方曉燕, 苗海強
黃淮學(xué)院建筑工程系(463000)
建筑節(jié)能是當(dāng)今世界各國普遍關(guān)注的熱點問題,也是建筑技術(shù)進(jìn)步的一個重大標(biāo)志,是21世紀(jì)世界建筑發(fā)展的大潮流、大趨勢。中國在解決住房問題上取得了巨大的成績和進(jìn)步,但是也必須看到住宅界的建造活動對我國生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重破壞。至今,我國城鄉(xiāng)既有建筑約400億m2(其中城鎮(zhèn)住宅約102億m2),其中只有3.2億m2房屋是節(jié)能建筑,不到全國既有建筑的1%。在新的世紀(jì),建設(shè)綠色生態(tài)住宅是中國住宅建筑發(fā)展的必由之路;拋棄高能耗、高污染的傳統(tǒng)模式,而把具有節(jié)約資源、降低能耗、減少污染、提高住宅室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量等性能的綠色生態(tài)住宅作為新世紀(jì)住宅建設(shè)的方向,同時把提高住宅綠色生態(tài)性能作為中國住宅未來的發(fā)展目標(biāo)。
豫南地區(qū)屬夏熱冬冷地區(qū),其建筑氣候特征表現(xiàn)為夏季悶熱,冬季濕冷,氣溫日較差小,年降水量大,日照偏少。長期以來,豫南地區(qū)建筑的保溫隔熱狀況基本上沒有得到改善:多層建筑的外墻主要沿用24cm的磚墻,即使采用其它墻體材料也以24cm的磚墻為參照對象;普遍采用單層玻璃窗,而且窗墻面積比有增大趨勢;建筑外遮陽較少,門窗氣密性不好等等問題,使得建筑室內(nèi)熱環(huán)境條件極差。從我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和技術(shù)水平來看,目前發(fā)展生態(tài)住宅應(yīng)該主要采用常規(guī)技術(shù)和簡單技術(shù),有條件的地區(qū)則在此基礎(chǔ)上作超前設(shè)計。
在規(guī)劃設(shè)計階段,應(yīng)該優(yōu)先考慮建筑物南北朝向,同樣形狀的建筑物,南北朝向比東西朝向冷負(fù)荷要小得多,合理的空間布局及體型系數(shù)對減少建筑物的熱散失面積有重要意義。同時,設(shè)計人員也應(yīng)該注重立面設(shè)計,合理控制窗墻比。選擇盡可能規(guī)整的體量、盡可能少的平面凹凸變化,不但可以減少建筑的體形系數(shù),節(jié)約采暖和制冷能耗,也可以簡化結(jié)構(gòu)設(shè)計,減少工程造價。另外,相對于內(nèi)墻,外墻不但要有滿足承重要求的結(jié)構(gòu)層,還要有防水層、保溫層和兼有裝飾和保護(hù)功能的外表面層,其單位面積外墻的造價要遠(yuǎn)高于內(nèi)墻。所以體形系數(shù)小的建筑也有工程經(jīng)濟(jì)性方面的優(yōu)勢。
房間布局應(yīng)有利于室內(nèi)采光和自然通風(fēng)。由于體形系數(shù)、建筑面寬和建筑節(jié)地的限制,并不是所有房間均可獲得理想的采光和通風(fēng)條件。雖然我國建筑節(jié)能計算是以建筑作為研究對象的,但不同房間因使用性質(zhì)、重要性和使用時間的不同而存在對室內(nèi)熱舒適要求的不同,所以有必要確立優(yōu)先的順序,即先是起居室和主臥室,然后是次臥室和工作室,最后是廚房和衛(wèi)生間。設(shè)計人員經(jīng)過多年的推敲、探討,住宅內(nèi)部的休息區(qū)、起居活動區(qū)及廚衛(wèi)服務(wù)區(qū)三大功能分區(qū)更趨向明確合理。在滿足通風(fēng)采光,保證窗戶的氣密性和隔熱性的要求下,臥室不向南不影響建筑節(jié)能。因此,一套住宅中,臥室已經(jīng)不是爭取占據(jù)南向的唯一主要空間。隨著人民生活水平的提高,人們在住宅中的活動空間也發(fā)生了根本的變化,起居活動已從原來的臥室中分離出來,廳或起居室成了住宅中的主要活動空間。南向的起居廳,能更有效地利用冬季的日照而得熱,減少夏季的太陽熱輻射,減少住宅中的日常耗能??傊?,住宅的起居廳向南,可以充分利用自然能源,更加適應(yīng)人們對舒適的建筑熱環(huán)境的日益迫切的需要。
