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2《設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》與《實(shí)施細(xì)則》、現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相比技術(shù)內(nèi)容有哪些變化?
《設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》在現(xiàn)行兩本居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上,結(jié)合我省建筑節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平,對(duì)《實(shí)施細(xì)則》進(jìn)行修編完成的。標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)內(nèi)容既符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)節(jié)能設(shè)計(jì)的基本要求,又根據(jù)我省實(shí)際,有所創(chuàng)新。主要?dú)w納為以下幾個(gè)方面:
2.1對(duì)我省居住建筑范圍作了界定。《民用建筑設(shè)計(jì)通則》JGJ37-87(舊標(biāo)準(zhǔn))條文說明對(duì)居住建筑范圍作了界定:居住建筑包括住宅建筑和宿舍建筑。《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》JGJ75-2012第1.0.2條的條文說明對(duì)居住建筑范圍作了說明:居住建筑主要包括住宅建筑(約占90%)和集體宿舍、招待所、旅館以及托幼建筑等?!断臒岫涞貐^(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》JGJ134-2010第1.0.2條文說明中,居住建筑包括住宅建筑、集體宿舍、住宅式公寓、商住樓的住宅部分、托兒所、幼兒園等。本標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合我省實(shí)際情況,為便于建筑節(jié)能工作的統(tǒng)一開展,參照《民用建筑設(shè)計(jì)通則》JGJ37-87規(guī)定,將居住建筑界定為住宅建筑和宿舍兩個(gè)部分,宿舍建筑包括集體宿舍、學(xué)生宿舍等,未包括招待所、旅館以及托幼建筑。
2.2我省重新劃定節(jié)能設(shè)計(jì)氣候分區(qū),夏熱冬冷地區(qū)不再執(zhí)行夏熱冬暖地區(qū)北區(qū)節(jié)能規(guī)定。福建省居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)氣候區(qū)劃分為夏熱冬冷地區(qū)、夏熱冬暖地區(qū)北區(qū)和夏熱冬暖地區(qū)南區(qū);寧德、南平和三明屬夏熱冬冷地區(qū),福州、平潭、莆田和龍巖屬夏熱冬暖地區(qū)北區(qū),泉州、廈門和漳州屬夏熱冬暖地區(qū)南區(qū);平潭原為福州市的縣級(jí)市,現(xiàn)為國(guó)家綜合試驗(yàn)區(qū),氣候分區(qū)仍沿用以往規(guī)定,劃入夏熱冬暖地區(qū)北區(qū)內(nèi)。見圖1。我省2004年頒布《實(shí)施細(xì)則》時(shí),考慮到我省夏熱冬冷地區(qū)建筑節(jié)能工作剛啟動(dòng),經(jīng)驗(yàn)不足,且該地區(qū)建筑規(guī)模不大,規(guī)定了夏熱冬冷地區(qū)節(jié)能設(shè)計(jì)按夏熱冬暖地區(qū)北區(qū)節(jié)能要求執(zhí)行。現(xiàn)在我省建筑節(jié)能形勢(shì)發(fā)生了很大變化,經(jīng)過10年的建筑節(jié)能實(shí)踐,我省夏熱冬冷地區(qū)已積累了豐富的建筑節(jié)能經(jīng)驗(yàn),已形成一批成熟的節(jié)能設(shè)計(jì)隊(duì)伍,已具備條件執(zhí)行夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)規(guī)定。本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)我省夏熱冬冷地區(qū)的節(jié)能設(shè)計(jì)要求單獨(dú)列出,不再按夏熱冬暖地區(qū)北區(qū)節(jié)能設(shè)計(jì)要求執(zhí)行。
2.3制定福州市市轄區(qū)和廈門市更高的節(jié)能水平標(biāo)準(zhǔn)《實(shí)施細(xì)則》和現(xiàn)行兩本行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是按節(jié)能50%水平規(guī)定了節(jié)能設(shè)計(jì)一系列措施和方法。《設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)福州市市轄區(qū)和廈門市提出了節(jié)能水平更高的一系列技術(shù)措施,包括提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能、通風(fēng)、遮陽、綠化等,經(jīng)過較科學(xué)的測(cè)算,與現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》JGJ75相比,圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能水平提高接近5%,輔以其它節(jié)能措施,總體節(jié)能水平接近60%。福州市市轄區(qū)指福州市的鼓樓區(qū)、臺(tái)江區(qū)、倉(cāng)山區(qū)、馬尾區(qū)和晉安區(qū)。今后如有區(qū)劃調(diào)整,則按調(diào)整后的市轄區(qū)范圍執(zhí)行。福州市市轄區(qū)和廈門市居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)執(zhí)行更高節(jié)能水平是基于以下考慮:國(guó)務(wù)院辦公廳以〔2013〕1號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)的國(guó)家發(fā)展改革委、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部制訂的《綠色建筑行動(dòng)方案》提出:“鼓勵(lì)有條件的地區(qū)執(zhí)行更高能效水平的建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)”;住建部頒布的《“十二五”建筑節(jié)能專項(xiàng)規(guī)劃》要求:“有條件的地方要執(zhí)行更高水平的建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)和綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)”;《福建省建筑節(jié)能“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃》要求;“福州和廈門率先開展節(jié)能率65%的工程示范”。福州市是福建省省會(huì),廈門市是計(jì)劃單列市,長(zhǎng)期以來建筑節(jié)能工作均走在全省前列,形成了一支較強(qiáng)的建筑節(jié)能科技隊(duì)伍,經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高,節(jié)能產(chǎn)業(yè)實(shí)力較雄厚,有條件執(zhí)行更高能效水平的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),為全省做出示范。為與綠色建筑工作相銜接,福州市市轄區(qū)和廈門市居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)按以下原則掌握:(1)執(zhí)行本標(biāo)準(zhǔn);(2)若不執(zhí)行本標(biāo)準(zhǔn),則可轉(zhuǎn)按綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。即二選一設(shè)計(jì),兩者等同。
2.4在現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上調(diào)整了墻體熱工性能要求?,F(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》和《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)所屬氣候區(qū)的外墻體性能有不同的要求,夏熱冬冷地區(qū)根據(jù)建筑體型系數(shù),要求墻體傳熱系數(shù)K=1.0~1.5(體型系數(shù)≤0.4時(shí))或K=0.8~1.0(體型系數(shù)>0.4時(shí)),夏熱冬暖地區(qū)北區(qū)要求K≤2.0,南區(qū)K≤2.5?!对O(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》考慮到南方地區(qū)建筑節(jié)能重點(diǎn)在于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的遮陽與隔熱,同時(shí)我省夏熱冬冷地區(qū)(寧德、南平、三明)與夏熱冬暖北區(qū)(福州、莆田、龍巖)接壤,其氣候條件相近,以及我省夏熱冬暖南區(qū)(泉州、廈門、漳州)與廣州地區(qū)的差異,適當(dāng)調(diào)整我省建筑墻體保溫要求,統(tǒng)一規(guī)定我省各氣候區(qū)的建筑墻體性能K≤2.0,其中,夏熱冬冷地區(qū)當(dāng)建筑體型系數(shù)>0.4時(shí),則要求墻體K≤1.0。這樣要求更切合我省實(shí)際,有利于標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行和進(jìn)一步推廣自保溫節(jié)能墻體技術(shù)。
2.5提高對(duì)外窗的性能要求。我省圍護(hù)結(jié)構(gòu)中墻體與外窗相比,外窗的隔熱與保溫性能應(yīng)更重要,是節(jié)能重點(diǎn)?!对O(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》編制時(shí),適當(dāng)放寬墻體性能要求,提高對(duì)門窗性能的要求,表1給出了我省各氣候區(qū)(城市)外窗性能限值要求,與《實(shí)施細(xì)則》和現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相比,對(duì)外窗的傳熱系數(shù)和遮陽系數(shù)要求均有了較大的提高。
2.6明確規(guī)定外墻體傳熱系數(shù)為平均傳熱系數(shù)。《設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定建筑外墻的傳熱系數(shù)和熱惰性指標(biāo)應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)性熱橋的影響,取平均傳熱系數(shù)和平均熱惰性指標(biāo)?!秾?shí)施細(xì)則》對(duì)外墻體傳熱系數(shù)計(jì)算方法未明確,因此我省各地區(qū)對(duì)墻體傳熱系數(shù)取值不盡相同,有的取主墻體傳熱系數(shù),有的取平均傳熱系數(shù)?!对O(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》附錄C給出了外墻的傳熱系數(shù)和熱惰性指標(biāo)的計(jì)算方法。
2.7合理控制窗墻面積比。普通窗戶(包括陽臺(tái)門的透明部分)的保溫性能比外墻差很多,尤其是夏季白天通過窗戶進(jìn)入室內(nèi)的太陽輻射得熱也比外墻多得多。一般而言,窗墻面積比越大,則采暖和空調(diào)的能耗也越大。因此,從節(jié)約的角度出發(fā),必須限制窗墻面積比。在一般情況下,應(yīng)以滿足室內(nèi)采光、通風(fēng)等要求作為窗墻面積比的確定原則。我省人們無論是過渡季節(jié)還是冬、夏兩季普遍有開窗加強(qiáng)房間通風(fēng)的習(xí)慣。一是自然通風(fēng)改善了室內(nèi)空氣品質(zhì);二是夏季在兩個(gè)連晴高溫期間的陰雨降溫過程或降雨后連晴高溫開始升溫過程的夜間,室外氣候涼爽宜人,加強(qiáng)房間通風(fēng)能帶走室內(nèi)余熱和積蓄冷量,可以減少空調(diào)運(yùn)行時(shí)的能耗,因此本標(biāo)準(zhǔn)在南、北朝向有允許較大的開窗面積。而對(duì)東、西向窗墻面積比限制較嚴(yán),因?yàn)橄募咎栞椛湓跂|、西面最大。不同朝向墻面太陽輻射強(qiáng)度的峰值,以東、西向墻面為最大,西南(東南)向墻面次之,西北(東北)向又次之,南向墻更次之,北向墻為最小,因此,嚴(yán)格控制東、西向窗墻面積比限值是合理的。表2給出了各氣候區(qū)(城市)的窗墻面積比限值,總體上看比《實(shí)施細(xì)則》和現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)格。設(shè)計(jì)建筑的窗墻面積比突破限值規(guī)定是允許的,但是為了滿足建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的要求,需進(jìn)行建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能的綜合評(píng)價(jià)。
