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1、在经历了数次能源危机以及对矿物能源资源的不可回复性和温室效应对生存环 境负面影响的认识越来越清楚之后。世界各国提出了控制矿物能源用量的增长， 提高用能效率，开发新能源和可再生能源，保护环境的目标。作为耗能大户的 建筑业的节能受到极大的关注。建筑节能是近年来世界建筑发展的一个基本趋 势，也是当代建筑科学技术的一个新生长点。而在我国，建筑能耗浪费相当严重，原因也是多方面的，如技术落后，供 暖设计不科学，管理不当，采暖收费不合理，缺乏节能意识等。尤其突出的表 现在过分强调降低建筑物的一次性投资和对某些建材制品的要求不严，结果节 省了一次性投资，却造成了长久的能源浪费，得不偿失。如不赶紧采取坚决有 效
2、的措施来控制建筑能耗的浪费，那么用不了多久，我们就会受到大自然的惩 罚。因而建筑节能势在必行。所谓建筑节能，就是在保证居室热舒适环境条件下，通过技术进步、合理利用、 科学管理和经济结构合理化等途径，采用新型保温材料，把居住建筑在长期使 用中的采暖能耗降下来。建筑节能的途径主要有以下几个方面：1. 门窗的保温隔热。在建筑围护结构中，与墙体、屋面相比，门窗的保温隔热能力较差。我们 可以通过提高门窗的气密性，采用适当的窗墙面积比，增加窗玻璃层数，采用 百叶窗帘、窗板等措施来提高门窗的保温隔热性能。2.墙体的保温隔热：墙体是外围护结构的主体，我们可以采用保温性能好、蓄热能力及强度较低的砌块墙 体，如加
3、气混凝土砌块。也可以采用复合墙体的形式，如内保温复合墙体、外保温复合墙 体、夹芯复合墙体等。但内保温复合墙体由于热桥对保温的影响较大，国家已经开始限制 使用内保温复合墙体使用。而且从长远来看，外墙外保温的效果明显高于内保温。由于复 合墙体能满足围护结构各种功能的要求，因此这种采用高效保温材料与砖砌的复合墙体， 有着更多的优越性。3.屋面的保温隔热:屋面作为外围护结构的一部分，它的保温隔热也是不可或缺的。我们可以采用高效保 温材料作为屋面的保温层，也可采用架空型保温屋面或倒置式屋面等方式来达到提高屋面 保温隔热性能的目的。4.采暖系统的节能城市供暖实行城市集中供暖和区域供暖，可以大大提高热效率。
4、在管网系统中，安设 平衡阀，可以使管网系统达到水力平衡，与未安平衡阀的不平衡系统相比，在保证所有房 间满足规定室温的条件下，可以相对的降低所供暖区域的平均室内温度，从而节约能源。除以上几种途径外，我们更提倡发展高科技来改造传统系统能效的产品，例如：1).利用可再生能源和清洁燃料能源, 如太阳能、天然气、沼气等的利用。2).运用高技术成果开发高效节能的建筑设备，如高效供冷供热装置，高效 电光源，高效介质输送设备，确保高效运行的节能调控设备等。建筑节能是一项系统工程。在策划、实施及取得实效的长时间过程中涉及 规划、设计、施工、调试、运行、维修等诸多环节。作为设计行业的人员，在 对建筑进行节能设计的
5、同时我们应根据当地资源条件。因地制宜，就地取材， 合理利用。并且应建立寿命周期成本观念，按建筑寿命 50 年内发生的各项费用， 取其总和较低者作为选取决策的依据，不应考虑一次消费最低者。同时，更应 重视综合设计过程这个新观念，在方案之初即组织相关专业工种介入，统筹考 虑相互影响，寻求合理的解决方案。可以预见，随着建筑节能工作的开展，以及人们对改善建筑热环境的迫切 要求，建筑节能技术必将得到迅速发展。我国的高层建筑有近七十年的历史,东北地区,现代化高层建筑的诞生仅有二十几年的 历史,然而城市中任何建筑都是城市设计、规划的一部分,城市设计是一项十分复杂的工作, 我国在这方面的经验不多,而且管理机制