除了建筑設(shè)計之外,建筑師應(yīng)注重從住宅建筑技術(shù)方面提高住宅中能源利用效率,減少能源的損失。
夏熱冬冷地區(qū)氣候的突出特點表現(xiàn)在夏季時間長,太陽輻射角度大,因此,門窗節(jié)能的重點應(yīng)在夏季防熱,同時兼顧冬季保溫。為此,可以從以下幾個方面來考慮門窗的保溫隔熱性能:1)采用各種特殊的熱反射玻璃或貼熱反射薄膜對于夏季阻擋太陽輻射熱進(jìn)入室內(nèi)有很好的效果,特別是選用對太陽光中紅外線反射能力強的熱反射材料更理想,如低輻射玻璃。2)加強窗戶內(nèi)外的遮陽措施是在滿足建筑立面設(shè)計要求的前提下,增設(shè)外遮陽板、遮陽棚以及適當(dāng)增加南向陽臺的挑出長度都能起到一定的遮陽效果。3)改善建筑外窗的保溫性能主要是指提高窗的熱阻。
外墻保溫技術(shù)適用范圍廣,包在建筑結(jié)構(gòu)的外側(cè),能夠有效減少建筑的熱橋,消除了冷凝,提高了建筑物的居住舒適度。目前,外墻外保溫技術(shù)比較成熟的有外掛式外保溫、聚苯板與墻體一次澆筑成型、聚苯顆粒保溫料漿外墻保溫技術(shù)三種。
外墻外保溫具有以下七大優(yōu)勢:保護(hù)主體結(jié)構(gòu),延長建筑物壽命;基本消除“熱橋”的影響;使墻體潮濕情況得到改善;利于室溫保持穩(wěn)定;便于舊建筑物進(jìn)行節(jié)能改造;避免裝修對保溫層的破壞;增加房屋使用面積。因此在我國,采用外墻外保溫技術(shù)是大勢所趨,是今后需要改進(jìn)和推廣的重點工作之一。
在不斷改進(jìn)建筑外墻、外窗的保溫性能后,還必須進(jìn)一步加強屋面保溫隔熱的研究。屋面節(jié)能措施的要點,①屋面保溫層不宜選用密度較大、導(dǎo)熱系數(shù)較高的保溫材料,以免屋面重量、厚度過大;②屋面保溫層不宜選用吸水率較大的保溫材料以防屋面濕作業(yè)時因保溫層大量吸水而降低保溫效果,如選用吸水率較高的保溫材料,屋面上應(yīng)設(shè)置排氣孔以排出保溫層內(nèi)不易排出的水分。
探討住宅節(jié)能設(shè)計應(yīng)是生態(tài)文明時代建筑設(shè)計領(lǐng)域的一個重要課題。進(jìn)一步的研究住宅能量聚集將隨著理論體系的建構(gòu) 、研究方法及實驗方法的完善 ,經(jīng)由設(shè)計師和使用者的共同努力而逐漸展開,住宅建筑具有穩(wěn)定良好的能量聚集效應(yīng),有利于人的身心健康是衡量“綠色”的基本標(biāo)準(zhǔn)。以人為本,一切為人所用的健康住宅已成為人類身心健康的“綠色”生存環(huán)境。我國正處于城鎮(zhèn)化和工業(yè)化的快速發(fā)展時期,大力推進(jìn)建筑節(jié)能技術(shù),在改善人們建筑居住環(huán)境的同時,降低建筑能耗水平,建設(shè)節(jié)約型社會,對保持經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展,緩解能源供需矛盾,具有十分重要的現(xiàn)實意義和長遠(yuǎn)的社會意義。
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