高效節能建筑設計實例淺析

黃子聰

【摘要】建筑節能是一項系統工程，涉及建筑材料、建筑設計、建筑物理、暖通空調、施工管理、物業管理、政策法規等諸多方面。不同專業之間應加強協作，工程技術人員要樹立全方位的節能意識，在建設基礎的不同時期，應從不同角度，依據不同原則對節能進行研究。

【關鍵詞】建筑節能 設計

21 世紀人類共同的主題是可持續發展，對于城市建筑來說也必須由傳統高消耗型發展模式轉向高效綠色型發展模式，綠色建筑正是實施這一轉變的必由之路，也是當今世界建筑發展的必然趨勢。英國根據當地的環境和建筑的特點. 按照綠色建筑的理念和行業標準，建造了許多綠色節能的建筑。下面就舉兩個英國建筑的實例和一個國內生產廠房的設計來說明綠色節能理念在建筑設計中的運用。

1實例一

賽恩斯伯里視覺藝術中心（Sain-sbury Centre for Visual Arts），位于東安格利亞大學（Univer-sity of East Anglia）校區內，由享譽盛名的英國建筑大師諾曼·福斯特（SirNorman Foster）于1974～1977年設計并建造完成。銀白色的金屬外殼與透亮的玻璃幕墻設計，在青青的草地及綠樹藍天的映襯下格外的超凡脫俗，可以想象這個藝術中心在70年代的英國仿如出水芙蓉般純凈透亮，真可謂建筑與自然渾然天成，這應該就是與自然“共生”的建筑吧。走進藝術中心，空氣相當的清新自然，綠化種植的中庭，秩序井然地擺放著幾張咖啡桌椅，建筑外部的金屬外殼材料據工作人員說是1992 年重新裝修的，上部的金屬網架原本是作為檢修空間的，但由于金屬表皮，夏天吸熱量大，溫度高，導致檢修工人無法進入。

而室內空調的出風口，與在國內常見的頂部送風不同，這里是采用側送風形式，出風口設于離地2.4m的高度處，接近人的活動范圍，并設于長邊的兩側，向進深為19m的短邊方向送風，每組送風由四個出風筒組成，各個風口可以根據需要自由靈活調整出風方向，左側上（下），右側上（下），正前（上、下）等方位多種組合，更賦予人性化。到了夏天送風口2.4m 高度處形成了一道天然的帷幕，將熱空氣有效地阻集在頂部，而在人們的活動區域內溫度達到了人體的舒適度。技術主管告訴我們形成這樣獨特的室內環境是福斯特先生當年設計時并未考慮到會有如此的效果，真的是為這個優秀的建筑錦上添花。為了達到有效的節能，南北兩側的墻體是采用了雙層墻體，間隔2.5～3m左右，主要為設備及檢修用房，為了防止設備的聲響影響室內，墻體使用了高效的吸音材料。西側為咖啡廳透過玻璃幕墻與外界自然景觀融為一體，景色宜人，藝術展品區用矮墻靈活分隔，無論從內部天橋，或是旋轉樓梯等空間結構都能將展品盡收眼底。

2實例二

貝丁頓零排放住宅小區（BedZED：Beddington Zero EmissionsDevelopment）是英國第一個在住宅設計中成功實現了“和環境協調共生，節能，多功能混合使用”的居住區發展計劃。同時，作為英國第一個大規模的“碳中和”（Carbon Neutral——不增加大氣中 C02的凈含量） 的生態村由建筑師比爾.當斯特（Bill.Dunster）設計，位于倫敦南部沃林頓區，包括83個混合使用的住宅（社交的，私人居住的，或是出用途的）加上3000m2工作場所，零售，休閑娛樂場所。調研發現，以用水量為例，BedZED的住戶平均每人每天消耗76L水相比之下英國平均用水量為 140L，而倫敦為150L每人每天的用水量。小區的節水歸功于節水設備（小區內每個衛生器具均達到節水要求），雨水收集器，綠色水處理系統，同時也與居民節約用水的意識也是分不開的。主要的水處理器也稱綠色水處理器（Green Water Treat-ment P1ant）處理住宅及商業用途的水制造非飲用的綠色水，存儲和混合了收集到的雨水用于沖洗廁所及灌溉，這樣就大大減少了飲用水的使用量，提高了循環系統的利用效率，同時也減少了對生態系統的影響。每個單元戶內都安裝了電、氣、水的計量器，住戶能很容易且清楚地通過讀數，知道使用了多少能源，從而達到提醒住戶提高節約意識。BedZED通過以下的7個途徑達到了減少1/3用水量的目的：