2建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的要點(diǎn)
地震的影響范圍一般情況下都很大,一定區(qū)域內(nèi)的建筑物都會(huì)受到一定的破壞。所以建筑物場(chǎng)所的選擇對(duì)于結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)及其總要。在選擇建筑場(chǎng)地時(shí)要注意以下幾個(gè)方面:地質(zhì)結(jié)構(gòu)堅(jiān)硬、避開有較大坡度的山腳,周圍地勢(shì)開闊和避免地震多發(fā)地帶。在結(jié)構(gòu)的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)于建筑物的高度有一定的規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)。因此建筑物的高度要嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。在一些地震多發(fā)地區(qū),不僅僅要設(shè)計(jì)合理科學(xué),還要注重建筑材料的性能。通常情況下,不同高度的建筑對(duì)于建筑材料也有一定的要求。一般都采用不同規(guī)格的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。同時(shí),為了提高結(jié)構(gòu)的抗震性,在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中,需要減小柱的軸壓比,增大柱的截面尺寸。從抗震設(shè)計(jì)的科學(xué)角度來講,減小柱軸壓比主要是為了使柱子處于大偏心受壓狀態(tài),從而避免這樣的情況發(fā)生比如:縱向受力鋼筋未達(dá)到受拉屈服但混凝土卻被壓碎。在建筑的抗震設(shè)計(jì)時(shí),很多專家認(rèn)為應(yīng)該會(huì)提高建筑物抗震設(shè)計(jì)的等級(jí)。這主要是考慮到我國(guó)是地震多發(fā)國(guó)家。大型地震容易出現(xiàn)重現(xiàn)。或是50年,或是200年。建筑的抗震設(shè)計(jì)還存在一些其他的問題,比如在選擇結(jié)構(gòu)體系選型時(shí),盡量可以采取承載能力高、延展性好和充足耗能性能的體系,主要是為了在地震發(fā)生時(shí),建筑結(jié)構(gòu)能夠有足夠的抗倒塌能力。同時(shí)在結(jié)構(gòu)的剛性和強(qiáng)度方面要水平方向和豎直方向均勻分布。防止出現(xiàn)局部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)的倒塌。
3抗震設(shè)計(jì)對(duì)結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌的影響
3.1地震作用及倒塌機(jī)制地震
可以造成建筑倒塌是地震造成一切破壞的主要形式,是為結(jié)構(gòu)在外部作用力下的倒塌。連續(xù)性的倒塌是因?yàn)閮?nèi)部?jī)?nèi)力發(fā)生重新分布而造成的。在地震作用下,構(gòu)建的受力和質(zhì)量分布有關(guān)系,構(gòu)建受力分布在整個(gè)結(jié)構(gòu)之中。整個(gè)結(jié)構(gòu)的非彈性形變能夠很好的減輕地震隊(duì)構(gòu)建的破壞。建筑結(jié)構(gòu)的倒塌開始于結(jié)構(gòu)中大部分梁柱節(jié)點(diǎn)的損壞。近而造成其他部件和結(jié)構(gòu)的倒塌和破壞,這也叫做建筑結(jié)構(gòu)的連續(xù)性倒塌。
3.2抗震設(shè)計(jì)與抗連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)的關(guān)系
抗連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)的主要目的在于防止建筑結(jié)構(gòu)倒塌的連續(xù)性,連鎖性的發(fā)生。抗震設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)是比較小的地震,建筑沒有出現(xiàn)任何的結(jié)構(gòu)的問題。較大的地震建筑結(jié)構(gòu)不會(huì)倒塌。一般中等地震造成的破壞仍舊可以重新的進(jìn)行結(jié)構(gòu)的維修。抗震設(shè)計(jì)和抗連續(xù)性設(shè)計(jì)都有一個(gè)共同點(diǎn)就是都特別的注重結(jié)構(gòu)的整體性和連續(xù)性。在地震作用性,建筑結(jié)構(gòu)造成結(jié)構(gòu)一定的破壞,抗倒塌能力的作用主要是在梁抵抗內(nèi)力重分布上。然而結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)能夠使梁中縱向受力鋼筋增加,也提高了結(jié)構(gòu)的抗倒塌能力。建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)和抗連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)存在很多的相同點(diǎn),同時(shí)也有不同和相互的影響。
3.3抗震設(shè)計(jì)對(duì)結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌的影響
目前,抗震設(shè)計(jì)對(duì)抗倒塌能力的影響有兩種不同的觀點(diǎn):一種認(rèn)為抗震設(shè)計(jì)通常是可以取代抗連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)的,主要在于抗震設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)有整體牢固性的特點(diǎn),使得結(jié)構(gòu)的抗連續(xù)倒塌性能提高。另一種觀點(diǎn)認(rèn)為,抗震設(shè)計(jì)和抗連續(xù)性的倒塌設(shè)計(jì)有著不同的出發(fā)點(diǎn)和目的,存在較大的差別。對(duì)于每一種設(shè)計(jì)都應(yīng)該充分的考慮,不能夠想當(dāng)然的認(rèn)為抗震設(shè)計(jì)可以取代抗連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中的一點(diǎn)點(diǎn)的構(gòu)造的方法可能增加了。雖然一些構(gòu)造措施可增加建筑抵抗倒塌的能力,但是畢竟這樣的一點(diǎn)點(diǎn)增加對(duì)于整個(gè)建筑抵抗連續(xù)倒塌能力是微乎其微的。于述強(qiáng)等人通過科學(xué)的方法對(duì)于抗震設(shè)計(jì)對(duì)于結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌性的影響。主要采取的方法是建立模型進(jìn)行分析。采用拆除構(gòu)件法通進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的主要方法,這也是美國(guó)使用比較科學(xué)的方法。分別拆除了角柱,中柱,拆除內(nèi)柱等,然后分析了模型的抗連續(xù)性倒塌能力。通過模型實(shí)驗(yàn)分析得到了科學(xué)的理論。一是地震作用存在較多的偶然因素在里面,但是有不同于偶然作用,存在較大的差別,所以抗震設(shè)計(jì)并不能夠取代抗連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)。二是雖然抗震設(shè)計(jì)不能夠期待連續(xù)性倒塌設(shè)計(jì),但是研究表明抗震設(shè)計(jì)對(duì)于抗連續(xù)倒塌能力有著極其重要的意義。在較小級(jí)別的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)于結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌能力沒有一個(gè)明顯的提高,但是當(dāng)建筑的抗震級(jí)別高于8度時(shí),抗震設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌能力得到增強(qiáng)。
2建材節(jié)能與建筑節(jié)能問題的關(guān)聯(lián)性
2.1建材節(jié)能的相關(guān)問題
在建材節(jié)能領(lǐng)域中,主要存在的問題有以下兩個(gè)方面:其一,建筑的生產(chǎn)相關(guān)環(huán)節(jié)存在不達(dá)標(biāo)現(xiàn)象,由于當(dāng)前市場(chǎng)上的節(jié)能建材價(jià)格相對(duì)較高,導(dǎo)致一部分施工人員在施工過程中對(duì)建筑材料偷工減料、以次充好,忽略建筑材料之間搭配的合理性,而相關(guān)的管理者也并沒有及時(shí)系統(tǒng)的進(jìn)行監(jiān)督與審查,造成很多建筑中的建筑材料不能達(dá)到節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn)[2]。而與其他相同用途的建筑材料相比,節(jié)能建材的性價(jià)比相對(duì)較低,礙于經(jīng)濟(jì)因素,當(dāng)前在建筑市場(chǎng)中大規(guī)模推行節(jié)能建材仍然存在一定難度。另外,對(duì)節(jié)能理念的認(rèn)識(shí)不足也是當(dāng)前建材節(jié)能領(lǐng)域存在的主要問題之一,很多人還沒有意識(shí)到使用節(jié)能建材的好處與重要性。其二,建筑的施工環(huán)節(jié)不到位,當(dāng)前很多建筑施工工人不能對(duì)節(jié)能建材合理科學(xué)的進(jìn)行設(shè)計(jì)與施工,也在一定程度上限制了節(jié)能建材優(yōu)勢(shì)的充分發(fā)揮。
2.2建筑節(jié)能的相關(guān)問題
在建筑節(jié)能領(lǐng)域,建筑耗能是最核心的問題,當(dāng)前很多建筑的能源消耗量過大,且存在能源利用率較低的現(xiàn)象。以北方地區(qū)為例,冬季建筑都要進(jìn)行采暖,而當(dāng)前絕大多數(shù)建筑的采暖系統(tǒng)都是以消耗煤資源為主,每年都會(huì)耗費(fèi)很多不可再生資源,也對(duì)大氣等自然環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重污染,在很大程度上制約著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。而且,在很多城市建筑中,供熱所用的空調(diào)有很多都會(huì)出現(xiàn)供熱效率不高、相關(guān)維護(hù)裝置沒有足夠氣密性以及保溫性等現(xiàn)象。另外,我國(guó)當(dāng)前還有相當(dāng)一部分建筑人員沒有足夠的建筑節(jié)能意識(shí),早在上個(gè)世紀(jì)八十年代,西方許多發(fā)達(dá)國(guó)家在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí),便已經(jīng)在建筑節(jié)能的技術(shù)方面非常有建樹了,而我國(guó)卻沒有在這方面考慮太多[3]。
2.3兩者的關(guān)聯(lián)性
從上述情況看,在當(dāng)前建材節(jié)能領(lǐng)域與建筑節(jié)能領(lǐng)域中,都存在著能源上的浪費(fèi)現(xiàn)象,建筑建造的基本便是建筑材料,如果建筑材料在能源上浪費(fèi)嚴(yán)重,也會(huì)在很大程度上影響建筑的節(jié)能性。另外,在建材節(jié)能與建筑節(jié)能領(lǐng)域,還都存在著意識(shí)不足現(xiàn)象,這在一定程度上反映了我國(guó)當(dāng)前在節(jié)能建筑觀念的普及方面仍然沒有做到位。
