建筑設(shè)計中部分節(jié)能問題的探討

【摘要】自從我國推行建筑節(jié)能設(shè)計以來，節(jié)能目標(biāo)不斷提高，建筑節(jié)能設(shè)計為國家和社會貢獻(xiàn)的總節(jié)約能耗量非常可觀，取得了非常好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。但是，技術(shù)發(fā)展了十幾年，在設(shè)計過程仍有一些不盡如人意的地方，本文針對節(jié)能設(shè)計中需要關(guān)注的一些問題加以分析，以共同提高同行的設(shè)計能力，以便更有目的地解決節(jié)能設(shè)計中存在的容易忽視的一些問題，為節(jié)能設(shè)計增添更多思路與措施。

【關(guān)鍵詞】節(jié)能設(shè)計；建筑創(chuàng)作與節(jié)能；全壽命周期產(chǎn)品；節(jié)能構(gòu)造

1、節(jié)能設(shè)計中存在一些容易忽視的問題

1.1建筑布局及造型設(shè)計中的問題

常規(guī)的建筑設(shè)計，一般是基于規(guī)劃意見書，盡可能的滿足甲方對創(chuàng)意的需求及規(guī)劃管理部門的硬性要求，包括功能需求及排布、容積率、建筑密度、綠化率、停車指標(biāo)等。出于對建筑藝術(shù)創(chuàng)作的熱情，建筑師一般會對外觀造型及內(nèi)部空間效果等予以更多關(guān)注。但是節(jié)能相關(guān)的一些技術(shù)性內(nèi)容有時恰恰與建筑藝術(shù)創(chuàng)作相矛盾，如建筑朝向、體形系數(shù)、窗墻比（含屋頂）等。大面積玻璃幕墻的應(yīng)用，會給設(shè)計建筑提供現(xiàn)代、大氣、簡潔、實力的體現(xiàn)。但是，從節(jié)能的角度講，玻璃的傳熱系數(shù)相比實墻要高很多倍，意味著內(nèi)外部能量交換要高很多倍。雖然用采暖空調(diào)系統(tǒng)也能解決內(nèi)部空間使用對舒適性溫濕度的要求，但是能耗的散失已經(jīng)發(fā)生。再如，一些設(shè)計中，為了追求空間視覺體驗，進(jìn)行了高大空間的設(shè)計。中國是個地域廣闊的國家，南北方緯度跨度大，氣溫差異大。尤其在冬季，南方氣溫可能在20℃，北方氣溫會達(dá)到-25～-30℃，適用于南方的高大中庭設(shè)計，在北方嚴(yán)寒寒冷地區(qū)就不太適用。由于冷熱空氣的密度差異，熱上冷下的空氣流動形成的煙囪效應(yīng)，使得中庭大廳的地面溫度難以達(dá)到舒適要求。

1.2節(jié)能材料選擇問題

節(jié)能材料選擇，大多數(shù)設(shè)計師以為司空見慣，那么多保溫材料隨便選就可以了。其實不然，針對不同的飾面，材料的選擇還是有限制的。幕墻內(nèi)的外保溫，出于安全考慮不能選擇A級以外的材料。但是，市場上A級的材料，除了巖棉能廣泛使用外，其他如發(fā)泡水泥板、膨珠板、泡沫玻璃板等或者因保溫性能不佳、價格偏高，強度不能保證等實際工程中大面積采用的很少。而幕墻內(nèi)的巖棉保溫板也需要考慮因幕墻漏縫進(jìn)水而對巖棉耐久性及保溫效果的影響。對于非幕墻體系涂料飾面的外保溫材料，因為巖棉板外基本是很薄的聚合物砂漿，如果施工時不能完全封閉，或者因磕碰或日久外保護(hù)層龜裂，巖棉外露后容易吸水脫落。雖然大家都知道外保溫效率好，但不是哪里都適合用外保溫。南方地區(qū)，因為多雨潮濕，就不適合采用外保溫，否則容易吸水霉變開裂脫落，從而影響節(jié)能及外觀效果。所以，設(shè)計過程中對節(jié)能材料的選擇要仔細(xì)斟酌。

1.3節(jié)能構(gòu)造問題

節(jié)能設(shè)計不僅包含建筑物的體形系數(shù)、窗墻比、節(jié)能材料選擇等，還包含各種節(jié)點構(gòu)造設(shè)計。合理的節(jié)點構(gòu)造設(shè)計是節(jié)能設(shè)計的完整性表現(xiàn)，只有注重節(jié)點設(shè)計才能有力的保證最終整體的節(jié)能效果。如，外保溫材料的安裝錨固要求，保溫層外的防水防裂設(shè)計，窗洞四周的節(jié)能構(gòu)造及冷熱橋部位的節(jié)點控制，以及門窗的防結(jié)露設(shè)計等。只有做好相關(guān)這些外圍小節(jié)點及工程實施類的落地設(shè)計，才能保證整體的節(jié)能效果。

