方晓燕, 苗海强
黄淮学院建筑工程系(463000)
建筑节能是当今世界各国普遍关注的热点问题,也是建筑技术进步的一个重大标志,是21世纪世界建筑发展的大潮流、大趋势。中国在解决住房问题上取得了巨大的成绩和进步,但是也必须看到住宅界的建造活动对我国生态环境的严重破坏。至今,我国城乡既有建筑约400亿m2(其中城镇住宅约102亿m2),其中只有3.2亿m2房屋是节能建筑,不到全国既有建筑的1%。在新的世纪,建设绿色生态住宅是中国住宅建筑发展的必由之路;抛弃高能耗、高污染的传统模式,而把具有节约资源、降低能耗、减少污染、提高住宅室内环境质量等性能的绿色生态住宅作为新世纪住宅建设的方向,同时把提高住宅绿色生态性能作为中国住宅未来的发展目标。
豫南地区属夏热冬冷地区,其建筑气候特征表现为夏季闷热,冬季湿冷,气温日较差小,年降水量大,日照偏少。长期以来,豫南地区建筑的保温隔热状况基本上没有得到改善:多层建筑的外墙主要沿用24cm的砖墙,即使采用其它墙体材料也以24cm的砖墙为参照对象;普遍采用单层玻璃窗,而且窗墙面积比有增大趋势;建筑外遮阳较少,门窗气密性不好等等问题,使得建筑室内热环境条件极差。从我国的经济发展水平和技术水平来看,目前发展生态住宅应该主要采用常规技术和简单技术,有条件的地区则在此基础上作超前设计。
在规划设计阶段,应该优先考虑建筑物南北朝向,同样形状的建筑物,南北朝向比东西朝向冷负荷要小得多,合理的空间布局及体型系数对减少建筑物的热散失面积有重要意义。同时,设计人员也应该注重立面设计,合理控制窗墙比。选择尽可能规整的体量、尽可能少的平面凹凸变化,不但可以减少建筑的体形系数,节约采暖和制冷能耗,也可以简化结构设计,减少工程造价。另外,相对于内墙,外墙不但要有满足承重要求的结构层,还要有防水层、保温层和兼有装饰和保护功能的外表面层,其单位面积外墙的造价要远高于内墙。所以体形系数小的建筑也有工程经济性方面的优势。
房间布局应有利于室内采光和自然通风。由于体形系数、建筑面宽和建筑节地的限制,并不是所有房间均可获得理想的采光和通风条件。虽然我国建筑节能计算是以建筑作为研究对象的,但不同房间因使用性质、重要性和使用时间的不同而存在对室内热舒适要求的不同,所以有必要确立优先的顺序,即先是起居室和主卧室,然后是次卧室和工作室,最后是厨房和卫生间。设计人员经过多年的推敲、探讨,住宅内部的休息区、起居活动区及厨卫服务区三大功能分区更趋向明确合理。在满足通风采光,保证窗户的气密性和隔热性的要求下,卧室不向南不影响建筑节能。因此,一套住宅中,卧室已经不是争取占据南向的唯一主要空间。随着人民生活水平的提高,人们在住宅中的活动空间也发生了根本的变化,起居活动已从原来的卧室中分离出来,厅或起居室成了住宅中的主要活动空间。南向的起居厅,能更有效地利用冬季的日照而得热,减少夏季的太阳热辐射,减少住宅中的日常耗能。总之,住宅的起居厅向南,可以充分利用自然能源,更加适应人们对舒适的建筑热环境的日益迫切的需要。
除了建筑设计之外,建筑师应注重从住宅建筑技术方面提高住宅中能源利用效率,减少能源的损失。
夏热冬冷地区气候的突出特点表现在夏季时间长,太阳辐射角度大,因此,门窗节能的重点应在夏季防热,同时兼顾冬季保温。为此,可以从以下几个方面来考虑门窗的保温隔热性能:1)采用各种特殊的热反射玻璃或贴热反射薄膜对于夏季阻挡太阳辐射热进入室内有很好的效果,特别是选用对太阳光中红外线反射能力强的热反射材料更理想,如低辐射玻璃。2)加强窗户内外的遮阳措施是在满足建筑立面设计要求的前提下,增设外遮阳板、遮阳棚以及适当增加南向阳台的挑出长度都能起到一定的遮阳效果。3)改善建筑外窗的保温性能主要是指提高窗的热阻。
外墙保温技术适用范围广,包在建筑结构的外侧,能够有效减少建筑的热桥,消除了冷凝,提高了建筑物的居住舒适度。目前,外墙外保温技术比较成熟的有外挂式外保温、聚苯板与墙体一次浇筑成型、聚苯颗粒保温料浆外墙保温技术三种。
外墙外保温具有以下七大优势:保护主体结构,延长建筑物寿命;基本消除“热桥”的影响;使墙体潮湿情况得到改善;利于室温保持稳定;便于旧建筑物进行节能改造;避免装修对保温层的破坏;增加房屋使用面积。因此在我国,采用外墙外保温技术是大势所趋,是今后需要改进和推广的重点工作之一。
在不断改进建筑外墙、外窗的保温性能后,还必须进一步加强屋面保温隔热的研究。屋面节能措施的要点,①屋面保温层不宜选用密度较大、导热系数较高的保温材料,以免屋面重量、厚度过大;②屋面保温层不宜选用吸水率较大的保温材料以防屋面湿作业时因保温层大量吸水而降低保温效果,如选用吸水率较高的保温材料,屋面上应设置排气孔以排出保温层内不易排出的水分。
探讨住宅节能设计应是生态文明时代建筑设计领域的一个重要课题。进一步的研究住宅能量聚集将随着理论体系的建构 、研究方法及实验方法的完善 ,经由设计师和使用者的共同努力而逐渐展开,住宅建筑具有稳定良好的能量聚集效应,有利于人的身心健康是衡量“绿色”的基本标准。以人为本,一切为人所用的健康住宅已成为人类身心健康的“绿色”生存环境。我国正处于城镇化和工业化的快速发展时期,大力推进建筑节能技术,在改善人们建筑居住环境的同时,降低建筑能耗水平,建设节约型社会,对保持经济持续发展,缓解能源供需矛盾,具有十分重要的现实意义和长远的社会意义。
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