1安裝了高效能的節水用具，如洗衣機。

2使用低水量的沐浴器，淋浴使用的水量較盆浴節省80%，使用低流量的蓮蓬頭，將可再節省50%的流量；相對也減少一半燒熱水的能量。洗澡水可回收供沖洗馬桶等等。同時使用低流量節水龍頭，可減低50%的流量，但仍保有很快的流速，其裝置簡單價格便宜。

3使用兩段式的沖水設備，大小便出水量切換裝置，自動感知小便器沖洗裝置。節水型大便器，它的用水量可較舊型節省20%～40%之用水；洗手龍頭與馬桶水箱一體設計，洗手水回收至沖水水箱。

3廠房的節能設計

在廠房設計中，采用節能設計方法，與采用節能結構前的同類型車間相比，節能在50%以上，取得了較好的效果。

3.1 車間外墻的節能設計

為了加速墻體材料革新，限制實心粘土磚的生產和使用，節約土地和能源，保護環境，推廣節能建筑，現在很多地區，特別是粘土資源豐富的地區，都出臺了墻體材料革新和建筑節能管理方面的規定，要求使用具有節能、節地、保溫、輕質、高強等特點的建筑砌體材料。在車間外墻的設計中，筆者采用了外保溫復合節能墻體。這種墻體的主體墻可采用各種混凝土空心砌塊或粘土空心磚等墻體，絕熱材料復合在建筑物外墻的外側，并覆以保護層。這種墻體結構較其它節能墻體的優點在于不占用車間的使用面積，避免產生熱橋，建筑熱舒適性較好。

3.2 車間門窗的節能設計

門窗是節能的薄弱環節和重要部位。改善車間門窗的保溫性能和加強門窗的氣密性是節能的關鍵措施。在車間門窗的設計中，筆者選用雙層中空玻璃塑鋼窗。中空玻璃具有突出的保溫隔熱性能，是提高建筑門窗保溫隔熱性能的重要材料。

3.3 屋面的節能設計

在車間屋面的設計中，為了提高屋面的保溫性能，使其符合《民用建筑節能設計標準（采暖居住建筑部分）》（JGJ26-95）的要求，采用以輕質高強、吸水率極低的聚苯板作為保溫隔熱層的倒鋪屋面，取得了較好的保溫隔熱和保護防水層的效果。所謂倒鋪屋面就是將傳統屋面結構中的保溫隔熱層與防水層顛倒，將保溫隔熱層鋪設在防水層上面，其構造見。

通過對以上案例研究，我們不難看出可持續發展建筑仍處在發展階段，大量的理念正應運而生，同時也學要長時間及實踐的檢驗，雖然每個設計所強調的重點各不相同，但焦點仍集中在節能和技術的綜合利用上，在努力促進社會和經濟進步的同時，盡可能減少對當地環境的影響，才能制造出可持續發展建筑。

4結語

目前，我國正處于城市發展的高峰時期，國外的同行也稱中國為“世界上最大的工地”。 正如馬國馨院士所言“中國建筑師應該在和國外建筑師的合作、交流、競爭的過程中，自信、自強，通過學習和創造，形成整體水平的提升和超越，這是中國建筑師無法回避的歷史責任”。因此，每位中國建筑師和規劃師都應該從自身做起，把這個任務作為自身的一種職業修養來完成，從我做起，利及后代。結合本文來說，就是努力與外國的設計師合作，學習更好的節能技術，從而更好地實踐節能環保的時代口號。

參考文獻

[1]Sainsbury Cen-tre for Visual Arts.[J]， The facsimile copy of The Ar-chitectural Review （1996）Volume164，no.982.

[2]The ArchitectsJournal：Cam-bridge calling[J]，（1994） p29.