3建材節(jié)能與建筑節(jié)能施工措施的關(guān)聯(lián)性
3.1建材節(jié)能的施工措施
在建筑建造過程中合理應(yīng)用可再生能源,如在建筑的設(shè)計(jì)過程中,將太陽能合理利用便能夠?qū)崿F(xiàn)太陽能的光伏發(fā)電。另外,還可以對(duì)建筑材料產(chǎn)生的廢棄物充分利用,不僅能夠節(jié)省一部分建筑成本,還能夠減少建筑垃圾對(duì)環(huán)境的污染,如將已經(jīng)廢棄的橡膠打碎成顆粒,融入到建筑部混凝土中,不僅能夠提升混凝土的抗裂性,還能夠節(jié)省建筑成本、減少環(huán)境污染。
3.2建筑節(jié)能的施工措施
建筑節(jié)能主要表現(xiàn)在使建筑供熱系統(tǒng)的供熱效率得到有效提升,以及減少建筑圍欄保護(hù)結(jié)構(gòu)的散熱兩方面[4]。在建筑過程中,可以對(duì)建筑的墻體與門窗的保溫性能加以改善,還需要對(duì)建筑的題型系數(shù)加以控制,與此同時(shí),還可以對(duì)建筑的布局進(jìn)行科學(xué)合理的調(diào)整,以提升建筑的節(jié)能效果。
3.3兩者的關(guān)聯(lián)性
建材節(jié)能是建筑節(jié)能中非常重要的組成部分,如果沒有做好建材節(jié)能,那么建筑節(jié)能也就無從談起,如果可以將具備節(jié)能效果的建筑材料運(yùn)用到建筑節(jié)能的相關(guān)設(shè)計(jì)當(dāng)中,不僅僅可以使能源的消耗有所降低,還能夠充分發(fā)揮祝建筑自身的保溫隔熱功能,使建筑更加符合節(jié)能環(huán)保的新型理念。
(1)對(duì)于外墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)來說,可對(duì)住宅應(yīng)用EPS外保溫系統(tǒng)墻體,不僅僅冬季墻體內(nèi)表面不會(huì)出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象,對(duì)于冬、夏兩季期間墻體內(nèi)部也不可能出現(xiàn)冷凝現(xiàn)象,這為外墻節(jié)能和室內(nèi)熱舒適環(huán)境奠定基礎(chǔ)。
(2)屋面保溫系統(tǒng)。對(duì)建筑的平屋面采用種植屋面系統(tǒng),對(duì)坡屋面則可考慮采用例置式節(jié)能系統(tǒng)。從工程實(shí)踐效果來看,建筑采用節(jié)能屋面,在冬季采暖期間,內(nèi)表面溫度遠(yuǎn)高于室內(nèi)空氣的露點(diǎn)溫度,根本不會(huì)產(chǎn)生表面結(jié)露現(xiàn)象。而對(duì)于夏冬兩季,節(jié)能坡屋面的保溫層上下表面的水蒸氣分壓力都低于其對(duì)應(yīng)的飽和水燕氣分壓力,因此不會(huì)產(chǎn)生冷凝現(xiàn)象。而針對(duì)種植平屋面的綠色節(jié)能措施來說,鑒于其保溫材料上下兩表面都設(shè)置了防水層材料,保護(hù)層〔抗?jié)B細(xì)石混凝土或抗?jié)B砂漿〕又覆蓋了較厚的土層,造成整個(gè)屋面層的水蒸氣滲透動(dòng)力較小,所以不可能發(fā)生內(nèi)部冷凝。
(3)對(duì)于外窗節(jié)能技術(shù)主要集中在傳熱系數(shù)和遮陽系數(shù)兩個(gè)方面考慮。傳熱系數(shù)是衡量由溫差引起的的通過外窗的熱流量的參數(shù),是導(dǎo)熱、對(duì)流和輻射三種傳熱方式的綜合體現(xiàn)。傳熱系數(shù)越大,則會(huì)導(dǎo)致窗戶的保溫隔熱能力就越差,通過窗戶的能量損失就越多。而遮陽系數(shù)則是體現(xiàn)玻璃阻隔太陽熱幅射的能力。顯然,對(duì)于綠色建筑來說,其為了能到綠色效果,其選取外窗方面,應(yīng)當(dāng)選擇高保溫隔熱性能的外窗構(gòu)造及合理的遮陽系數(shù)。當(dāng)前,控制外窗傳熱系數(shù)的技術(shù)主要是集中于增加空氣層的數(shù)量、提高空氣層的厚度、使用惰性氣體填充、添加保溫隔熱膜、采用真空玻璃以及良好的保溫隔熱性能窗框等。而控制外窗玻璃遮陽系數(shù)的重要措施則是通過采用光譜選擇性的陽光控制膜,如LOW-E膜和SUN—E膜等。
1.2遮陽系統(tǒng)
與建筑其他部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)相比,外窗屬于薄壁輕質(zhì)構(gòu)件,其熱工性能最差,因此是建筑能耗損失的最薄弱的環(huán)節(jié)。因此選擇合適的建筑遮陽設(shè)備或者系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)綠色建筑的重要手段之一。為了能有效地實(shí)現(xiàn)“零”能耗的節(jié)能目標(biāo),根據(jù)建筑外窗朝向的不同以及采光控制要求,選擇不同的活動(dòng)外遮陽系統(tǒng),具體為南向一層采用自動(dòng)控制的活動(dòng)百葉鋁合金外遮陽,二層則可采用活動(dòng)外遮陽和太能能集熱器固定的遮陽,對(duì)于有天窗的則可選取活動(dòng)的軟布藝外遮陽方式。
1.3可再生能源利用
(1)地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)。通過利用該類型空調(diào)可以使使住宅外的空調(diào)外掛箱消失,提高建筑外立面原有的平整。地源是一種通過利用地?zé)豳Y源的高效節(jié)能、零污染、低運(yùn)行成木的高效節(jié)能空調(diào)系統(tǒng),包括土壤式〔垂直埋管和水平埋管)、地下水式等多種應(yīng)用方式。
(2)從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看,可再生能源將是未來人類的主要能源來源,而太陽能發(fā)電的商業(yè)化開發(fā)和利用已經(jīng)成為重要的發(fā)展方向。對(duì)于太陽能光伏屋頂發(fā)電系統(tǒng)以其易于安裝、功率穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)久等優(yōu)勢(shì)而成為當(dāng)前重要的光伏應(yīng)用。而在經(jīng)濟(jì)、技術(shù)較為發(fā)達(dá)的長(zhǎng)三角、珠三角等地區(qū)已經(jīng)基本具備了太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)大規(guī)模安裝條件。
二、工程實(shí)例
2.1物質(zhì)節(jié)能
為了能達(dá)到有效的綠色建筑,在建筑物質(zhì)材料方面應(yīng)首當(dāng)其沖。如考慮通過采用建筑土方來對(duì)建筑局部進(jìn)行覆土,以達(dá)到保溫效果,同時(shí)也作為綠化的基質(zhì),也可以減少渣土外運(yùn)。建筑結(jié)構(gòu)所采用的混凝土,有低水泥摻量和再生骨料兩種。對(duì)于墻體材料則可以采用回收混凝土制作的混凝土砌塊。為了能充分利用屋面雨水,可以對(duì)屋面雨水以及生活污水等進(jìn)行收集,然后用于沖廁、噴曬植物等用途。對(duì)屋面采取綠化處理,這樣可以增加建筑的綠色覆蓋率,同時(shí)可以達(dá)到保溫鄧作用。
2.2能源節(jié)能
對(duì)于綠色建筑來說,必須對(duì)能源采取措施以達(dá)到有效的節(jié)能效果。如對(duì)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)采取有效的保溫隔熱措施,以達(dá)到自然通風(fēng),同時(shí)在夏季能遮陽,冬季則采暖保溫等,從而可以減小人工空調(diào)使用,則可以達(dá)到自然舒適性以及節(jié)省能源效果。對(duì)于某些建筑物帶中庭時(shí),則可以對(duì)中庭采取綠化處理使其成為一個(gè)氣候緩沖區(qū),對(duì)其他居住空間與中庭之間通過采用墻體來隔開,從而可以有利于高濕、嚴(yán)寒等極端氣候條件下減少能耗、提高舒適性。此時(shí)中庭被包圍在舒適空間之中,屋頂有優(yōu)良的熱工性能候也有一定的舒適性。從實(shí)施情況來看,為了能得到有效的能源節(jié)能效果,可以考慮從圍護(hù)結(jié)構(gòu)、自然通風(fēng)以及天然采光方面入手。(1)針對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)選取保溫性能好材料,而且應(yīng)強(qiáng)度密封性。如外墻考慮采用保溫系統(tǒng);窗采用塑鋼窗框時(shí),應(yīng)當(dāng)選取雙層真空玻璃。(2)自然通風(fēng)。可考慮建筑中部設(shè)有封閉的中庭,在中庭頂部設(shè)置有可以開啟的天窗,通過天窗來改善自然通風(fēng)效果。同時(shí)對(duì)于起居室以及臥室等應(yīng)當(dāng)朝向夏季主導(dǎo)風(fēng)向,從而形成了穿堂風(fēng)。(3)天然采光。對(duì)于獨(dú)立住宅來說,其較易于天然采光,但對(duì)于進(jìn)深較大情況,則采光效果并不好。為此對(duì)于傳統(tǒng)住宅則來說,往往以院落和天井解決這問題。或者通過營(yíng)造一個(gè)中庭來獲得晝光。為了整個(gè)建筑能在極端氣候條件下能保持較小的體形系數(shù),此中庭應(yīng)采取保溫屋蓋,而且可采用較大面積的天窗,天窗上面可設(shè)遮陽篷來避免夏季陽光直射。
2.3建筑設(shè)備利用
為了能達(dá)到綠色建筑設(shè)計(jì),通過利用建筑設(shè)備來來獲取自然界的能源來應(yīng)用到住宅住戶日常的生活中,是重要的途徑之一。(1)地源熱泵系統(tǒng)。針對(duì)我國(guó)地?zé)崮茉簇S富,通過利用地?zé)嵯到y(tǒng)來充分利用地?zé)崮茉聪喈?dāng)關(guān)鍵。如對(duì)于上海地區(qū),由于地下水位較高適合采取土壤埋管。(2)采用冷熱輻射頂棚加新風(fēng)系統(tǒng)的空調(diào)方式,在墻壁和頂棚內(nèi)埋設(shè)毛細(xì)循環(huán)管道進(jìn)行輻射制冷和采暖。該系統(tǒng)采暖熱媒溫度低,而冷媒溫度較高,結(jié)合智能監(jiān)測(cè)與控制,效率高于普通的空調(diào)系統(tǒng),提高了室內(nèi)氣候舒適度與空氣質(zhì)量。
一、發(fā)展節(jié)能住宅建筑的意義
在建筑領(lǐng)域,人類從自然界所獲得物質(zhì)原料的50%用來建造各類建筑及附屬設(shè)施,建筑能耗在人類總能耗中所占比重約為1/4。在經(jīng)歷了數(shù)次能源危機(jī)以及對(duì)礦物能源資源的不可恢復(fù)性和溫室效應(yīng)對(duì)生存環(huán)境負(fù)面影響的認(rèn)識(shí)越來越清楚之后,世界各國(guó)提出了控制礦物能源用量的增長(zhǎng),提高能源使用效率,開發(fā)新能源和可再生能源的目標(biāo)。作為耗能大戶的建筑業(yè)節(jié)能受到極大的關(guān)注。建筑節(jié)能是近年來世界建筑發(fā)展的一個(gè)基本趨勢(shì),也是當(dāng)代建筑科學(xué)技術(shù)的一個(gè)新生長(zhǎng)點(diǎn)。隨著人們物質(zhì)生活水平的不斷改善,對(duì)住宅建筑的環(huán)境質(zhì)量要求也日益提高。我國(guó)是一個(gè)經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)、人口占世界20%的大國(guó),也是能源相對(duì)匱乏的大國(guó),已成為世界上第三大能源生產(chǎn)國(guó)和第二大能源消費(fèi)國(guó)。目前我國(guó)每年建成房屋面積已超過所有發(fā)達(dá)國(guó)家一年建成建筑面積的總和。建筑在生產(chǎn)和使用過程中要消耗全球資源中能源總量的50%,產(chǎn)生的污染也十分驚人。所以建筑節(jié)能和保護(hù)環(huán)境是擺在人們面前的緊迫課題。
二、節(jié)能建筑設(shè)計(jì)應(yīng)貫徹的設(shè)計(jì)原則
各地區(qū)的節(jié)能建筑,必須適應(yīng)本地區(qū)的氣候特征,既不能照搬嚴(yán)寒地區(qū)的建筑型式,也不能照搬夏熱冬暖及海洋性氣候地區(qū)的建筑型式,更不能照搬四季如春的溫和氣候地區(qū)的建筑型式,一般說來設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循以下原則:
(1)建筑物盡量采用南北朝向布置。否則,須加強(qiáng)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能而需增大建筑成本。
(2)建筑群之間和建筑物室內(nèi),夏季要有良好的自然通風(fēng),建筑群不應(yīng)采用周邊式布局型式。低層建筑應(yīng)置于夏季主導(dǎo)風(fēng)向的迎風(fēng)面;多層建筑置于中間;高層建筑布置在最后面,否則,高層建筑的底層應(yīng)局部架空并組織好建筑群間的自然通風(fēng)。
