[摘要] 我國北方地區(qū)冬季寒冷,集中供熱面積較大,采暖能耗是建筑能耗的最大組成部分,建筑物的防寒保溫問題是關(guān)系能源消耗的關(guān)鍵問題,注意節(jié)約能源消耗已成為北方建筑設(shè)計(jì)時(shí)的一個(gè)重要問題。
[關(guān)鍵詞] 高層建筑節(jié)能設(shè)計(jì)節(jié)能措施
節(jié)約能源是我國的基本國策,是建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的根本要求。在我國北方寒冷地區(qū),特別是大中城市由于土地資源的緊缺,小高層、高層住宅越來越多。北方地區(qū)高層建筑的定位首先應(yīng)考慮對(duì)城市環(huán)境的影響容積率過高很難滿足日照要求,陽光有著巨大輻射能量,在寒冷地區(qū)人們十分珍惜陽光帶來的溫暖。陽光對(duì)建筑的節(jié)能有著十分重要意義。寒冷地區(qū)高層建筑應(yīng)注重應(yīng)用日照原理,合理的確定建筑物的位置與朝向,使每幢建筑能接收更多的太陽輻射熱能。建筑能耗包括建筑材料的生產(chǎn)能耗,建筑施工能耗以及使用能耗三大部分。建筑能耗是指消耗在建筑中的采暖、空調(diào)、降溫、電氣、照明、炊事、熱水供應(yīng)等所消耗的能源。這些能源消耗單獨(dú)算起來并不起眼兒,但總量是驚人的。在建筑使用能耗中,以建筑采暖能耗占最主要部分,采暖能耗也是浪費(fèi)最為嚴(yán)重和節(jié)能潛力最大的部分,大力推廣節(jié)能建筑已迫在眉睫。下面就談?wù)勛约簩?duì)北方地區(qū)高層建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的膚淺看法。
1.我國北方地區(qū)高層建筑節(jié)能存在的弊端
1.1建筑節(jié)能意識(shí)薄弱
北方地區(qū)高層建筑節(jié)能是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,設(shè)計(jì)人員對(duì)北方地區(qū)高層節(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)設(shè)計(jì)規(guī)范不健全,建筑從業(yè)人員的節(jié)能意識(shí)淡薄, 北方地區(qū)高層建筑節(jié)能設(shè)計(jì)大都考慮造型、美觀、適用及與周圍的環(huán)境協(xié)調(diào),耗能與節(jié)能考慮較少。長期以來被動(dòng)太陽能采暖建筑被局限于在農(nóng)村、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和常規(guī)能源匱乏的邊遠(yuǎn)地區(qū)發(fā)展,沒有系統(tǒng)地研究在北方地區(qū)高層建筑節(jié)能中應(yīng)用。政府部門對(duì)高層建筑建筑節(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。
1.2缺乏新技術(shù)、新材料和新管理模式
隨著各地經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,能源消耗大幅度的提高。缺乏有效的激勵(lì)政策和強(qiáng)有力的法律法規(guī),缺乏有效的行政監(jiān)管體系。建筑節(jié)能的建筑材料、工藝技術(shù)還沒有形成體系,國內(nèi)的節(jié)能建材企業(yè)數(shù)量少之又少,加之部分廠家設(shè)備落后,新產(chǎn)品少而且大都質(zhì)次價(jià)高。我國無論從建筑技術(shù),還是從設(shè)備、材料方面都落后于歐洲發(fā)達(dá)國家。我國建筑能耗總量大、比例高、能效低、污染重,已經(jīng)成為影響可持續(xù)發(fā)展的重大問題。很多節(jié)能監(jiān)測機(jī)構(gòu)能力建設(shè)滯后,監(jiān)測裝備落后,信息缺乏,人才短缺,整體實(shí)力不強(qiáng)。能源統(tǒng)計(jì)體系不完善、節(jié)能信息不暢,很難以適應(yīng)節(jié)能工作的需要。