6、尚不健全,往往受一些因素的影响,工作不甚周密和 协调,甚至失去控制,有许多的问题等待我们去解决,有待于探索和改进,所以说,今天的高层 建筑设计仍处在一个不太成熟的阶段。 高层建筑体形庞大,如,容积率过高,相邻建筑互相遮挡、不通透,形成大面积阴影区,城 市人居环境质量下降,市中心人口膨胀、交通拥挤。除此之外,近些年在某些城市建高层建 筑已成风气,设计者往往贪大求高,大部分精力放在追求立面形式和使用功能上,而往往忽略 生态环境的保护、建筑设计节能意识淡薄,造成高能耗、低效益,影响常年使用,浪费巨大。 所谓建筑节能不仅是建筑本身的节能,且由城市的综合环境、气候条件、总体布局;建 筑物的形体变化、朝向
7、;外围护结构保温、隔热的性能;门窗质量等许多综合性因素构成,因 此,高层建筑的节能首先应为设计者重视。 1 优化建筑位置及朝向设计优化建筑位置及朝向设计 高层建筑的定位首先应考虑对城市环境的影响容积率过高很难满足日照要求,阳光有着 巨大辐射能量,在寒冷地区人们十分珍惜阳光带来的温暖。据有关资料分析,地球每年接收 的能量有 60 亿亿千瓦,这么大能量弃之可惜,从某种意义上讲地球本身就是巨大的太阳能 接收器,阳光不仅对人的身体健康有着很大影响,对建筑的节能也有着十分重要意义。寒冷 地区城市规划应注重应用日照原理,合理的确定建筑位置与朝向,使每幢建筑能接收更多的 太阳辐射热能,因此,建筑的方位与节能
8、有着直接关系。如,在北纬 40 度45 度地区,冬天 建筑的朝向所得到的辐射能量几乎比夏天多两倍,而在夏天东、西向所得到的能量比南向多 2. 5 倍,不同朝向,不同季节,建筑物所得到的太阳辐射热能量不同,热损失也不同,尤其是 在冬至前后,由于太阳高度角低,房间所接收的太阳光线的面积比夏天多得多。在确定建筑 的方位时首先应考虑环境情况,按其太阳高度角做出日影响图,以确定冬季每天的日照时间,建筑南向开窗面积尽可能大些,在满足采光条件下,北向、东向窗尽可能小些,从而获得更多 的太阳光线,减少热损失,保持室内舒适的温度环境。 2 优化围护结构墙体设计优化围护结构墙体设计 2. 1 外墙是围护结构的主体
9、部分,高层建筑的围护结构不同于砖石结构房屋,前者是钢筋 混凝土框架或剪力墙结构承重,因此,围护结构属于填充材料,为了减轻荷载,达到保温、隔 热要求,采用轻质高效保温材料,目前在寒冷地区常用的墙体做法有:页岩陶粒混凝土空心砌 块;粘土空心砖与实心砖复合墙体;粘土实心砖或空心砖岩棉夹心复合墙体等。但存在问题 较多,节能的效果仍达不到标准的要求。 围护结构的材料布置分外侧和内侧,在寒冷地 区的同一气候条件下,由于材料层次布置不同所取得的保温效果也不尽相同,为防止墙体内 产生冷凝水,保温层设在外侧更为妥些。 2. 2 高层建筑的围护墙体不宜采用外侧保温的聚苯乙烯泡沫板(舒乐板、PG 板) ,岩棉 板等
10、轻质保温材料。一幢建筑的寿命少则几十年,多则上百年,材料的应用与建筑整体的寿 命应同步。对于轻质的外保温复合墙体,笔者认为存在以下不足之处: (1) 抗震能力差,易松散,与结构构件结合不好,整体性能差。 (2) 不能承受外部装修贴、挂荷载,如:贴石材,安装装饰构件等。 (3) 不能承受有振动的凿、刨的装修,如:剁斧石面层、予留洞、槽易出现冷桥。 (4) 墙表面易出现裂纹。除此之外,复合墙体由于框架梁拉、剪力墙的嵌入,墙体内容易 造成冷桥,是保温、隔热的薄弱环节。据测定,高层建筑所出现的冷桥约占整个热损失的 5 %13 % ,因此应引起设计者重视,采取有效构造措施尽可能避免产生冷桥。 2. 3
11、国外普遍推广采用混凝土空心砌块用于高层建筑围护结构保温,欧、美各国取得不 少先进经验。如:美国研制的 TB 型保温隔热复合砌块;波兰的咬合式保温砌块,两块组合成 320 厚墙体,在空心砌块内填入高效保温材料,墙体传热系数 K= 012091100W/ m2 k ;芬 兰研制的一种空心砌块,空隙之间填入聚胺脂保温材料,300 厚,传热系数 K= 0. 250. 28W/ m2 k。某些欧美国家 50 %左右的建筑已应用多种形式的混凝土空心砌块。由于混凝 土空心砌块保温效果好,又具有一定强度,避免了轻质复合材料墙体的一些弊端。 3 影响建筑节能的其他因素影响建筑节能的其他因素 3. 1 高层建筑外
