環境的生態建筑表皮設計方法。

【關鍵詞】寒地建筑；表皮；生態節能技術

1 前言

建筑是有生命的，歷史上經典的建筑無疑都是動態的，這是生命的基本特征，建筑師在設計建筑的同時，也必將會把自己靈魂的一部分注入到自己的作品中，其實我們是在創造生命。然而我們是怎么對待他們的呢？我們讓我們創造的生命，大冬天的就在外面站著，寒風吹著，上面還蓋著一層雪。面對這種情況？我覺得應該給建筑穿上衣服， “給建筑穿衣服”其實就是對建筑外表皮的研究，而外表皮的作用，在氣候相對惡劣的寒冷地區最為突出，所以對寒地建筑外表皮的研究室十分有意義的。

2 表皮的概念

表皮的概念強調獨立性。在不同的建筑師手中有不同的側重點，“對表皮的研究大致有兩種傾向，一是技術傾向，基于材料和建造來探索表皮的表現力，并積極地重新定位和重新建立建筑領域內人文和技術二者之間的關系。另一種傾向是關注于當代社會和心理條件，它將表皮作為一種策略來組織人、建筑和更大范圍內的城市文脈之間的關系，并將探討的范圍擴展到幾何、地形、拓撲、景觀等。（摘自《擬表——空間現象與策略設計》，《建筑師》110期）

3 節能發展現狀及存在的問題

我國寒地建筑的建筑節能技術的研究相對落后。目前我國正處于建設高峰期，每年新建房屋近20億平方米，超過所有發達國家建設量的總和，其中90％以上仍屬于高能耗建筑，節能技術相對落后。我國建筑的節能設計還主要集中在建筑外表皮的被動保溫方面，沒有形成綜合有效的全方位建筑節能設計體系。隨著我國對建筑能耗的重視，節能建筑材料得到快速發展。建筑材料節能體現建筑節能的被動性。

4 解決辦法

4.1 政策支持。政府應該加大支持力度，對于節能房間的建造給予政策上和經濟上的支持和鼓勵，制定更加詳細的節能規范。并加大宣傳力度提高公民節能意識。

4.2 提高建筑設計者節能意識。建筑設計者在設計時，應該充分的考慮太陽能、風能等自然能源在建筑中的利用。比如在規劃的時候，不僅要考慮日照間距，還應考慮有效利用太陽能的，“陽光”間距。建立良好的建筑節能設計氛圍。

4.3 形成全方位的建筑節能體系。在中國特殊的條件下，積極尋求低成本的，具有普適性的生態節能建筑外表皮技術。

5 對用低技術解決寒地建筑適應氣候問題的探索

5.1 鄉鎮民俗建筑建筑節能措施。

5.1.1 火墻，火炕 ，煙囪技術。煙囪是火墻的排煙通道，應有足夠的高度，煙囪的底部設有閥門式抽拉隔板，以控制煙氣的排放量。火墻的爐灶可以做飯，熱煙氣則通過火墻體供暖火墻還可兼作隔墻，但不允許作承重結構。利用爐灶的煙氣通過炕體煙道采暖，常見于中國北方地區，以及朝鮮、蒙古等國。 火炕由爐灶、炕體和煙囪三部分構成。連炕的爐灶可以做飯，炕體既可取暖，又可坐臥。因地區和民族習慣的不同，火炕的平面布置也有差異。炕體有直洞式、橫洞式、花洞式等。這些形式可歸納為并聯式和串聯式兩類，前者散熱均勻而抽風差，后者則相反。火炕具有散熱面積大、散熱均勻等優點，并符合冷熱氣流交換特性，作為原生態節能技術以地熱采暖方式在東北已廣泛應用于現代居住建筑當中。

5.1.2 冬季雙層表皮輔助抗寒措施。有些民俗住宅冬季采用塑料薄膜覆蓋窗戶的辦法，形成雙層外表皮。還有的利用秸稈在房間北向窗戶搭建框架，中間用碎干草填實，防止冷風滲透。東北朝鮮族農村民居為抵御冬季寒冷的北風侵襲，冬季在東、西、北三面用木桿距外墻1米左右搭建框架，其外用秸稈捆圍合，形成類雙層外界面，有效地調節了室內外溫差，減緩冷風滲透和吹掠外墻表面溫度的作用，雙層空間內又可形成冬季儲物空間。 搭建倉房也起到這個作用。

5.1.3 塑料大棚技術。塑料大棚俗稱冷棚，是一種簡易實用的保護地載培設施，由于其建 造容易、使用方便、投資較少，隨著塑料工業的發展，被世界各國普采用。 塑料大棚充分利用太陽能，有一定的保溫作用，并通過卷膜能在一定范圍調節棚內的溫度和濕度。因此，塑料大棚在我國北方地區， 主要是起到春提前、秋延后的保溫栽培作用。它的原理是塑料薄膜能使太陽短波輻射到達地面，但地表向外放出的長波熱輻射線卻不易透過塑料薄膜輻射出去，這樣就使地表與內部空間升高。

5.2 建筑物理學的傳導能耗公式。Q=A(t2-t1)λ/d Q：較熱表面傳至較冷表面的熱流量 A：外界表面積λ：材料的導熱系數d：材料厚度。

目前建筑節能設計主要通過減少外界表面積（A）和降低材料的導熱系數（λ）來實現保溫效能，而忽視室內外界面溫差變量(t2-t1)，使其成為設計常量，是被動式節能設計的片面性所在。

5.3 具體實施辦法研究。理論依據：公式Q=A(t2-t1)λ/d，中對△T的考慮。現實依據：對1、火墻、火炕、煙囪技術。2、冬季雙層表皮輔助抗寒措施3、塑料大棚技術。根據這些，做了如下的技術嘗試。適應嚴寒地區的具體做法是在外縱墻按單元采用玻璃封閉陽臺、挑臺，形成空氣間層，這樣朝陽面可以利用溫室效應提高溫度，非朝陽面可以提高外圍護結構的保溫能力。按單元采用玻璃坡屋頂，形成屋頂溫室從而形成屋頂和墻體建筑一體化的建筑節能效果。（如下圖）

6 結語

本文對寒地生態節能建筑從綜合設計方面進行研究性探討，預期在目前單純以材料節能的方式基礎上，進一步嘗試深層次生態節能技術及設計方法。采用上述雙層墻體，在提高外表皮的保溫隔熱能力基礎上，還可適當減少外墻外保溫板的厚度和面積，減少施工難度和苯板帶來的質量問題。同時外表面是玻璃，也豐富了立面，加強了光影效果。屋頂采用坡屋頂封閉溫室，與墻體構成了一體化的節能方式，如果大面積采用，還解決了平屋頂防水不好的問題。更重要的是解決了太陽能熱水器胡亂放置不美觀，和熱水器嚴寒期過冬的問題。

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作者簡介：

張成龍.（1963～），吉林省琿春人，教授，碩士研究生導師，工學碩士，在讀博士研究生。