王 舜
摘 要:文章通過建筑節(jié)能意義的分析,重點論述了住宅建筑從規(guī)劃設計到投入使用過程中的各種節(jié)能問題,同時對既有建筑的節(jié)能改造進行了闡述。從這些觀點出發(fā),就我國建筑節(jié)能技術的發(fā)展戰(zhàn)略提出了建議。
關鍵詞:建筑;節(jié)能;改造
1 建筑節(jié)能的意義
所謂建筑能耗,國內外習慣上理解為使用能耗,即建筑物使用過程中用于供暖、通風、空調、照明、家用電器、烹飪、給排水和熱水供應等的能耗。
本世紀以來, 人類在能源消耗上的增長速度, 大大超過了人口的增長,能源問題已倍受各國重視,能源問題已成為當代社會的四大問題之一。我國經濟正處在高速發(fā)展期,能源需求也正快速增長,城鄉(xiāng)建設與能源供需矛盾日益突出。特別是建筑領域中的建筑業(yè)和住宅產業(yè)是能源消耗大戶。我國建筑節(jié)能與發(fā)達國家相比,差距很大。如何大幅度降低能源消耗、節(jié)約資源,已嚴峻地擺在我們面前。
2 住宅建筑設計與施工中的節(jié)能
2.1 住宅建筑規(guī)劃設計中的節(jié)能
一幢或成組團及至住宅小區(qū),從總圖到單體設計,各個工作階段中始終要貫徹節(jié)能原則,節(jié)能設計應從建設選址、建筑群的布局、朝向、體型、間距及日照、冬季風主導向、建筑對空間的環(huán)境構成等,多方面進行深入研究,精心設計。
節(jié)能住宅的選址、體型、體量。住宅建筑不宜布置在山谷、洼地、溝底等凹地,因冬季冷氣流在凹地里形成對建筑物的“霜洞”效應,這些地區(qū)的建筑,若要保持適用的室溫,要耗費較多的能量。住宅建筑的體型、體量,對建筑耗能有直接影響,建筑物的外表面越大,采暖與制冷的負荷也就越大,因此盡可能地取最小的外表面積,符合節(jié)能要求。
節(jié)能住宅建筑的布局朝向。利用組團建筑的布局,形成優(yōu)化微氣候的良好界面,建立氣候防護單元體系,這樣做對節(jié)能有利,應充分結合特定地點的自然環(huán)境因素、氣候特征、建筑物的功能、人的行為活動特點,建立一個小型組團建筑區(qū),形成自然——人工生態(tài)平衡系統(tǒng)。
對于單體節(jié)能住宅,最好的體型是長軸朝東西的長方型,長軸朝南北的長方型最差,板式住宅優(yōu)于點式住宅。節(jié)能住宅依靠太陽能得熱減少采暖能耗,其垂直墻面獲得太陽輻射的多少是選擇朝向的關鍵。
節(jié)能住宅的日照、間距、密度。由于市中心區(qū),屬黃金地段,人口密集,地價上漲,造成住宅小區(qū)建筑密度和容積率相應上升,南北兩房日照間距不夠,北房南側底層房間得不到陽光照射,這顯然與節(jié)能不利,也與維持正常的生態(tài)環(huán)境不利。在建筑規(guī)劃時,常用一年中太陽高度角最小的冬至日,作為南北房之間距控制,即這一天若滿足北房底層房獲得日照,則全年都能滿足要求。但對于舊城改造區(qū),建設用地偏緊,這樣做有困難,后有人建議,選用全年最冷的大寒日作為日照間距控制,這可提高一些建筑密度和容積率,對開發(fā)單位是一種補償。
2.2 住宅建筑構造的節(jié)能技術
住宅圍護結構的耗熱量,要占建筑采暖熱耗的1/ 3 以上,對這一部分采取科學的保溫設計,那么節(jié)能效果一定很顯著。改善住宅建筑的隔熱保溫性能,建筑界一致認為,是建筑節(jié)能的主要技術,提高隔熱性能所增加的投資,還可用節(jié)約出的能源費作為補償。我國廣大采暖居住建筑,圍護結構保溫水低、熱環(huán)境差、采暖能耗大,這種普遍存在的狀況極待解決。我國去年頒布了新的民用建筑節(jié)能設計標準,根據(jù)采暖地區(qū)及建筑體形系數(shù)的不同,規(guī)定了圍護結構的傳熱系數(shù)的限值,對我國采暖住宅來說,這些指標都是先進的,也是對實現(xiàn)節(jié)能50 %的國標所必需的,所以必須經過努力實現(xiàn)它。