(3)按相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,盡量加大建筑物之間的間距,盡量減少建筑群間的硬化地面,推廣植草磚地面,提高綠地率,加強(qiáng)由落葉喬木、常綠灌木及地面植被組成的空間立體綠化體系,以便由樹冠和地面植被阻檔、吸收大部分的太陽直射輻射,減小地面對(duì)建筑物的反射輻射。
(4)應(yīng)控制建筑物的體形系數(shù)不超過節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。即盡量減少外墻的凸凹面和架空樓板,坡屋頂宜設(shè)置結(jié)構(gòu)平頂棚或降低坡度,應(yīng)采用封閉式樓梯間等。當(dāng)體形系數(shù)超過標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定時(shí),應(yīng)加強(qiáng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能,計(jì)算建筑物的采暖空調(diào)能耗并不得超過標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
(5)不應(yīng)設(shè)置大窗戶,窗戶大小以滿足采光要求為限。門窗玻璃應(yīng)采用普通透明玻璃或淡色低輻射鍍膜玻璃的中空玻璃,居住建筑和辦公建筑不應(yīng)采用可見光透光率低的深色鍍膜玻璃或著色玻璃。還要求外門外窗具有良好的氣密性、水密性、不小于30分貝的隔聲性能和不小于2.5kea的抗風(fēng)壓性能。
(6)屋頂和外墻既要保溫又要隔熱,其保溫隔熱性能應(yīng)符合建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,還要防止保溫層滲水、內(nèi)部結(jié)露和發(fā)霉。屋頂和外墻,不能采用單一的輕質(zhì)材料和空心砌塊材料,最適合采用厚實(shí)材料加輕質(zhì)材料的復(fù)合構(gòu)造做法。
(7)屋頂和外墻的外表面,宜采用淺色飾面層,不宜采用黑色、深綠、深紅等深色飾面層,否則應(yīng)加大屋頂和外墻保溫隔熱層的厚度,計(jì)算其夏季的內(nèi)表面計(jì)算溫度不超過36.9℃,宜低于35℃。
(8)加強(qiáng)分戶墻和樓地面的保溫性能,使其符合建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。居室及辦公室樓地面面層的吸熱指數(shù)還應(yīng)符合民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定。
(9)設(shè)有集中采暖、空調(diào)的節(jié)能建筑,應(yīng)選用高效、低能耗的設(shè)備與系統(tǒng),不得采用直接電熱式采暖設(shè)備和裝置,應(yīng)設(shè)置分室溫度控制裝置。除上述9點(diǎn)之外,節(jié)能建筑還應(yīng)具備設(shè)計(jì)規(guī)范所要求的隔聲性能等適用性能、安全性能、耐久性能和環(huán)境性能。
三、節(jié)能設(shè)計(jì)在我國(guó)住宅建筑中的應(yīng)用措施
(一)屋頂保溫隔熱的節(jié)能設(shè)計(jì)
在住宅建筑屋頂構(gòu)造設(shè)計(jì)中,應(yīng)使用高效保溫材料、架空型保溫、倒置保溫等進(jìn)行合理的保溫和隔熱設(shè)計(jì),這樣可以很好地保證在冬季低溫地區(qū)、夏季高溫地區(qū)給室內(nèi)提供適宜的生活溫度,同時(shí)為冬季的暖氣用能、夏季的空調(diào)降溫用能節(jié)省出大量能源。我國(guó)冬季的采暖大多數(shù)地區(qū)還在用煤,夏季的降溫一般都是用電,合理的屋頂保溫和隔熱設(shè)計(jì)可省出大量的能耗。
(二)門、窗系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)
外門窗是建筑物熱交換、熱傳導(dǎo)最活躍、最敏感的部位,其面積約占建筑外維護(hù)結(jié)構(gòu)面積的30%,其能耗約占建筑總能耗的2/3,其中傳熱損失為1/3,所以門窗是外維護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能的重點(diǎn)。在節(jié)能措施上,首先在保證日照、采光、通風(fēng)、觀景條件下,要盡量減少外門窗洞口的面積。其次,可采用外廊、陽臺(tái)、挑檐、遮陽板、熱反射窗簾等遮陽措施減少陽光直接輻射屋頂、墻、窗及透過窗戶進(jìn)入室內(nèi)。再次,加設(shè)密閉條是提高門窗氣密性的重要手段之一,提高門窗氣密性。最后,在經(jīng)濟(jì)狀況允許的條件下,可考慮使用新型保溫節(jié)能門窗,能耗低的節(jié)能材料制造的新型保溫節(jié)能門窗可大大提高熱工性能。
(三)建筑外墻節(jié)能設(shè)計(jì)
以往以實(shí)心粘土磚為墻體材料,保溫性能不能滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),按照新標(biāo)準(zhǔn)在單一材料墻體中,只有加氣混凝土能滿足要求,所以應(yīng)發(fā)展復(fù)合墻體技術(shù)。設(shè)計(jì)中主墻體可采用混凝土空心砌塊、空心磚墻體、空心砌塊墻體、現(xiàn)澆混凝土墻體,然后加以輕質(zhì)高效保溫層和耐候飾面層。保溫層可放在承重層外側(cè),特別提到的是復(fù)合結(jié)構(gòu)中常采用單層或多層封閉空氣間層與帶反射材料的封閉空氣間層,在增大熱阻、滿足保溫的同時(shí)還可以減輕圍護(hù)結(jié)構(gòu)的自重。
四、結(jié)語
在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)方面,通過以上幾方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)不僅可以解決國(guó)家的能源問題,同時(shí)也可以促進(jìn)建筑技術(shù)和建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,為合理利用資源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、提高人民生活水平起到一定的作用。
參考文獻(xiàn)
屋頂是建筑物護(hù)結(jié)構(gòu)中發(fā)揮室內(nèi)外溫差傳熱的重要部分。只有提高屋面的保溫隔熱性能,才能提高抵抗夏季室外的外熱作用的能力。建筑節(jié)能屋面主要包括:倒置式屋面、屋面綠化、蓄水屋面和色坡屋面。其中,倒置式屋面是將傳統(tǒng)屋面構(gòu)造中的保溫層和防水層顛倒,保溫層放在隔水層的上面。屋面綠化可以大幅度地降低建筑物的能量消耗,減少溫室氣體的排放,增加城市的綠地面積,改善城市的“熱島效應(yīng)”。蓄水層面的主要功能是利用水蒸發(fā)吸熱的特點(diǎn),消耗水層中的熱量,從而降低屋面的傳熱量和屋面溫度。色坡屋面是目前最常用的一種屋面。因?yàn)楝F(xiàn)在大多數(shù)的建筑物都采用平屋頂,在太陽輻射最強(qiáng)的正午,太陽光線對(duì)于坡面是斜射的,但是在平屋頂上是直射的,采用非金屬淡色坡面反射太陽光達(dá)到了65%,這樣可以節(jié)約25%的能源消耗。
1.2優(yōu)化護(hù)圍結(jié)構(gòu)墻體設(shè)計(jì)
高層建筑的護(hù)墻體耗能量較大,占整個(gè)建筑物的25%,建筑物的體型變化和耗能成正比,體型越大,耗能越多。因此在國(guó)外,一般圓塔形的建筑物比較多,比如美國(guó)洛杉磯的好運(yùn)飯店,法國(guó)戴高樂機(jī)場(chǎng)的候機(jī)樓。因?yàn)樵诿娣e同樣的情況下,圓的周長(zhǎng)最短,這樣就減少了建筑物外露的面積。因此,高層建筑物的體型變化應(yīng)該簡(jiǎn)單。首先,外墻是高層建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)中最重要的部分,圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用的是填充材料。其次,為了減輕建筑物的壓力,提高保溫效能和隔熱效果,采用輕質(zhì)高效的保溫材料。最后,圍護(hù)結(jié)構(gòu)的材料分別放在內(nèi)側(cè)和外側(cè),因此在氣溫比較低的地區(qū),應(yīng)該把保溫層設(shè)置在外側(cè),可以減少墻體內(nèi)產(chǎn)生的冷凝水。
1.3優(yōu)化門窗節(jié)能設(shè)計(jì)
外門窗是住宅區(qū)散熱性能最差的部位,其耗能占到總耗能的70%,在其中傳熱損失為30%,冷風(fēng)滲透為30%。所以在保證室內(nèi)通風(fēng),溫暖和美觀的前提下,應(yīng)該減少住宅區(qū)的外門窗洞口的面積,保證外門窗的封閉性,有效防止冷風(fēng)的滲透,只有這樣,才能提高外門窗的保溫效果。應(yīng)該從以下幾個(gè)方面減少外門窗的傳熱量:(1)把住宅的窗墻比例控制在一個(gè)合理的范圍內(nèi)。住宅的窗墻比是窗戶洞口面積與房間立面單元面積(即建筑層高與開間定位線圍成的面積)之比。(2)保證住宅區(qū)外窗的封閉性,減少冷空氣的滲透。可以使用泡沫塑料密封條進(jìn)行密封,也可以采用質(zhì)量較好、密封性能很好的門窗材料。在門框和墻體之間的縫隙間,采用彈性的松軟型材料、彈性密封的材料,比如密封膏。在門框和窗扇之間的密封,可以采用橡膠和泡沫密封條,回風(fēng)槽等。采用各種彈性的壓條完成扇和玻璃之間的密封。
(3)提高住宅區(qū)門窗的保溫性能。在戶門和陽臺(tái)門的設(shè)計(jì)上,應(yīng)該考慮到防火和防盜的要求,在門里填充填充聚苯乙烯板或巖棉板等絕熱性能比較好的材料,最好選用鋼塑復(fù)合窗和塑料窗,這樣可以避免金屬窗產(chǎn)生的冷橋,也可以采用雙玻璃和三玻璃。中空玻璃、鍍膜玻璃、低輻射的玻璃都可以有效提高門窗的封閉性。
1.4優(yōu)化太陽能與建筑物一體化
隨著城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)的加快和人們生活水平的提高,城市花園住宅成了居民共同的追求,為了應(yīng)對(duì)嚴(yán)重的能源危機(jī)和環(huán)境污染,需要大力開發(fā)和利用清潔能源,而太陽能就是最好的清潔能源,促進(jìn)太陽能產(chǎn)品在城市花園住宅區(qū)的應(yīng)用不僅可以實(shí)現(xiàn)住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的目標(biāo),也可以促進(jìn)未來住宅全部太陽能化。隨著太陽能在現(xiàn)代建筑中應(yīng)用越來越廣泛,消費(fèi)者不僅要求太陽能的節(jié)能性,還要求建筑物的美觀。太陽能與建筑一體化就是將太陽能設(shè)施和建筑物結(jié)合起來,利用太陽能集熱器,突破傳統(tǒng)的屋頂覆蓋層的屋頂保溫層,不僅可以達(dá)到屋頂建筑的簡(jiǎn)單美觀,還可以減低建筑施工的成本。
1.1墻體節(jié)能
墻體是建筑護(hù)結(jié)構(gòu)的主體,其所采用材料和砌筑型式直接影響著建筑物的耗熱量.由于單一材料的墻體往往難以同時(shí)滿足較高的保溫隔熱功能,尤其是寒冷和嚴(yán)寒地區(qū),因而可以在單一材料墻體的基礎(chǔ)上增設(shè)一層有保溫功能的材料組成復(fù)合墻體,通常墻體保溫材料有聚苯乙烯硬質(zhì)泡沫塑料、?;⒅?、聚苯乙烯保溫顆粒等等.另外,可以通過墻面的垂直綠化以及色彩的不同,降低墻面太陽輻射和較高的吸收太陽輻射,而且還美化環(huán)境.
1.2門窗節(jié)能
由于高校建筑的使用學(xué)生數(shù)眾多,為滿足自然的日照、采光、通風(fēng)等要求的前提下,設(shè)計(jì)的門窗洞口尺寸均較大,以致于門窗是能耗散失的最薄弱的部位.戶門和陽臺(tái)門應(yīng)結(jié)合防火以及防盜的要求,在門的空腹內(nèi)填放15~18mm厚玻璃棉板或巖棉板.窗戶節(jié)能技術(shù)主要從減少滲透、傳熱和太陽輻射三個(gè)方面采取措施.如使用新型的、密封性良好的塑性窗框加上雙層中空玻璃;門窗框與墻間的縫隙可用彈性密閉型材料和邊框設(shè)灰口等密封;窗扇與窗扇之間可用密封條、壓條以及高低縫等形式.
1.3屋面節(jié)能
屋面節(jié)能主要通過改善屋面的熱工性能阻止熱量的傳遞,主要節(jié)能技術(shù)有:選用密度較小、熱導(dǎo)率較低、吸水率較小的保溫材料做屋面保溫層,如采用膨脹珍珠巖保溫芯板代替常規(guī)的水泥珍珠巖或?yàn)r青珍珠巖;采用架空、蓄水、種植或鋪貼絕熱反射膜等方式做屋面的隔熱層;在屋面構(gòu)造形式上采用目前發(fā)達(dá)國(guó)家流行的倒置保溫做法,即將保溫層置于屋面防水層之上,改變傳統(tǒng)的把無機(jī)多孔材料(如膨脹珍珠巖、爐焦渣)置于防水層與結(jié)構(gòu)層之間的不利做法.