1.3政策措施不完善
政府對(duì)建筑節(jié)能工作的重要性和緊迫性認(rèn)識(shí)不足,缺乏有效的行政監(jiān)管體系。推廣建筑節(jié)能不可避免地會(huì)面臨增加生產(chǎn)商、開發(fā)商和用戶的成本和支出,從而影響到他們的利益。國雖然已出臺(tái)了《中華人民共和國節(jié)約能源法》等法律,但未制定建筑節(jié)能的相關(guān)法律、法規(guī),所以建筑節(jié)能工作基本上處于無法可依的狀況。存在意識(shí)不強(qiáng)、缺乏檢查監(jiān)督、執(zhí)法不嚴(yán)、違法不究等問題。有的地方開會(huì)、發(fā)文件都不少,就是很少去抓落實(shí)。銀行貸款的規(guī)定里,就沒提節(jié)能建筑一個(gè)字;生產(chǎn)商、開發(fā)商和用戶使用節(jié)能建筑材料就沒有任何優(yōu)惠和補(bǔ)貼政策。多數(shù)節(jié)能監(jiān)測機(jī)構(gòu)能力建設(shè)滯后,監(jiān)測裝備落后,信息缺乏,人才短缺,推廣經(jīng)費(fèi)不足,整體實(shí)力不強(qiáng)。能源統(tǒng)計(jì)體系不完善、節(jié)能信息不暢,很難以適應(yīng)節(jié)能工作的需要。
2.節(jié)能設(shè)計(jì)措施
2.1關(guān)注門窗節(jié)能技術(shù)
北方地區(qū)高層建筑門窗的朝向、構(gòu)造、尺寸和形狀以及密封程度是影響門窗能耗的主要因素。通過降低太陽輻射、增強(qiáng)建筑的自然通風(fēng)效果是規(guī)劃節(jié)能的主要方向。設(shè)計(jì)時(shí)面對(duì)北方寒冷的冬季主導(dǎo)風(fēng)向的立面,應(yīng)減少開窗面積。運(yùn)用加層窗技術(shù)提高窗戶的保溫隔熱效果,對(duì)戶門進(jìn)行保溫處理,對(duì)氣密性、水密性、保溫性、抗風(fēng)性、抗變形性、環(huán)保、隔音、防污、保溫、隔熱的特殊建筑節(jié)能材料要大力推廣使用。門窗雙層保溫隔音效果好于單層門窗材料。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。目前的許多住宅設(shè)計(jì),建筑立面窗戶的設(shè)計(jì)主要是從立面造型方面考慮――采光面積大,可開啟窗戶面積小,這樣的設(shè)計(jì)不但對(duì)隔熱不好,對(duì)通風(fēng)就更加不利。外門窗可設(shè)計(jì)凹式開窗,外面加設(shè)遮陽板及鍍有特種金屬熱反射窗簾,這種門窗設(shè)計(jì)既美觀又兼有較好的遮陽節(jié)能效果。
2.2注重墻體節(jié)能
外保溫是目前大力推廣的一種建筑保溫節(jié)能技術(shù)。墻體是高層建筑的主體部分,是建筑室內(nèi)外熱交換的主要介質(zhì)。在冬季,風(fēng)力對(duì)建筑的熱損失很大,增大冷空氣的滲透量,使室內(nèi)熱損失加大。由于建筑某些墻體處理不當(dāng),墻體內(nèi)部易產(chǎn)生冷凝水。EPS外墻內(nèi)保溫系統(tǒng)在圍護(hù)結(jié)構(gòu)上節(jié)能效果比不上外保溫,對(duì)于北方地區(qū)夏熱冬冷的節(jié)能指導(dǎo)思想一“隔熱為主、兼顧保溫”, 保溫材料可用聚苯板或膠粉聚苯顆粒,使用環(huán)保、節(jié)能型建筑材料保護(hù)了主體結(jié)構(gòu)免受雨、雪、凍、融、干、濕循環(huán)造成的結(jié)構(gòu)破壞。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。蓄熱系數(shù)大,室內(nèi)最高溫度延遲時(shí)間長,晚上室外涼爽,室內(nèi)表面溫度高,有烘烤感。在北方寒冷地區(qū)常用頁巖陶;炷量招钠鰤K、粘土空心磚與實(shí)心磚復(fù)合墻體、空心磚巖棉夾心復(fù)合墻體等做法建筑墻體。采用內(nèi)保溫能縮短最高溫度的延遲時(shí)間,空調(diào)制冷時(shí)能加快降溫,節(jié)約了電能。