2、部分節(jié)能設(shè)計問題的應(yīng)對策略

2.1建筑創(chuàng)作與節(jié)能要求兼顧

針對建筑創(chuàng)作過程中容易忽略的節(jié)能問題，在滿足硬性條件的前提下，設(shè)計人需要注意以下問題。 1.盡量減小體形系數(shù)。比較小的體形系數(shù)會減少建筑的外表面，從而更多的減少建筑物外表面的冷熱交換。2.盡量降低窗墻比，包含屋頂?shù)奶齑芭c屋面面積的比。節(jié)能性能再好的玻璃窗、玻璃幕墻，與實墻相比，冬季窗玻璃的熱量散失都會大大的增加，而夏天會有相當(dāng)多的熱量會進(jìn)入室內(nèi)，這與我們節(jié)能的初衷是相違背的。3.合理選擇遮陽系統(tǒng)。對于南方、北方，以及不同朝向，遮陽的有效性是不同的。立面設(shè)計時，需要兼顧遮陽對立面的影響。在功能上，最好選擇可變遮陽系統(tǒng)，以滿足冬天采光，夏天遮陽的需求。4.北方地區(qū)慎重設(shè)計高大空間。高大空間的首層，冬季因煙囪效應(yīng)會使大廳環(huán)境溫度太低無法達(dá)到設(shè)計溫度，以致于無法滿足正常功能使用。

2.2綜合選擇環(huán)保節(jié)能材料及全壽命技術(shù)

隨著科技的進(jìn)步，新型材料的研發(fā)也在不斷探索中，能夠研制出高效耐久的保溫隔熱材料顯得很迫切，而材料的環(huán)保性能也是需要重點考慮的，不能因節(jié)能帶來污染，從而影響到人們的健康。在設(shè)計過程中，內(nèi)保溫的材料首選環(huán)保型。對于建筑高度在50m以下涂料外飾面的建筑，外保溫優(yōu)先選擇聚苯板加防火隔離帶的做法。因巖棉強度不高容易破損、吸水率偏大，經(jīng)常使建筑外保溫失效。對于幕墻外包體系的建筑，則首選巖棉，但須做好表層防水。這兩種是大面積使用的情況，對于其他情況，則需要根據(jù)不同地區(qū)、不同建筑、不同節(jié)能要求，有針對性的研究，慎重的選擇合適的外保溫材料。因保溫材料的壽命一般為25年左右，而建筑的壽命為50-70年，選擇全壽命周期的保溫材料也是一個方向，各地也在推行，如山東省的蒸壓輕質(zhì)砂加氣混凝土砌塊。像河北省EPS模塊現(xiàn)澆混凝土剪力墻等保溫結(jié)構(gòu)一體化產(chǎn)品，技術(shù)成熟后，從全壽命周期的角度考慮更應(yīng)作為首選。

2.3節(jié)能構(gòu)造幾個關(guān)注點

優(yōu)秀合理的節(jié)能設(shè)計還需要關(guān)注構(gòu)造細(xì)節(jié)。以下幾點需要關(guān)注：1.因南北方氣候原因，北方適合選用外保溫技術(shù)，而南方適合選用內(nèi)保溫技術(shù)。2.外保溫要注意處理好安裝錨固及表層的各種整體粘結(jié)包覆性做法，尤其表面要設(shè)置防水層，以保證外保溫的使用效果。3.保溫層外盡量不粘貼重量稍重的外飾面材料。如果使用面磚，規(guī)格需盡量小，從安全角度考慮，層數(shù)高的建筑盡量少用或不用面磚外飾面。4.冷橋部位及玻璃，要注意內(nèi)表面溫度的計算，確保使之高于當(dāng)?shù)氐穆饵c溫度。5.low-e中空玻璃的鍍膜層，北方一般在從外向內(nèi)數(shù)的第3層，南方則在第2層，不能裝錯位置。6.地下室與首層的保溫層，可能的情況下盡量做到首層樓板上，耐久且便于施工。7.窗洞四周及窗框與洞口間做好保溫材料封堵。凡此種種，類似以上問題關(guān)注到了節(jié)能問題會帶來很大的改善與保證。

結(jié)論：

經(jīng)驗一步步積累，技術(shù)在進(jìn)步。經(jīng)過十幾年的節(jié)能建筑設(shè)計，建筑節(jié)能的經(jīng)驗在慢慢成熟。只要建筑師和各專業(yè)工程師，在設(shè)計源頭把好設(shè)計關(guān)，在建筑創(chuàng)作、節(jié)能材料選擇，節(jié)能節(jié)點設(shè)計等環(huán)節(jié)細(xì)心體會、精心設(shè)計，一定會使節(jié)能問題的解決變得越來越有針對性，問題會越來越少，結(jié)果越來越合理，成效會越來越好。

作者簡介：

張玲梅，北京中航筑誠機場建設(shè)顧問有限公司，北京。