李家亮 華東建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司安徽分公司
隨著我國社會(huì)和經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,在各種工程建設(shè)中都取得了很多豐碩的成果,能源供給過剩這一問題也越來越突出。節(jié)能與環(huán)境保護(hù)正在發(fā)展中已經(jīng)變成了全球性的話題。在現(xiàn)代建筑和生活領(lǐng)域,設(shè)計(jì)這種節(jié)能型建筑的目標(biāo)主要是從實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略開始,最大限度地減少建筑資源消耗。減少對(duì)于環(huán)境的污染和破壞,提供健康、舒適、自然和諧的工作空間和居住生活空間。
建筑設(shè)計(jì)中的節(jié)能是合理利用資源,合理規(guī)劃、新節(jié)能技術(shù)、新節(jié)能材料、新節(jié)能規(guī)劃的概念,在原有的自然地理?xiàng)l件下,節(jié)約電、氣、水等消耗資源,將環(huán)境內(nèi)的能源與建筑物很好地結(jié)合起來,從而實(shí)現(xiàn)自然的和諧利用。
建筑能耗包括施工能耗和使用能耗。施工過程的能耗,包括建筑材料、建筑構(gòu)件、建筑設(shè)備的生產(chǎn)和運(yùn)輸,建筑施工和安裝的能耗;使用過程中的能耗,包括采暖、通風(fēng)、空調(diào)、照明、家用電器、電梯、冷熱水供應(yīng)等能耗。建筑節(jié)能設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工作,包括建筑本體技術(shù)、建筑材料及產(chǎn)品、建筑熱環(huán)境設(shè)備等方面的節(jié)能。建筑節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)在保證建筑使用功能、建筑質(zhì)量和室內(nèi)環(huán)境的前提下,采取各種有效的節(jié)能技術(shù)和管理措施,積極提高建筑的能源利用率。建筑節(jié)能包括空調(diào)、采暖、烹飪、熱水供應(yīng)、家用電器、照明等方面的能耗。
從整個(gè)建筑群初期規(guī)劃情況來看,合理地利用自然光能源資料,就會(huì)在供暖的季節(jié)更好地發(fā)揮其節(jié)能效果。夏季,當(dāng)溫度受到大量自然氣流和空氣的控制時(shí),整個(gè)建筑的空調(diào)和風(fēng)扇等常用冷卻設(shè)備的能耗和能耗將大幅降低。對(duì)于公寓樓間隔、住宅房屋的類型及照明方向,減少不必要的能源需求。
建筑的形狀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、空間大小和窗的方向,可以有效降低損失的系數(shù),在采暖和制冷兩個(gè)主要的能耗節(jié)點(diǎn)中都達(dá)到節(jié)能的作用。
長(zhǎng)期以來,實(shí)心磚已經(jīng)成了建筑物內(nèi)部和外墻壁的主要構(gòu)成材料。它不僅消耗大量的能量用于燃燒運(yùn)行,而且由于材料基礎(chǔ)的性能,不可能節(jié)省熱量??招氖瘔K并不節(jié)省燃燒過程的損失,因?yàn)樗鼈兒w了整個(gè)建筑的負(fù)荷,特別是在該國南部地區(qū),6 層以下的建筑可能會(huì)大量消耗。低緯度和熱帶地區(qū)的房屋或公寓,為了減少太陽光,可以根據(jù)實(shí)際情況選擇淺色涂料,這樣就有效地降低太陽能引起的室溫過度升高。門窗特別是玻璃嵌板是空間內(nèi)外能量交換的重要通道。根據(jù)相關(guān)研究機(jī)構(gòu)和實(shí)踐應(yīng)用的統(tǒng)計(jì),單層窗戶通道的損失在兩個(gè)賽季中約占夏東整個(gè)房間損失的一半。因此,有必要設(shè)計(jì)和分析窗口作為節(jié)能重點(diǎn)。首先,需要合理設(shè)計(jì)門窗,特別是大公寓的門窗方向。根據(jù)玻璃的特性,控制玻璃的量和面積,促進(jìn)雙層玻璃的使用。雙層玻璃的中央是真空的,因此可以有效抵抗陽光直射和室內(nèi)熱的外向傳導(dǎo)。窗戶在冬天不僅可以給房間帶來太陽的能量,還可以利用玻璃本身的特性形成溫室效應(yīng),有效地節(jié)約能源。在熱帶地區(qū)的建筑物中,窗戶的選擇需要選擇透過率低的玻璃材料,而在青海和西藏等高地寒冷的地區(qū),可以在建筑物的中間設(shè)置特殊的大面積天窗,明顯減少供暖帶來的煤炭能源的消耗。
實(shí)際生活中,門窗是建筑物使用最為頻繁的構(gòu)件。使用門窗時(shí),會(huì)使室內(nèi)熱量出現(xiàn)消耗與流失現(xiàn)象,所以對(duì)門窗構(gòu)件進(jìn)行技能設(shè)計(jì)過程中,需要對(duì)其外圍結(jié)構(gòu)加以注意,可以適當(dāng)?shù)靥岣?,進(jìn)而提高其保溫能力。在對(duì)于窗戶細(xì)節(jié)的整理處理方面,也可以加入百葉窗。百葉窗的間隙控制可輕松有效地管理和控制入射日光,因此它已發(fā)展成為真正的一種綠色空調(diào)。在需要給人供暖的冬季,窗戶是從室內(nèi)的溫度退熱的一個(gè)主要辦法。由于窗框的設(shè)計(jì)和使用最好是低導(dǎo)熱系數(shù)的木質(zhì)框架,因此您可以選擇一些塑料框架窗,如果要確定結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度,這些窗現(xiàn)在可以很好地應(yīng)用。此類高度分子材料制成的窗戶,容易變形,熱增益系數(shù)較低,可防止室溫過熱,減少夏季陽光和室外空氣對(duì)房屋的傳熱。