2.3利用太陽能
太陽能源是太陽能源取之不盡、可持續(xù)利用的再生能源,從長遠(yuǎn)來看,比燃?xì)狻㈦娖骶哂懈踩、清潔、價(jià)格便宜的優(yōu)勢(shì)。設(shè)計(jì)太陽能建筑,利用太陽能滿足房屋居住者舒適水平和使用功能所需的大部分能源供應(yīng),即達(dá)到太陽能在建筑中的綜合利用。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。設(shè)計(jì)時(shí)體現(xiàn)“四性”:即可負(fù)擔(dān)性,盡量降低建筑成本造價(jià);可居住性,滿足居住著安全、舒適、健康的要求;可適應(yīng)性,能夠適應(yīng)日常生活的要求及將來的變化?沙掷m(xù)性,能夠使資源消耗最低,再生資源最多。綜合利用太陽能光熱,既解決北方地區(qū)高層建筑的生活熱水、冬季采暖熱源,又能解決夏季制冷空調(diào)熱源的需要,是利用太陽能熱的最佳途徑。由于有效利用太陽能工程建設(shè)投資費(fèi)用大,需要政策的大力支持,要加快開發(fā)太陽能利用技術(shù)和產(chǎn)品,加快技術(shù)創(chuàng)新,大力培養(yǎng)新能源領(lǐng)域人才隊(duì)伍。
3.影響建筑節(jié)能的其他因素
在北方地區(qū)高層建筑節(jié)能工作中,應(yīng)該把權(quán)重放到外窗的標(biāo)準(zhǔn)上,把主要房間的外窗都做成中空玻璃,以保證開窗面積。建筑的形體變化是建筑外露面積的主要因素之一,高層建筑體形系數(shù)越大耗能越多,基于能量損耗的考慮,高層建筑的形體變化不宜過多、復(fù)雜。應(yīng)重視外墻淺色飾面的輻射作用,屋面的隔熱應(yīng)做好。外墻保溫技術(shù),太陽能光熱和光電技術(shù),地?zé)嵩醇夹g(shù),熱管技術(shù)和相變蓄熱材料等新技術(shù)、新能源、新材料的開發(fā)和應(yīng)用具有廣闊的發(fā)展前景。北方冬季,風(fēng)力對(duì)建筑的熱損失很大,增大冷空氣的滲透量,加大室內(nèi)熱損失。建筑保溫材料的選用,建筑構(gòu)造的合理性應(yīng)建立在科學(xué)、可靠的基礎(chǔ)上。
總之,建筑節(jié)能是貫徹可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、實(shí)現(xiàn)國家節(jié)能規(guī)劃目標(biāo)、減排溫室氣體的重要措施,符合全球發(fā)展趨勢(shì)。高層建筑節(jié)能在降低建筑耗能的同時(shí)為廣大消費(fèi)者提供更健康舒適的居住和工作環(huán)境,用科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益相統(tǒng)一的方法進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計(jì),將節(jié)能意識(shí)貫穿于設(shè)計(jì)的每一個(gè)環(huán)節(jié),使建筑節(jié)能獲得巨大的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值,努力創(chuàng)造低成本、高效率的節(jié)能建筑。