1.4樓地面節(jié)能
高校建筑主要是公共建筑,使用人數(shù)眾多,顯然做成木地板或類木地板是不合適的.因此,可以將樓地面保溫節(jié)能做成層間樓板(底面不接觸室外冷空氣)和底面接觸室外空氣的架空或懸挑,保溫層可直接設(shè)置在樓板底面;采用不采暖的地下室頂板作為首層的保溫隔熱,加強(qiáng)房間與房間的保溫隔熱.另外,用于樓地面節(jié)能工程的保溫隔熱材料,其厚度、密度、壓縮強(qiáng)度、導(dǎo)熱系數(shù)和阻燃性必須符合設(shè)計(jì)要求和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定.各種保溫板或保溫層的厚度不得有負(fù)偏差.
1.5利用太陽能
我國(guó)太陽能資源豐富,陸地每年接受的太陽輻射能相當(dāng)于2.4×1012t,大約2/3國(guó)土面積的總輻射量超過0.6MJ/m2.太陽能是可再生能源,不僅資源豐富,免費(fèi)使用,而且對(duì)環(huán)境無任何污染,有著礦物能源不可比擬的優(yōu)越性.高校作為引領(lǐng)社會(huì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步的重要力量,在建設(shè)節(jié)約型社會(huì)中起著不容忽視的作用,應(yīng)加大對(duì)太陽能源充分利用技術(shù)的相關(guān)研究,在高校這個(gè)耗能大戶里優(yōu)先、全面的使用太陽能技術(shù)并積極推廣,以降低整個(gè)社會(huì)對(duì)不可再生能源的需求.太陽能在建筑上的利用技術(shù)主要有被動(dòng)式太陽能取暖、太陽能集熱供熱水、太陽能發(fā)電、主動(dòng)式太陽能取暖和空調(diào)等.這里面值得一提的是太陽能空調(diào),由于在我國(guó)的建筑終端能耗中,空調(diào)能耗占據(jù)著相當(dāng)大的比例.利用太陽能制冷主要有兩種途徑:一是利用光電轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)以電制冷;二是利用太陽能集熱器實(shí)現(xiàn)光熱轉(zhuǎn)換,以熱制冷.具體實(shí)現(xiàn)太陽能制冷的系統(tǒng)主要有:太陽能吸附式制冷系統(tǒng)、太陽能吸收式制冷系統(tǒng)、太陽能蒸汽噴射式制冷系統(tǒng)、太陽能除濕式制冷系統(tǒng)以及太陽能蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng).安徽省政府、教育廳決定在全省106所高校的教學(xué)科研場(chǎng)所、學(xué)生宿舍和食堂安裝空調(diào),實(shí)施“空調(diào)進(jìn)高校”工程,這對(duì)于高校利用太陽能空調(diào)技術(shù)來建筑節(jié)能,無疑是一個(gè)重要的發(fā)展平臺(tái)和良好的基礎(chǔ)條件.
2新建建筑節(jié)能檢測(cè)技術(shù)
2.1節(jié)能檢測(cè)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
結(jié)合我國(guó)現(xiàn)時(shí)國(guó)情并達(dá)到降低建筑能耗的目的,國(guó)家于2007年頒布并實(shí)施了《建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50411-2007),這是我國(guó)第一本關(guān)于建筑節(jié)能方面的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),全面規(guī)定了在建筑節(jié)能工程方面需要驗(yàn)收的項(xiàng)目以及建筑設(shè)計(jì)、施工中部分強(qiáng)制性執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)項(xiàng)目,為建筑節(jié)能施工提供了基礎(chǔ)和必要的施工要求和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn).以后我國(guó)又陸續(xù)頒布并實(shí)施了《公共建筑節(jié)能檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ/T177-2009)、《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ26-95)和《居住建筑節(jié)能檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ/T132-2009)等建筑工程行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),為新建建筑的各類節(jié)能現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)提供了技術(shù)支持和較為科學(xué)的測(cè)試依據(jù).目前新建建筑節(jié)能檢測(cè)技術(shù)主要在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)方面有所研究,國(guó)內(nèi)外相關(guān)專家、學(xué)者也做過一些探討和研究[3].如山東建筑大學(xué)潘雷等人對(duì)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了研究,并采用數(shù)值模擬的方法計(jì)算出適用于不同保溫形式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的修正系數(shù).北京中建建筑科學(xué)技術(shù)研究院費(fèi)慧慧等人對(duì)新建建筑節(jié)能現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)的影響因素進(jìn)行了分析研究,提出了影響現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)的主要因素及解決方法.山東省建設(shè)發(fā)展研究院的朱傳晟總工對(duì)建筑節(jié)能現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)的基本原理進(jìn)行了研究,如熱流計(jì)法、熱箱法和紅外線攝像儀法,重點(diǎn)對(duì)熱流計(jì)法的檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了深入探討.揚(yáng)州大學(xué)楊鼎宜教授等用冷熱箱法測(cè)定了穩(wěn)定傳熱狀態(tài)下混凝土空心砌塊砌體的保溫隔熱性能等.國(guó)外對(duì)于建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)研究及報(bào)道也處于起步階段,而且大多在實(shí)驗(yàn)室里完成對(duì)建筑材料的熱工性能檢測(cè),相關(guān)的檢測(cè)性能參數(shù)也是在穩(wěn)定的狀態(tài)下完成的,如日本對(duì)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的對(duì)流換熱系數(shù)進(jìn)行了測(cè)試,提出了建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)流換熱系數(shù)和風(fēng)速的關(guān)系式.
2.2新建建筑節(jié)能檢測(cè)技術(shù)
2.2.1熱箱法
熱箱法檢測(cè)技術(shù)是需要人工制造一個(gè)傳熱的模擬環(huán)境.具體做法可以參考如下:分別在試驗(yàn)試件兩側(cè)各布置一個(gè)所需溫度、風(fēng)速和輻射條件的熱箱和一個(gè)冷箱,待試驗(yàn)環(huán)境條件達(dá)到穩(wěn)定后,采用相應(yīng)的儀器設(shè)備,分別量測(cè)冷、熱箱體內(nèi)壁的溫度、模擬環(huán)境的空氣溫度、試件的表面溫度以及計(jì)量箱中的輸入功率,再根據(jù)物理計(jì)算相關(guān)原理和公式,計(jì)算出被測(cè)試試件的傳熱的性能指標(biāo),如熱阻、表面換熱系數(shù)等相關(guān)指標(biāo).熱箱法檢測(cè)測(cè)試技術(shù)適用于室外相對(duì)濕度不高于60%,室外空氣平均溫度不高于25℃的自然環(huán)境,且試驗(yàn)所用熱箱的內(nèi)部溫度不低于室外自然最高溫度8℃的情況[4].在建筑構(gòu)造方面,熱箱法檢測(cè)技術(shù)對(duì)于門窗、樓板、外墻的傳熱性能指標(biāo)的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)非常有利,測(cè)試的結(jié)果一般較精確.由于需要模擬試驗(yàn)環(huán)境和條件的限制,此種方法不適宜用于現(xiàn)場(chǎng)施工的檢測(cè),但自然氣溫對(duì)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)的結(jié)果影響微乎甚微,可以用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作為現(xiàn)場(chǎng)施工的參考.
2.2.2熱流計(jì)法
建筑耗熱測(cè)定中最為常用的儀表就是熱流計(jì),也是傳統(tǒng)的建筑能耗量測(cè)儀表,主要適用于對(duì)各種材料組成的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能進(jìn)行分析.使用時(shí)將其傳感器埋設(shè)在絕熱結(jié)構(gòu)內(nèi)或貼敷在絕熱結(jié)構(gòu)的外表面,可直接測(cè)量得到熱(冷)損失值.檢測(cè)時(shí)間宜選擇一年中最為寒冷的月份,要求室內(nèi)外自然氣溫差必須大于20℃的條件下才能測(cè)試,而且要求室外氣溫的變化起伏不是很大,測(cè)試的條件應(yīng)放在至少穩(wěn)定7d的人為制造室內(nèi)外溫差或連續(xù)采暖條件下的房間里進(jìn)行,以此來保證測(cè)試數(shù)據(jù)結(jié)果的準(zhǔn)確性和客觀性.根據(jù)大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果顯示,室內(nèi)外空氣溫差愈大,熱流計(jì)讀數(shù)的誤差相對(duì)愈小,計(jì)算所得之結(jié)果亦較為精確,因此此法受季節(jié)影響較大,一般需要在冬季才采用此法.
2.2.3紅外熱攝像儀法
紅外熱像技術(shù)是目前新研發(fā)的一種建筑節(jié)能檢測(cè)手段,也是基于紅外線技術(shù)理論以及先進(jìn)的紅外圖像處理技術(shù)、光電子技術(shù)和紅外線探測(cè)器技術(shù)的一種非接觸性的、綜合性的測(cè)量技術(shù)高科技產(chǎn)品.紅外熱像技術(shù)的原理是利用攝像儀對(duì)新建建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工缺陷進(jìn)行檢測(cè),分析檢測(cè)得到的各種熱像圖來顯示各種建筑構(gòu)造有無熱工缺陷,并對(duì)分析檢測(cè)結(jié)果做比較參考,以此作為驗(yàn)收、修復(fù)、增強(qiáng)建筑節(jié)能施工措施的理論數(shù)據(jù)依據(jù).紅外熱像技術(shù)既不破壞被測(cè)物體或試件的溫度場(chǎng),又能測(cè)量細(xì)微目標(biāo)和運(yùn)動(dòng)中的目標(biāo)[5].此法具有可利用計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)測(cè)量數(shù)據(jù)和處理分析,方便長(zhǎng)期保存和幾何運(yùn)算;采用不同的顏色來區(qū)分并顯示被測(cè)物體溫度的熱圖像;對(duì)于溫度的分辨率較高,精度可達(dá)到0.01℃;現(xiàn)場(chǎng)節(jié)能檢測(cè)的紅外熱像儀器具有攜帶方便、操作簡(jiǎn)單、還可以形象、直觀地顯示物體表面的溫度場(chǎng),為簡(jiǎn)化檢測(cè)程序和優(yōu)化檢測(cè)數(shù)據(jù)等都有很大益處.此法具有較多優(yōu)點(diǎn)且不受季節(jié)的限制,還可以遠(yuǎn)距離測(cè)定建筑構(gòu)造的熱工缺陷,這必將會(huì)極大地完善和提高新建建筑節(jié)能現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù),所以具有廣闊的應(yīng)用和開發(fā)前景.
3存在的問
題(1)檢測(cè)技術(shù)和設(shè)備的不完善性.新建建筑的幾種檢測(cè)方法本身的不完善性給檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果的真實(shí)性和客觀性產(chǎn)生影響,因此如何針對(duì)地區(qū)氣候特點(diǎn)和建筑能耗特征研究制定出檢測(cè)精度高、快速準(zhǔn)確的節(jié)能檢測(cè)系統(tǒng)是一個(gè)迫切現(xiàn)實(shí)問題[6].(2)現(xiàn)場(chǎng)與實(shí)驗(yàn)室的對(duì)比檢測(cè)結(jié)果差異較大.由于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)條件受自然氣候條件、新建建筑構(gòu)造自身狀態(tài)、安裝設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行條件等眾多因素的影響和制約,一般地,造成檢測(cè)結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)理想狀態(tài)偏離較大,測(cè)試結(jié)果不具有實(shí)際的指導(dǎo)意義.但在標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)室條件下,易將被檢測(cè)試件的周邊模擬或制造成近似熱絕緣狀態(tài),對(duì)于檢測(cè)試件的熱工傳導(dǎo)系數(shù)的測(cè)試結(jié)果較為準(zhǔn)確.由此造成雖然采用的是相同的原理和方法進(jìn)行檢測(cè),但是得到的檢測(cè)結(jié)果卻大相徑庭,對(duì)成果的取用造成混亂.(3)檢測(cè)方法有待統(tǒng)一.隨著科技的不斷進(jìn)步和發(fā)展,建筑節(jié)能檢測(cè)方法由傳統(tǒng)的、粗略的檢測(cè)技術(shù)向新型的、精確的測(cè)試方法邁進(jìn),還有一些衍生發(fā)展出來的檢測(cè)技術(shù)和方法,形成了很多對(duì)有關(guān)熱工傳導(dǎo)系數(shù)的檢測(cè)技術(shù)和方法標(biāo)準(zhǔn).該如何統(tǒng)一規(guī)范測(cè)試條件和檢測(cè)方法,建立一個(gè)比較同種項(xiàng)目的檢測(cè)技術(shù)使用和結(jié)果的平臺(tái),建設(shè)行政主管部門以及相關(guān)高校還須對(duì)檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行大力研究和發(fā)展,并根據(jù)實(shí)際情況制定節(jié)能檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,以保證行業(yè)的發(fā)展需要.(4)專業(yè)型建筑節(jié)能檢測(cè)人才隊(duì)伍匱乏.目前高校開辦建筑節(jié)能檢測(cè)的本科專業(yè)較少,一般都是研究生以上才有相關(guān)的研究方向,這就造成社會(huì)上的建筑節(jié)能檢測(cè)行業(yè)的從業(yè)人員學(xué)歷水平不高,對(duì)于專業(yè)型的人才更是缺乏.以致目前大多建筑節(jié)能檢測(cè)人員由原實(shí)驗(yàn)室的土木工程材料實(shí)驗(yàn)人員轉(zhuǎn)型而來,專業(yè)知識(shí)水平不高,對(duì)新型檢測(cè)技術(shù)和方法知之甚少.因此,為加快建筑節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展、降低新建建筑能耗量,建筑節(jié)能檢測(cè)專業(yè)人才的培養(yǎng)將是我國(guó)未來“十三五”規(guī)劃中必不可少的建設(shè)內(nèi)容,也是高校培養(yǎng)人才類型的一個(gè)重要方面.