12、围护墙体耗能量较大,占整个建筑耗能的 25 %左右。建筑的形体变化是 建筑外露面积的主要因素之一,体形系数越大耗能越多,国外的一些高层建筑造成圆塔形,比 如美国洛杉矶的好运饭店、法国戴高乐机场候机楼、纽约第三大街 53 号办公楼都是圆型 或椭圆形,我们知道,相同的面积,圆的周长最短,这样使建筑外露面积较小。因此,基于能量 损耗的考虑,高层建筑的形体变化不宜过多、复杂。 3. 2 高层建筑的“风环境”是影响建筑耗能因素之一。 在冬季,风力对建筑的热损失很大,增大冷空气的渗透量,使室内热损失加大。由于建筑某些 部位处理不当,墙体内部易产生冷凝水。因此,建筑保温材料的选用,建筑构造的合理性应建 立在
13、科学、可靠的基础上。1 建筑师的毕生工作都是在创造环境建筑师的毕生工作都是在创造环境环境是人和自然界与其所处空间之间的关系, 或围绕着生物(主要指人) 的 一切外在条件。环境即是指影响人类生存和发展的, 各种天然的和经过人工改 造的自然因素的总体,包括大气、水、土地、生物、居住地等生命保护系统, 也 蓄积了对人们产生刺激甚至袭击的物理、化学和生物的力量。环境条件的组合处于连续不断的变化之中, 有些变化对人类健康有益, 有些变化则对人类健康 有害, 甚至是灾难性的。环境有未经人工改造的自然环境和人工创造的人为环 境。如果再把人为环境分为物质与社会文化(即人文) 环境两部分, 人类就是生 活在三重
14、环境结构之中。这三重环境结构不是简单的重合, 也不是相互对立的, 而是相互共存、共依的。人类是环境的创造者, 也是环境的改造者。环境不但 给人类提供物质需要, 而且还给人类提供智慧、道德以及精神上成长的机会。 人类必须与大自然协调一致, 运用知识和智慧来建立一个更好的环境。环境可 大可小, 小至一个电话亭, 大至一个城市或自然保护区。无论大环境还是小环 境, 与人类生存和发展关系重大的生态环境都与城市、建筑的人居环境密切相 关。人居环境就建筑领域而言, 可具体理解为人的居住、生活、娱乐、工作环 境, 包含自然环境与人为环境两者的和谐结合与协调发展。它要求居住建筑必 须将其使用功能与社会、文化、
15、艺术等精神功能的复杂要求在空间和时间上相 互结合, 使一聚居地的所有社会功能在满足目前的需要与将来的发展之间取得 平衡, 与环境保护、生态平衡和节约能源相协调, 并有益于人们的身心健康。 早在 19 世纪 20 年代建筑理性主义思潮兴起时, 建筑工作者就开始从科学的角 度关注物理环境因素对建筑的影响, 强调阳光、空气和绿地对现代城市的作用, 并对住宅的日照、层高、间距及声、光、热等物理环境作了系 统的科学研究。建筑师的毕生工作就是要为人们创造一个舒适、健康、文明的 居住环境, 更深一层讲, 就是要创造一个有利于环境保护、生态平衡和节约能 源的可持续发展的人居环境。2 当前住宅规划建设中存在的问
16、题当前住宅规划建设中存在的问题仅管目前各个城市都有一些好的环境规划设计与治理工程, 但也有不少象 成都市城北花圃那样逐渐被城市化、商业化蚕食了的绿地和水面, 整个城市北 区没有一个可供人们休憩享用的绿地与水面环境, 污染最为严重, 空气质量特 别差。市区内每个单位要新建住宅, 基本上是在已有的领地范围内见缝插针般 予以布置, 不仅绿地面积越来越少, 而且住宅之间起码的日照间距也根本得不 到保证。在新的居住区规划设计中, 能将气候、环境、生态和节能设计综合研究与 考虑的实例并不多。评选一个居住小区规划的好坏, 总是把从直升飞机上的鸟 瞰景象和住宅立面的造型与空间的艺术景观放在首位, 很少进入内环境中, 从 人与人之间的关系、人与建筑和自然环境之间的关系以及环境物理功能的要求 诸方面全面评价。不少居住小区为了创造一个较大的公众活动庭院, 而全然不 顾建筑之间最小日照间距的要求。周边式布局的西向居室全无遮阳措施, 更谈 不上适宜的风环境设计。绿地率虽然达到 30% 以上, 但不是每户每人均享, 而 是过分的集中。不少住宅建筑套型的起居室面积达
