建筑節(jié)能技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 建筑設(shè)計(jì)或者建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)中如何考慮建筑設(shè)備系統(tǒng)

【專(zhuān)家解說(shuō)】：1.前言 建筑節(jié)能是指在建筑物的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、新建、改建和使用過(guò)程中，執(zhí)行建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，采用新型建筑材料和建筑節(jié)能新技術(shù)、新工藝等提高建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能和建筑物性能系統(tǒng)效率，在保證建筑物室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量的前提下，減少供熱采暖、照明、熱水供應(yīng)的能耗，并與可再生能源利用、保護(hù)生態(tài)平衡和改善人居環(huán)境緊密結(jié)合。在全世界總的能源消耗中，建筑能耗約占25%~40%。近年來(lái)，我國(guó)的建筑節(jié)能工作已進(jìn)入全面實(shí)施階段，隨著一系列關(guān)于建筑節(jié)能的國(guó)家法規(guī)及地方標(biāo)準(zhǔn)的頒布和實(shí)施，整個(gè)建筑行業(yè)從業(yè)人員不僅從觀念上對(duì)建筑節(jié)能有了一定的重視，而且在具體工作中取得了一定成果。使建筑節(jié)能在理論研究和實(shí)踐操作上均獲得了一定效果。但是，與世界發(fā)達(dá)國(guó)家相比，還有相當(dāng)大的差距。關(guān)于建筑節(jié)能，我們尚有許多工作要做。 2. 建筑節(jié)約能耗措施 (1)使用納米透明隔熱涂料。納米透明隔熱涂料是新近問(wèn)世的一種可以讓玻璃既保持高透光性同時(shí)又有較好的隔熱效果的高科技產(chǎn)品。納米透明隔熱涂料可采用噴涂或刷涂技術(shù)涂與各類(lèi)建筑物的玻璃上。在夏季,能抑制65%太陽(yáng)能輻射不進(jìn)入室內(nèi),并能保證透光率達(dá)到70%,能使室內(nèi)溫度低于室外溫度達(dá)到4℃～7℃,測(cè)試表明，夏天開(kāi)空調(diào)時(shí),空調(diào)的耗電量可從原來(lái)303度降低到208度,可節(jié)電20%～30%左右;在冬季,隔熱涂膜的特殊金屬膜呈透明型、引進(jìn)可視光,長(zhǎng)波長(zhǎng)的暖氣能在室內(nèi)反射,使室內(nèi)的暖氣(遠(yuǎn)紅外線）約90%不外流。 (2)建筑節(jié)能中太陽(yáng)能的利用。太陽(yáng)能是綠色能源中最重要的能源，是取之不盡、用之不竭、廣泛存在的天然能源，其優(yōu)點(diǎn)是極為豐富、潔凈、安全、價(jià)廉，對(duì)生態(tài)平衡沒(méi)有任何影響。 有關(guān)資料表明,我國(guó)陸地面積每年接收的太陽(yáng)輻射總量在3.3×103～8.4×106KJ/(m2•年)之間，相當(dāng)于2.4×104億t標(biāo)煤。全國(guó)總面積三分之二以上地區(qū)年日照時(shí)數(shù)大于2200h，日照能量在5×106KJ/(m2•年)以上。我國(guó)西藏、青海、新疆、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古高原的總輻射量和日照時(shí)數(shù)均為全國(guó)最高，屬太陽(yáng)能資源豐富地區(qū)；除四川盆地、貴州省資源稍差外，東部、南部及東北等其他地區(qū)為資源較富和中等區(qū)。 在建筑中加強(qiáng)太陽(yáng)能的利用是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，太陽(yáng)能可以為建筑供暖、供熱水、供電，甚至能夠提供建筑物的全部能量。我國(guó)北方被動(dòng)太陽(yáng)房采暖節(jié)能60％～70％，平均每平方米建筑面積每年可節(jié)約20Kg～40Kg標(biāo)準(zhǔn)煤，有著良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。 (3)注重墻體節(jié)能。多年以來(lái)，我國(guó)建筑墻體一般采用單一材料，如空心砌塊墻體、加氣混凝土墻體等。單一材料導(dǎo)熱系數(shù)大，一般為高效保溫材料的20倍以上，由于建筑節(jié)能的需要，新型復(fù)合墻體已經(jīng)出現(xiàn)，復(fù)合墻體主要通過(guò)在墻體主體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，增加一層或幾層復(fù)合的絕熱保溫材料來(lái)改善整個(gè)墻體的熱工性能。復(fù)合墻體很好地發(fā)揮了兩種材料的長(zhǎng)處，既不會(huì)使墻體過(guò)厚，又能承重，保溫效果又好，因此，發(fā)達(dá)國(guó)家新建建筑已基本上采用了此種方式。我國(guó)要達(dá)到節(jié)能50%的要求，除部分采用加厚的加氣混凝土單一墻體外，使用復(fù)合墻體將是大勢(shì)所趨。