今天的民用建筑比較短,夏天容易受到直射陽光的影響,熱量容易聚集,可以長(zhǎng)期保持熱量,這在炎熱的南方是非常不利的。對(duì)于這樣的建筑物,可以增加建筑物的深度,有效地享受陽光照射量。并且足夠深,可以減少建筑對(duì)國家的使用,也是不斷變化的節(jié)能。我們國家的傳統(tǒng)建筑非常擅長(zhǎng),現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)師們應(yīng)該傾向于傳統(tǒng)建筑學(xué)習(xí)。朝向可以讓建筑物具備較好的太陽輻射,保證整個(gè)內(nèi)部的良好通風(fēng),優(yōu)化的高能效設(shè)計(jì)。從數(shù)據(jù)上來看,在建筑物為人們提供寄宿時(shí)間里,保證民用建筑的質(zhì)量、區(qū)分不同建筑物的功能是工程師在實(shí)際運(yùn)用當(dāng)中最應(yīng)當(dāng)注意的。在設(shè)計(jì)民用住宅建筑時(shí),區(qū)分不同功能區(qū)的方位、面積及其結(jié)構(gòu)方案。把靜區(qū)和動(dòng)區(qū)分別進(jìn)行合理的分配,做出每個(gè)參照比例的數(shù)值統(tǒng)計(jì)。對(duì)夏熱冬暖的地區(qū),居住小屋的平面布局,必須確保整個(gè)建筑中角度位置不同的房間可以在所有時(shí)間節(jié)點(diǎn)之間流動(dòng)。人要住的客廳,客廳要充當(dāng)風(fēng)力室。產(chǎn)油和煤氣量大的廚房和浴室更應(yīng)該充當(dāng)排氣室,在那里,不利的氣體會(huì)及時(shí)從房子里排出,從而產(chǎn)生涼爽的夏風(fēng)。采用無害環(huán)境設(shè)計(jì)技術(shù)開發(fā)環(huán)境微型氣候的這一想法是實(shí)現(xiàn)節(jié)能設(shè)計(jì)的重要舉措。
在陽光的照射面積方面,屋頂?shù)谋┞秴^(qū)域是其他地方的兩倍以上?,F(xiàn)有屋頂?shù)呐畠簤χ荒艿挚箯?qiáng)風(fēng),因此空氣循環(huán)性能太低,形成封閉層。受空氣對(duì)流的影響,在太陽直接閃耀的夏天,建筑物的溫度將大幅上升,建筑物的降溫能力將會(huì)提高。在這種建筑物中,屋頂可以使用節(jié)能材料開始。目前,珍珠板、聚苯板、加氣水泥砌塊等都具有很好的實(shí)用性。為了進(jìn)一步改善和提高其節(jié)能環(huán)保的效果,為了避免由于雨水的膨脹引起的隔熱效果減弱。所以在屋頂防水層下面配置了含水率材料。為了改善高樓大廈和其他大面積建筑物的屋頂,綠化層可以進(jìn)一步提升隔熱的效果。
新風(fēng)荷載通常占建筑總荷載的30%至40%。此外,最大冷卻能力比恒溫新鮮空氣所需的冷卻能力約低20%。若新風(fēng)量已經(jīng)能夠由最低的新風(fēng)量改為全部新風(fēng)的變化,就已經(jīng)可以為我們節(jié)省將近60%的資源消費(fèi)??照{(diào)系統(tǒng)的排熱和回收主要是通過全熱交換器在帶有空調(diào)室房間內(nèi)所排出的空氣和室外新鮮空氣之間實(shí)現(xiàn)熱和溫濕度交換,利用一個(gè)帶有空調(diào)室房間內(nèi)所排出的空氣冷卻和除濕。地板輻射、天花板和垂直地面輻射是太陽熱時(shí)的主要輻射模型。它有效地避免了風(fēng)的感覺,又能夠充分使用高溫冷熱源與低溫的熱源,從而極大地改善了熱泵工作的效率。對(duì)于一些較為低溫的廢熱和地下水等較少量的可再生低溫和熱源,這些冷熱源都被認(rèn)為是一種可以直接放置在該端模型下進(jìn)行使用,可以避免傳統(tǒng)冷熱源。在熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)工藝基礎(chǔ)上,增加了多種制冷裝置并逐步建立起了熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)體系。冷凍裝置主要指的就是一臺(tái)吸收型冷凍機(jī),其中進(jìn)行冷凍時(shí)所需要使用的熱量由熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)提供給熱電機(jī)。與直接使用煤炭或者采暖型天然氣鍋爐相比,電廠的冷卻和供電系統(tǒng)利用天然氣能量消耗減少10%~30%,還同樣可以減少建筑物內(nèi)部傳輸線路中的一次能量損耗。
目前,我國仍然處于個(gè)資源消耗大國,還有待進(jìn)一步做好環(huán)境保護(hù),實(shí)現(xiàn)低碳減排。建筑公司工程項(xiàng)目作為目前我國建筑工程行業(yè)發(fā)展的重要方面之一,每年都會(huì)投資興建大批的商用及民間工程。如果在這些建筑當(dāng)中,使用了許多節(jié)省能耗的技術(shù),那么它們每年所需要節(jié)約的各類資金總量也將會(huì)變得非??捎^。因此,我們認(rèn)為有必要從傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)理念上,樹立“節(jié)能”的概念。