2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)受力分析
剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有著自己的設(shè)計(jì)規(guī)則及原理。由于剪力墻通常情況下高度、寬度要比厚度大很多,因此其何特征像板,但與板有很大的差別,板是按受彎構(gòu)件計(jì)算,剪力墻是按壓彎構(gòu)件計(jì)算。因此在進(jìn)行其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析時(shí)就需要考慮到其具體的設(shè)計(jì)差別。此外還包括剪力墻的肢長(zhǎng)、墻厚度范圍有著自身的特性,因此當(dāng)墻肢截面高度與厚度之比hw/tw≤4時(shí),應(yīng)按框架柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);當(dāng)hw/tw>8時(shí)為一般剪力墻;當(dāng)4≤hw/tw≤8時(shí)短肢剪力墻,這也是剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則之一。剪力墻結(jié)構(gòu)是由一系列縱向、橫向剪力墻與梁、板所組成的空間結(jié)構(gòu)。其主要承受兩類荷載:一類是豎向荷載,豎向荷載主要是梁板傳來的恒載、活載、剪力墻身自重及豎向地震作用;另一類是水平荷載,主要為水平風(fēng)荷載和水平地震作用。剪力墻的內(nèi)力、變形分析包括承載能力極限狀態(tài)與正常使用極限狀態(tài)下分析。在承載能力極限狀態(tài)下,剪力墻在各種工況下不致破壞,能夠安全地承受重力荷載作用。在正常使用極限狀態(tài)下,結(jié)構(gòu)變形滿足規(guī)范要求,結(jié)構(gòu)耐久性也滿足設(shè)計(jì)要求。剪力墻的變形主要是彎曲變形,框架結(jié)構(gòu)的變形主要是剪切變形。為了使剪力墻實(shí)現(xiàn)彎曲破壞的延性破壞模式,《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》簡(jiǎn)稱高規(guī),規(guī)定墻長(zhǎng)不宜大于8m。實(shí)際上影響剪力墻破壞模式的兩個(gè)主要因素是剪跨比和軸壓比,只要剪跨比>2,且軸壓比不超過規(guī)范規(guī)定限值,能夠?qū)崿F(xiàn)延性的破壞模式。當(dāng)剪力墻墻長(zhǎng)大于8m時(shí),盡量在墻中部開洞形成雙墻肢,通過弱連梁連接。這樣剪跨比一般也會(huì)大于2,即能滿足延性破壞的需求。在地震作用下通過連梁來耗能,連梁端部首先進(jìn)入塑性變形,形成塑性鉸,這樣連梁起到第一道抗震防線的作用。
3連梁設(shè)計(jì)
高層住宅剪力墻結(jié)構(gòu)中,由于開間不大或墻長(zhǎng)較長(zhǎng)時(shí)開洞后形成連梁,若兩墻肢之間出現(xiàn)跨高比較小的連梁時(shí),在計(jì)算過程中,容易產(chǎn)生連梁抗剪超限的情況,通常有以下幾種解決方案:①增大截面,可以提高連梁自身的抗剪能力,但隨著連梁剛度增加相應(yīng)內(nèi)力也增加,其對(duì)抗剪能力的提高是有限的。在梁寬一定的情況下,通過加高連梁梁高的方法;在梁高一定的情況下,也可以通過加寬梁寬,加寬截面卻對(duì)連梁剛度的貢獻(xiàn)較小,僅為線性關(guān)系,使得抗剪力的提高值僅大于分擔(dān)剪力的增加值。②調(diào)整設(shè)計(jì)內(nèi)力,在增大連梁截面對(duì)提高抗剪能力沒有效果的情況下,可以通過人為的內(nèi)力調(diào)整,對(duì)連梁剛度進(jìn)行折減,控制剪力分配比,解決連梁抗剪問題。最簡(jiǎn)單的調(diào)控方法是在計(jì)算參數(shù)選取時(shí),調(diào)整連梁剛度折減系數(shù),僅對(duì)內(nèi)力配筋計(jì)算時(shí)才能采用。在整體計(jì)算及非地震荷載作用下,連梁剛度不予折減,這時(shí)連梁應(yīng)具備足夠的抗彎和抗剪承載能力,以滿足正常使用的要求。對(duì)于跨高比大于5的連梁,應(yīng)按框架梁設(shè)計(jì),且必須滿足框架梁各項(xiàng)要求。③也可設(shè)水平縫形成雙連梁、多連梁或采取其他加強(qiáng)受剪承載力的構(gòu)造措施,譬如設(shè)置交叉暗撐等措施來提高連梁抗剪承載力。
1玻璃立面
玻璃立面起著圍護(hù)、支撐及通風(fēng)采光的作用,也是表達(dá)建筑效果重要的元素之一。一個(gè)設(shè)計(jì)合理的建筑立面的功能不僅僅起到承上啟下、銜接建筑的屋頂和底面的作用,還要能融合于周圍的環(huán)境,具有導(dǎo)向及裝飾功能。玻璃材料在建筑立面中最主要的展現(xiàn)方式就是門和窗,在提供充足的自然光線的同時(shí),也為建筑的立面增添了更多的質(zhì)感和色澤。輕盈透明的玻璃立面可以起到分隔、承接、引導(dǎo)以及維系建筑空間的作用。色彩多樣、質(zhì)感豐富的玻璃材料使得建筑的界面虛實(shí)變幻,透明的玻璃隔墻使建筑的室內(nèi)空間分而不隔,是一種開放性的建筑界面。玻璃幕墻是以一種純粹的透明玻璃立面形式出現(xiàn)的建筑結(jié)構(gòu)體系,它使建筑的外墻面效果有了本質(zhì)的改變。玻璃界面成為建筑立面的主體,不僅可以用于圍護(hù)、采光、通風(fēng)以及裝飾,還可以將建筑立面分解成為不同的光影效果圖形,消除了傳統(tǒng)實(shí)體材料給以建筑立面的厚重感和封閉感,使整個(gè)建筑呈現(xiàn)出一種輕盈明亮和豐富飽滿的效果。新加坡南洋理工大學(xué)的藝術(shù)設(shè)計(jì)及媒體學(xué)院的教學(xué)樓寬闊的屋頂鋪滿了綠油油的牧草,建筑的立面則采用了大型的透明玻璃幕墻,一方面可以降低太陽的照射,另一方面可以使太陽光和周圍的自然景觀透入室內(nèi)。透明玻璃立面充分利用了自然光,減少了人工照明所需要的能源消耗,并且大量的屋頂植被凈化和冷卻了建筑周邊的空氣。綠色的屋頂與清透的玻璃立面以特別的形態(tài)組合在一起,將周圍的景致與建筑柔和成整體而融入自然中。
2玻璃底面
現(xiàn)在越來越多的設(shè)計(jì)師采用了透明的玻璃材料做為建筑的底界面,帶來一種煥然一新的視覺感受。玻璃底面輕透而虛幻,弱化了建筑底界面本應(yīng)有具有的厚重感和安全感,這種強(qiáng)烈的視覺反差帶給觀賞者一種特別的體驗(yàn)。玻璃底面在增加了建筑本身精致、高貴以及輕盈的效果外,還帶給了室內(nèi)空間更多的表現(xiàn)元素,并隨著日光和燈光的不斷變化而迷離夢(mèng)幻,產(chǎn)生了豐富的室內(nèi)空間效果。另外,玻璃樓梯、玻璃橋等在一些建筑構(gòu)件中也會(huì)使用到透明的玻璃底面,給游覽者帶來另一種視覺沖擊及心理刺激。一方面,在透明的玻璃樓梯或是玻璃橋上面行走必須克服心理的恐懼感;另一方面,由于外界光線的作用使得在透明的玻璃樓梯或是玻璃橋上不會(huì)出現(xiàn)行走者自己的影子。這種超越正常視覺感受的美學(xué)效果賦予了透明的玻璃材料做為建筑底層界面的另一種特別的藝術(shù)表現(xiàn)力。坐落在美國(guó)亞利桑那州大峽谷上的U形透明玻璃觀景天橋,從大峽谷南端的飛鷹峰凌空伸出,懸空于高達(dá)1220m的大峽谷底之上。整座玻璃天橋重量近500噸,長(zhǎng)約21m,寬約3m,橋墩牢固地伸至旁邊的巖壁內(nèi)。整個(gè)橋的底面及兩側(cè)均采用了透明的特種玻璃材料,其強(qiáng)度超過普通玻璃材料十幾倍,游客走在晶瑩剔透的玻璃橋上,凌空觀賞大峽谷的風(fēng)景,如同“天行者”般在大峽谷上空飛翔,視覺及精神層面得到了極高的體驗(yàn)和享受。
作者:雍鵬 單位:陜西理工學(xué)院土木工程與建筑系
一、我國(guó)建筑節(jié)能現(xiàn)狀
目前,建筑耗能已與工業(yè)耗能、交通耗能并列,成為我國(guó)能源消耗的三大“耗能大戶”。尤其是建筑耗能伴隨著建筑總量的不斷攀升和居住舒適度的提升,呈急劇上揚(yáng)趨勢(shì)。我國(guó)建筑不僅耗能高,而且能源利用效率很低,單位建筑能耗比同等氣候條件下國(guó)家高出2倍~3倍。僅以建筑供暖為例,北京市在執(zhí)行建筑節(jié)能設(shè)計(jì)前一個(gè)采暖期的平均能耗為32瓦/平方米,執(zhí)行節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)后,一個(gè)采暖期平均為21瓦/平方米,而相同氣候條件的芬蘭一個(gè)采暖期的平均能耗僅為11瓦/平方米,因建筑能耗高,僅北方采暖地區(qū)每年就多耗煤1800萬噸,直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)70億元,我國(guó)現(xiàn)階段城市房屋建筑中普遍存在圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱性和氣密性差,供熱空調(diào)系統(tǒng)效率低下等問題,以占我國(guó)城市建筑總面積約60%的住宅建筑為例,采暖地區(qū)城鎮(zhèn)住宅面積約有40億平方米,2000年采暖季平均能耗約為25kg煤/平方米,如果在現(xiàn)有基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)50%的節(jié)能,則每年大約可節(jié)省0.5億噸煤。2006年底,全國(guó)政協(xié)調(diào)研組就建筑節(jié)能問題提交的調(diào)研數(shù)據(jù)顯示:按目前的趨勢(shì)發(fā)展,到2020年我國(guó)建筑能耗將達(dá)到10.9億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。建筑節(jié)能要求十分緊迫。
二、建筑節(jié)能存在問題
1.我國(guó)建筑能耗高,制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展。建筑能耗約占社會(huì)總能耗的三分之一,我國(guó)建筑能耗的總量逐年上升,在全社會(huì)總能耗中所占的比例已從上世紀(jì)70年代末的10%,上升到近年的30%,而這“30%”還僅僅是建筑物在建造和使用過程中消耗的能源比例,如果再加上建材生產(chǎn)過程中耗掉的能源(占全社會(huì)總能耗的16.7%),和建筑相關(guān)的能耗將占到社會(huì)總能耗的46.7%。而國(guó)際上發(fā)達(dá)國(guó)家的建筑能耗一般占全國(guó)總能耗的35%左右,以此推斷,隨著城市化進(jìn)程的加快和人民生活質(zhì)量的改善,我國(guó)建筑耗能比重最終還將上升到35%左右,建筑耗能已成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的軟肋。
2.高耗能建筑比例大,加劇能源危機(jī)?,F(xiàn)在我國(guó)每年新建房屋20億平方米中,99%以上是高能耗建筑;而既有的約430億平方米建筑中,只有4%采取了能源效率措施,單位建筑面積采暖能耗為發(fā)達(dá)國(guó)家新建建筑的3倍以上。根據(jù)測(cè)算,如果不采取有力措施,到2020年中國(guó)建筑能耗將是現(xiàn)在3倍以上,潛伏巨大能源危機(jī)。
3.我國(guó)建筑節(jié)能狀況落后,亟待改善,上世紀(jì)70年達(dá)國(guó)家開始致力于研究和推行建筑節(jié)能技術(shù),而我國(guó)卻忽視了這一環(huán)節(jié),例如,我國(guó)建筑外墻的傳熱系數(shù)是發(fā)達(dá)國(guó)家建筑外墻傳熱系數(shù)的3倍~5倍,外窗傳熱系數(shù)是2倍~3倍,屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)是3倍~6倍,因此在這一環(huán)節(jié)上,我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家存在較大差別。