根據(jù)復(fù)合材料與主體結(jié)構(gòu)位置的不同，墻體保溫包括內(nèi)保溫、外保溫、夾芯保溫等。 (4)關(guān)注門(mén)窗節(jié)能技術(shù)。在整個(gè)建筑物的熱損失中，而門(mén)窗縫隙空氣滲透的熱損失則占20%～30%。所以,門(mén)窗是圍護(hù)結(jié)構(gòu)中節(jié)能的一個(gè)重點(diǎn)部位。門(mén)窗節(jié)能主要從減少滲透量、減少傳熱量、減少太陽(yáng)能輻射3個(gè)方面進(jìn)行。減少滲透量可以減少室內(nèi)外冷熱氣流的直接交換而增加設(shè)備負(fù)荷,可通過(guò)采用密封材料增加窗戶的氣密性;減少傳熱量是防止室內(nèi)外溫差的存在而引起的熱量傳遞，建筑物的窗戶由鑲嵌材料和窗框、扇型材組成。為此，要加強(qiáng)節(jié)能型窗框和節(jié)能玻璃等技術(shù)的推廣和應(yīng)用,增大窗戶的整體傳熱系數(shù)以減少傳熱量。 　　 塑鋼門(mén)窗不僅防噪隔聲功能顯著，防雨水滲漏能力強(qiáng)，空氣滲透量小，更主要的是塑鋼門(mén)窗的導(dǎo)熱系數(shù)極低，隔熱效果優(yōu)于鋁材1250倍，在采暖和制冷上，能耗要低30%～50%，室內(nèi)空調(diào)的啟動(dòng)次數(shù)明顯減少，耗電量也顯著減少。 3. 建筑節(jié)能的三合理 　　 從建筑設(shè)計(jì)入手，綜合分析地區(qū)氣候特征，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)氣候特征包括太陽(yáng)能輻射強(qiáng)度、最熱（冷）月平均氣溫及空氣濕度、夏（冬）季主導(dǎo)風(fēng)與平均風(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。 (1)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)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、通風(fēng)、保溫和防曬等因素，合理安排群體布局和建筑朝向。如南京屬典型的夏熱冬冷地區(qū)，又具有大陸性氣候特征，夏季炎熱多東南風(fēng)、冬季寒冷多西北風(fēng)，在進(jìn)行小區(qū)群體布局時(shí)，一般將小體量的低層、獨(dú)立式住宅放在南面，大體量的高層住宅放在最北面，可以最大限度地滿足夏季自然通風(fēng)和冬季阻擋不利的西北風(fēng)的需要。 (2)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面積F0（m2）和其所包圍的體積V0（m3）之比值。也就是說(shuō)，單位建筑空間的外表面積越大，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)，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。 (3)合理控制窗墻比。窗墻比就是建筑外窗總面積與外圍護(hù)墻體總面積之比值。由于外圍護(hù)墻體的熱工性能比玻璃窗戶要好。盡管外窗面積比外墻面積要小得多，但通過(guò)外窗得失熱量卻占外圍護(hù)結(jié)構(gòu)得失熱量的40%左右，因此需根據(jù)不同地區(qū)氣候特征合理控制窗墻比。如在嚴(yán)熱干燥的新疆，白天太陽(yáng)輻射強(qiáng)度大，夜間溫度低，建筑外墻體比較封閉，窗墻比小，可以減少白天透過(guò)窗戶的太陽(yáng)輻射熱和夜間室內(nèi)熱量的散失，同時(shí)保持室內(nèi)空氣的濕潤(rùn)。在南京地區(qū)，建筑的窗墻比則較大，夏季利用較大的南向窗戶進(jìn)行自然通風(fēng)，冬季則可以獲得較多的太陽(yáng)輻射熱。 4. 結(jié)論 建筑節(jié)能研究是建筑可持續(xù)發(fā)展的重要研究課題。在我國(guó)現(xiàn)階段，主要提倡運(yùn)用與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相適應(yīng)的簡(jiǎn)單節(jié)能技術(shù)為主，切不可為片面追求低能耗目標(biāo)而不顧經(jīng)濟(jì)成本，大量使用節(jié)能新技術(shù)。同時(shí)注重太陽(yáng)能、風(fēng)能、地能等可再生自然能技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)，降低可再生能源的利用成本，逐步從大城市與經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)地區(qū)向全國(guó)推廣運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)我國(guó)建筑節(jié)能既定目標(biāo)。 參考文獻(xiàn) ［1］房志勇。建筑節(jié)能技術(shù)。中國(guó)建材工業(yè)出版社，1998 ［2］《河南省居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(寒冷地區(qū)) DBJ41/062-2005 ［3］宋德萱.節(jié)能建筑設(shè)計(jì)與技術(shù).上海.同濟(jì)大學(xué)出