墻體節(jié)能。我國長期以實心粘土磚為主要墻體材料,用增加墻體砌筑厚度來滿足保溫要求,這對能源和土地資源是一種嚴重浪費。單一的墻體材料,往往也難以同時滿足保溫、隔熱要求,因而在節(jié)能的前提下,復合墻體越來越成為當代節(jié)能墻的主流。
窗戶節(jié)能。對門窗性能的改善及防空氣滲透,這也是建筑節(jié)能的重要方面。例如,美國的建筑中窗的耗能量,約占全國總能耗的5% ,占建筑能耗的25%,可見窗的節(jié)能應高度重視,目前可以從3個方面解決這一節(jié)能問題: 限制窗墻面積比;提高窗的氣密度,貼密封條減少冷氣滲透,但室內要有換氣設備,保證衛(wèi)生換氣量;改善窗的保溫性,如用雙層玻窗,使用中空、隔熱和反射玻璃等。
屋頂?shù)谋毓?jié)能。屋頂是住宅重要的外圍護構造,近幾年來,由于住宅小區(qū)設計造型的多樣性,坡屋面住宅也逐漸多起來,順坡內鋪玻璃棉或巖棉或在吊頂上鋪設,可起到很好效果。
2.3 住宅建筑施工中的節(jié)能
住宅建造中的能耗,是一種集中式的耗能過程,下述的各個環(huán)節(jié),與建筑節(jié)能有關。
建筑材料與設備的生產中,采用節(jié)能新工藝,如水泥由煤外分解工藝代替濕法工藝,可節(jié)能40% ,而生產礦渣水泥,粉煤灰水泥,比生產普硅水泥節(jié)能20~30%。
在施工過程中采用新工藝,如采用滑模、大板模,采用高強水泥,滲外加劑,提高養(yǎng)護設備負荷系數(shù),或利用太陽能進行養(yǎng)護構件。
將建筑構件生產、運輸、安裝,納入標準化、工廠化、自動化的生產體系,增加預制裝配量,提高建材利用率,可減少單位構件耗能。
采用先進的施工管理方法,采用網絡計劃控制,全面質量管理,確保優(yōu)質高產,進行成本——工期優(yōu)化,這樣從施工全過程中,可以收到節(jié)能效果。
3 建筑節(jié)能改造的必要性
既有建筑節(jié)能改造是我國建筑節(jié)能的關鍵,如果只考慮新建筑節(jié)能不考慮既有建筑節(jié)能改造,那么,建筑節(jié)能的實際成效也只能限定在很小范圍內。所以加強既有建筑節(jié)能改造的研究迫在眼前;節(jié)約能源是我國國民經濟發(fā)展的一項長期戰(zhàn)略方針,是保證國民經濟可持續(xù)發(fā)展的一個重要手段。隨著人民生活水平的不斷提高,對居住條件的舒適度的要求也越來越高,這必然會帶動建筑能耗的過大增長。而住宅建筑又是高能耗建筑的主體,特別在我國北方大量的既有建筑在功能和節(jié)能方面遠遠滿足不了舒適度要求,因而對其進行節(jié)能技術改造必將產生長遠的經濟社會效益。
建設部在“十一五”規(guī)劃中已把既有建筑節(jié)能改造作為重要的專項實施工程,并且指出,北方地區(qū)要結合供熱體制改革,根據(jù)不同的建筑構造和使用條件,開發(fā)對墻體、門窗、屋面和采暖空調照明設備和系統(tǒng)節(jié)能改造的多種技術的研究。由此可見,對既有建筑的節(jié)能改造應該及早開展,盡快提高建筑熱舒適度,避免能源、資源的浪費。
結論
節(jié)能和環(huán)保是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關鍵。而從可持續(xù)發(fā)展理論出發(fā),建筑節(jié)能的關鍵又在于提高建筑能量高效率。因此,無論是制訂建筑節(jié)能標準還是從事具體工程項目的設計,都應把建筑節(jié)能的宏觀目標定位在用占全國總能耗20% 左右的能量,滿足下世紀我國建筑耗能的需求。應從現(xiàn)在起便著手“綠色建筑” 的試點工作以及舊有建筑的節(jié)能改造試點工作,走出一條符合我國國情的建筑節(jié)能道路來。