三、我國(guó)建筑節(jié)能發(fā)展緩慢的原因分析
多年來,我國(guó)開展了相當(dāng)規(guī)模的建筑節(jié)能工作,主要采取先易后難,先城市后農(nóng)村,先新建后改進(jìn),先住宅后公建,從北向南逐步推進(jìn)的策略,但是到目前為止,建筑節(jié)能仍然在試點(diǎn),示范層面上,原因如下:
1.建筑節(jié)能開發(fā)建設(shè)成本高,初期投資比較大,國(guó)家沒有鼓勵(lì)政策。開發(fā)商在建筑節(jié)能投入上積極性不高。
2.設(shè)計(jì)人員對(duì)節(jié)能建筑設(shè)計(jì)和施工技術(shù)尚未系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化、相關(guān)規(guī)范不健全,建筑從業(yè)人員的節(jié)能意識(shí)淡薄。
3.政府部門對(duì)建筑節(jié)能工作的重要性和緊迫性認(rèn)識(shí)不足,組織管理不力,法規(guī)配套不全。
4.建筑節(jié)能材料,工藝技術(shù)發(fā)展緩慢。
5.國(guó)家對(duì)建筑節(jié)能的規(guī)范還沒有列入強(qiáng)制執(zhí)行的范疇。
6.建筑節(jié)能的政策支持不夠。
四、建筑節(jié)能的方法
1.墻體保溫。墻體保溫分為外保溫和內(nèi)保溫,保溫材料可以用聚苯板或膠粉聚苯顆粒。目前較成熟的外墻外保溫技術(shù)主要有外掛式外保溫、聚苯板與墻體一次澆注成型、聚苯顆粒保溫料漿外墻外保溫等。節(jié)能保溫墻體技術(shù)中還有將墻體做成夾層,把珍珠巖、木屑、礦棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料(也可現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡)等填入夾層中,形成保溫層。
2.外墻門窗保溫。一般情況下,建筑物的熱交換,70%通過門窗,30%通過墻體和屋面。現(xiàn)在居室使用的門窗有單層和雙層,雙層保溫隔音效果好于單層門窗材料。有木門窗、鋼門窗、鋁合金門窗,塑鋼門窗,木門窗很少用在外墻上,塑鋼木門窗熱傳導(dǎo)效果明顯好于鋁合金和鋼門窗。玻璃安裝有單層和雙層玻璃,有一般3mm或5mm普通玻璃、藍(lán)寶石玻璃、雷射玻璃、中空鍍膜玻璃等,在隔聲、隔熱、節(jié)能、減少室內(nèi)溫差,提高采光性方面,中空鍍膜玻璃效果最佳。中空玻璃在國(guó)外建筑物中已得到普遍應(yīng)用。
3.地板、屋頂保溫。選擇地板、屋頂保溫材料的同時(shí),增加地板、屋頂保溫層厚度可以提高保溫隔音效果。
4.改變建筑設(shè)計(jì)布局,提高建筑節(jié)能效果。設(shè)計(jì)應(yīng)從建筑選址、分區(qū)、建筑和道路布局走向,建筑方位朝向、建筑體型、建筑間距、冬季季風(fēng)主導(dǎo)方向、太陽輻射、建筑外部空間環(huán)境構(gòu)成等方面進(jìn)行研究。如設(shè)計(jì)住宅小區(qū)時(shí),在總建筑面積不變的情況下,低密度、高容積率對(duì)節(jié)能有利,要選擇在采光、通風(fēng)條件比較好的地段進(jìn)行建設(shè),建筑物還應(yīng)有良好的朝向。設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)注意窗墻面積比、遮陽效果、及房間的朝向。設(shè)計(jì)達(dá)到布局合理,有利于提高建筑節(jié)能效果。
5.太陽能源與建筑有機(jī)結(jié)合?,F(xiàn)在的建筑設(shè)計(jì)中建筑師大都考慮的是建筑的造型、美觀、適用及與周圍的環(huán)境協(xié)調(diào),面對(duì)建筑的耗能與節(jié)能卻考慮較少。而在現(xiàn)代住宅建筑中要求設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)要體現(xiàn)“四性”:即可負(fù)擔(dān)性(盡量降低造價(jià),讓老百姓買得起);可居住性(居住安全、舒適、健康);可適應(yīng)性(可滿足日常生活及將來的變化);可持續(xù)性(實(shí)現(xiàn)資源消耗最低,再生資源最多)。而太陽能源是最好的可持續(xù)利用的再生能源,從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看,比燃?xì)?、電器具有更安全、清潔、價(jià)格便宜的優(yōu)勢(shì)。太陽能源取之不盡,在設(shè)計(jì)中增設(shè)太陽能設(shè)施,建筑成本增加少,但節(jié)能效果很好。
但是,目前太陽能源在建筑中的利用率還很少,即使常年日照多的地區(qū)大多也只是在屋頂上安裝一些太陽能熱水器來滿足家庭熱水的需要,而利用太陽能源來照明、取暖,制冷就更少。所以太陽能應(yīng)用技術(shù)應(yīng)該作為一項(xiàng)專業(yè)技術(shù)進(jìn)入到工程設(shè)計(jì)的范疇,這樣就可以從一開始的設(shè)計(jì)規(guī)劃中占有一席之地,從而進(jìn)入并跟蹤整個(gè)設(shè)計(jì)全過程,在與相關(guān)專業(yè)的配合過程中,完成自己的專業(yè)設(shè)計(jì),使太陽能就像其他建筑部件、構(gòu)件一樣,最終也會(huì)成為建筑的一個(gè)部件,真正體現(xiàn)出建筑與太陽能工程的一體化,使建筑與太陽能的有機(jī)結(jié)合及能源的節(jié)約從建筑的最初設(shè)計(jì)開始做起。
太陽能建筑一體化技術(shù)已成為一項(xiàng)新興而熱門的技術(shù),它是實(shí)現(xiàn)建筑與能源可持續(xù)發(fā)展的必然產(chǎn)物,是太陽能應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展的需要。把太陽能同建筑結(jié)合起來,把幾千年來房屋只是人類居住、遮風(fēng)擋雨、避寒暑的簡(jiǎn)單場(chǎng)所發(fā)展成具有獨(dú)立能源、自我循環(huán)式的新型建筑,這也是人類進(jìn)步和社會(huì)、科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然。6.建筑采暖實(shí)行分戶計(jì)量收費(fèi)。實(shí)施建筑采暖計(jì)量收費(fèi)是由過去的按面積收費(fèi)轉(zhuǎn)向按用熱量收費(fèi)的制度改革,是節(jié)約能源,提高住戶用熱的舒適度,改善大氣質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境的重要途徑。20世紀(jì)70年代,西歐和北歐等國(guó)家為了應(yīng)對(duì)世界范圍的能源危機(jī),在建筑采暖用能方面采取了提高建筑的保溫性能以降低能耗,推行按熱計(jì)量收費(fèi)的制度以節(jié)約能源的措施。90年代原蘇聯(lián)解體后,東歐國(guó)家隨著政治經(jīng)濟(jì)體制的變化,在引進(jìn)西歐、北歐先進(jìn)供熱技術(shù)的同時(shí),也開始進(jìn)行收費(fèi)制度的改革,由原來的包費(fèi)制改為按計(jì)量收費(fèi)。這些國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)都說明,采用按熱量計(jì)量收費(fèi)后,可節(jié)約能源20%~30%。我國(guó)自20世紀(jì)80年代末90年代初,特別是最近幾年,一些供熱企業(yè)就已開始旨在改進(jìn)供熱二次系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)按熱計(jì)量收費(fèi)的研究和試驗(yàn),以節(jié)約能源,減輕大氣污染,促進(jìn)供熱行業(yè)面向市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)。遵循市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)規(guī)律,把熱作為商品,由用戶自行調(diào)節(jié)控制和使用,并按實(shí)際使用熱量合理收費(fèi),才能充分調(diào)動(dòng)供熱和用熱雙方的積極性,并對(duì)節(jié)約能源起到促進(jìn)作用,因此,實(shí)行分戶供暖,按實(shí)際熱計(jì)量進(jìn)行收費(fèi)已經(jīng)勢(shì)在必行。
7.推廣使用節(jié)能燈,推行“綠色照明”工程也是建筑節(jié)能的重要內(nèi)容。家用小功率的高效節(jié)能燈具,其發(fā)光效率比普通白熾燈高4倍以上,使用壽命長(zhǎng)5倍至10倍,節(jié)電效率達(dá)70%~80%。
五、我國(guó)建筑節(jié)能發(fā)展對(duì)策
1.各級(jí)政府要提高認(rèn)識(shí),轉(zhuǎn)變職能,把建筑節(jié)能列入國(guó)家和各省市,決策層的重要議程。建筑節(jié)能必須首先由政府主導(dǎo),由國(guó)家通過法律強(qiáng)制實(shí)施,這一點(diǎn)已經(jīng)被發(fā)達(dá)國(guó)家的實(shí)踐所證明。據(jù)建設(shè)部科技司副司長(zhǎng)武涌透露,建設(shè)部目前正在完善建筑節(jié)能體制、機(jī)制、法制的建設(shè),并將出臺(tái)經(jīng)濟(jì)激勵(lì)政策。
2.各省市組建建筑節(jié)能、設(shè)計(jì)研究領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)。各地建設(shè)局,有關(guān)單位組建市建筑節(jié)能領(lǐng)導(dǎo)小組,負(fù)責(zé)推廣建筑節(jié)能的方法,組織協(xié)調(diào)和監(jiān)督管理。
3.各省市制定經(jīng)濟(jì)扶持政策,加大對(duì)建筑節(jié)能資金投入,建立完善建筑節(jié)能的經(jīng)濟(jì)激勵(lì)政策,鼓勵(lì)建設(shè)節(jié)能工程。以實(shí)現(xiàn)在2020年新建建筑節(jié)能65%的目標(biāo),不執(zhí)行節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的建筑設(shè)計(jì)、施工單位將受到不同程度的處罰。
首先,政府應(yīng)提供必要的啟動(dòng)經(jīng)費(fèi)支持建筑節(jié)能項(xiàng)目的推廣;對(duì)高能耗的建筑制定相應(yīng)的處罰措施,包括新建筑不準(zhǔn)開工,已有建筑分段能耗收費(fèi)(高出行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)一定范圍后的能耗采用高收費(fèi))等;對(duì)節(jié)能建筑采取獎(jiǎng)勵(lì)措施,包括可再生能源使用中的優(yōu)惠政策,轉(zhuǎn)移高峰用電的優(yōu)惠政策,節(jié)能建筑星級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(對(duì)能耗少的節(jié)能建筑發(fā)放星級(jí)標(biāo)識(shí))等。設(shè)立建筑節(jié)能監(jiān)察辦公室,對(duì)新建建筑和已有建筑進(jìn)行能耗評(píng)估,對(duì)于高能耗建筑不予審批或限期整改。由于大量建筑在規(guī)劃和設(shè)計(jì)階段就注定是高能耗建筑,因此在建筑的規(guī)劃審批時(shí)應(yīng)加強(qiáng)建筑節(jié)能內(nèi)容。同時(shí)應(yīng)在建筑設(shè)計(jì)、實(shí)施和運(yùn)行的各個(gè)階段定期監(jiān)測(cè)建筑的能耗情況,逐步縮小高能耗建筑的存在空間。
其次是建立住宅建筑能耗標(biāo)準(zhǔn)星級(jí)制度,積極推動(dòng)供熱收費(fèi)體制改革試點(diǎn),用市場(chǎng)方式催生更多的節(jié)能住宅建筑。根據(jù)對(duì)住宅建筑能耗的評(píng)估結(jié)果,用能耗星級(jí)標(biāo)準(zhǔn)將建筑節(jié)能的效果直觀地告訴住宅消費(fèi)者,引導(dǎo)大眾消費(fèi)節(jié)能的住宅建筑,從而推動(dòng)節(jié)能住宅建筑的市場(chǎng)化運(yùn)作。建立不同類型商業(yè)建筑能耗標(biāo)準(zhǔn)星級(jí)制度,積極推廣各種節(jié)能技術(shù),降低商業(yè)建筑的能耗。
4.各地區(qū)積極推廣和使用新型建筑節(jié)能材料,大力宣傳建筑節(jié)能的主要意義,廣泛宣傳“設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)”。
5.新建和改建建筑節(jié)能工程,各級(jí)政府應(yīng)通過公開招標(biāo)方式選擇有實(shí)力、有經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)作為重點(diǎn)節(jié)能工程承包商,搞好節(jié)能建筑合同管理,保證節(jié)能建筑按合同完成,同時(shí)保證節(jié)能改造承包商應(yīng)得利益。
參考文獻(xiàn):
規(guī)劃主管部門應(yīng)在規(guī)劃許可審批階段,承擔(dān)起指導(dǎo)、審查和監(jiān)管職能。規(guī)劃審查時(shí),需要針對(duì)建筑設(shè)計(jì)方案是否滿足民用建筑節(jié)能強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)征求同級(jí)建設(shè)主管部門的意見;對(duì)于那些不滿足強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的,要加強(qiáng)指導(dǎo),督促改進(jìn);對(duì)予不滿足強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的,不應(yīng)頒發(fā)建設(shè)工程規(guī)劃許可證。
施工圖審查機(jī)構(gòu)應(yīng)在設(shè)計(jì)階段,重點(diǎn)審查施工圖設(shè)計(jì)文件是否嚴(yán)格執(zhí)行民用建筑節(jié)能強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,對(duì)于不符規(guī)定的,不應(yīng)忽視,應(yīng)指導(dǎo)督促建設(shè)單位改正;建設(shè)主管部門要把好發(fā)證關(guān),對(duì)施工圖設(shè)計(jì)文件經(jīng)審查不滿足強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的,不得頒發(fā)施工許可證。
在建階段,建設(shè)單位不得要求設(shè)計(jì)單位、施工單位違反節(jié)能強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工。當(dāng)然,設(shè)計(jì)人員要保持職業(yè)操守,嚴(yán)格執(zhí)行強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn),不應(yīng)為了降低成本而曲意理解規(guī)范要求,抱著僥幸的心理進(jìn)行設(shè)計(jì)。施工單位不應(yīng)迎合建設(shè)單位的違規(guī)行為,對(duì)國(guó)家和社會(huì)造成實(shí)質(zhì)性的損害。對(duì)于違規(guī)操作的建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、施工單位、工程監(jiān)理單位及其注冊(cè)執(zhí)業(yè)人員必須嚴(yán)厲處罰。
竣工驗(yàn)收時(shí),建設(shè)主管部門應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)查驗(yàn)建筑物是否滿足節(jié)能強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn);對(duì)不滿足強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的,不得出具竣工驗(yàn)收合格報(bào)告。
2加強(qiáng)節(jié)能技術(shù)和節(jié)能產(chǎn)品的開發(fā)應(yīng)用和推廣
建筑節(jié)能涉及到建筑物的方方面面,建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能、設(shè)備的能效、新能源的利用、用水用地等等。
①建筑節(jié)能最有效的手段是提高建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能。
建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能的優(yōu)劣是影響建筑能耗最直接的因素,所以,建筑節(jié)能的最有效手段就是提高建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能。
外墻、屋頂和外窗是建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)最主要的三個(gè)部分。在樓盤銷售時(shí),銷售人員往往重點(diǎn)推薦外墻保溫系統(tǒng),而且將大飄窗、大幅落地窗、大陽臺(tái)作為房屋的賣點(diǎn),其實(shí)外窗是整個(gè)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中影響節(jié)能的最重要因素,外墻保溫系統(tǒng)起到的作用還次于外窗。我們?cè)趯?duì)常州一些使用玻璃幕墻的大樓用電情況進(jìn)行調(diào)研時(shí)發(fā)現(xiàn),這些大樓的用電量明顯要大,而且很多大樓考慮對(duì)外墻進(jìn)行改造以降低用電量。外窗散熱量占建筑護(hù)結(jié)構(gòu)總散熱量的50%以上,它是建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能最薄弱的環(huán)節(jié)。因此,控制窗墻比并且提高窗戶的保溫隔熱性能,是提高建筑護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能指標(biāo)的有效途徑。一方面,設(shè)計(jì)人員和建設(shè)單位不應(yīng)單純追求立面效果,過多的使用玻璃材料,應(yīng)在保證采光通風(fēng)前提下,控制窗墻比,減少外窗傳遞的熱量;另一方面,應(yīng)使用新型玻璃材料和推廣應(yīng)用新型節(jié)能門窗,比如雙層中空玻璃和新型太陽能遮陽系統(tǒng)的應(yīng)用。比如常州朗詩國(guó)際街區(qū)采用了合金遮陽外窗,直接反射日照,大大降低日光熱輻射。
外墻應(yīng)采用低熱轉(zhuǎn)移值的外墻材料,采用新型節(jié)能墻體材料,如加氣混凝土砌塊、新型建筑模網(wǎng)、外墻保溫材料等。江蘇省是全國(guó)較早實(shí)行強(qiáng)制性外墻保溫的省份,根據(jù)筆者對(duì)常州采用的外墻保溫體系的研究,在炎熱天氣,采用外墻保溫的居室,空調(diào)用電量比無保溫措施的居室大約節(jié)約20-25%。
屋頂應(yīng)當(dāng)采用傳熱系數(shù)、熱惰性指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)的、高效的保溫隔熱屋面,層數(shù)不高的建筑物,應(yīng)盡可能安裝屋頂太陽能熱水系統(tǒng)。比如蚌埠怡康新都花苑,其多層和小高層均預(yù)裝太陽能,17層的住宅八層以上預(yù)裝太陽能熱水器,降低了屋頂直接受熱,同時(shí)合理利用新能源。
②建筑節(jié)能最直接的辦法是采用節(jié)能設(shè)備。比如無機(jī)房的電梯比有機(jī)房的電梯要省電,公共照明使用節(jié)能燈更省電,能效比高的空調(diào)或采暖設(shè)備更省電,地源熱泵利用地下水調(diào)控室溫起到節(jié)能的效果等等,我們不應(yīng)單純考慮節(jié)省建設(shè)成本而使用能耗大的產(chǎn)品,應(yīng)綜合權(quán)衡經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)能兩者厲害關(guān)系,盡量采用那些節(jié)能設(shè)備。
比如南京和常州的朗詩國(guó)際街區(qū)采用的“地源熱泵”,通過利用地下水作為熱源,較深的地下水常年恒溫,冬季時(shí)地下水遠(yuǎn)高于室外溫度,夏季時(shí)低于室外溫度。根據(jù)國(guó)外經(jīng)驗(yàn),地源熱泵運(yùn)行費(fèi)用較低,增加的初投資可在3~7年內(nèi)收回,在整個(gè)服務(wù)周期內(nèi)地源熱泵系統(tǒng)的平均費(fèi)用將低于傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)。
③強(qiáng)化太陽能等新能源新技術(shù)的應(yīng)用是節(jié)能趨勢(shì)。太陽能熱水系統(tǒng),既節(jié)能環(huán)保,又方便安全。太陽能是取之不盡、用之不竭的清潔能源,我國(guó)已把開發(fā)太陽能利用作為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的有效措施之一。地方政府也越來越重視太陽能的應(yīng)用推廣,比如江蘇省明確規(guī)定“從2008年1月1日起省內(nèi)城鎮(zhèn)區(qū)域新建的12層以下住宅及新建、改擴(kuò)建的酒店、商住樓等公共建筑,都必須統(tǒng)一安裝太陽能熱水系統(tǒng)?!?/p>
比如日本沖繩縣系滿市的新市政廳大樓采用的太陽能光電板技術(shù)。這幢6層大樓的建筑面積大約6000平方米,大樓的南立面和屋頂大面積安裝了太陽能光電板,光電板與其他結(jié)構(gòu)相配合,組成了水平和豎直兩個(gè)方向的遮陽體系。這套太陽能發(fā)電系統(tǒng)為大樓提供了大約12%的用電,而且光電板還能起到遮陽效果,使得大樓空調(diào)負(fù)荷降低大約25%。兩個(gè)采光中庭設(shè)計(jì)在大樓中心,既保證了大樓的自然采光,也強(qiáng)化了自然通風(fēng)的效果。根據(jù)使用評(píng)估核算,這些節(jié)能措施為大樓一次能源降低能耗約19%。
④建立節(jié)水系統(tǒng)是必要的補(bǔ)充。在住宅建設(shè)規(guī)劃時(shí),要合理的將生活廢水與廁所沖水的管線分開布線,對(duì)生活廢水實(shí)行回收并處理,再循環(huán)進(jìn)入沖廁所的管線,或用其進(jìn)行園區(qū)綠化的灌溉,形成一個(gè)節(jié)約用水的小環(huán)境。
摘要:本文主要闡述了民用建筑節(jié)能的兩個(gè)原則,一是從源頭遏制能源的過度消耗,對(duì)新建建筑節(jié)能全過程做好監(jiān)管;二是加強(qiáng)節(jié)能技術(shù)和節(jié)能產(chǎn)品的開發(fā)應(yīng)用和推廣。
關(guān)鍵詞:建筑節(jié)能;監(jiān)管;節(jié)能技術(shù)
參考文獻(xiàn):
[1]呂晉梁.建筑節(jié)能淺論[J].太原科技.2006,(7).