节能建筑设计与技术

 

　　一、节能建筑设计的原则

 

　　1、节能建筑设计应贯彻“因地制宜”的设计原则这里所指的“地”主要是指建筑物所在地的气候待征。如武汉属典型的夏热冬冷地区，其气候特征，主要表现为夏季闷热，冬季湿冷。因此，武汉地区的节能建筑，必须适应武汉地区的气候特征，既不能照搬严寒地区的建筑型式，也不能照搬夏热冬暖及海洋性气候地区的建筑型式，更不能照搬四季如春的温和气候地区的建筑型式。

 

　　2、节能建筑外围护结构的热工设计应贯彻超前性原则现行节能建筑设计标准对建筑外围护结构热工性能的规定性指标，水平较低，仅仅是实现现阶段节能 50％目标的需要，距离舒适性建筑的要求甚远，与发达国家的差距很大。随着我国经济的发展，节能建筑设计标准将分阶段予以修改，建筑外围护结构的热工性能会逐步提高。由于建筑的使用年限长，到时按新标准再对既有建筑实施节能改造是很困难的，因此应贯彻超前性原则，特别是夏季酷热地区，建筑外围护结构（屋顶、外墙、外门外窗）的热工性能指标应突破节能设计标准规定的最低要求，予以适当加强，应控制屋顶和外墙的夏季内表面计算温度。

 

　　3、节能建筑设计者要有社会责任感社会上的人每做一件事，就自觉或不自觉地对社会承担了一份社会责任，工程设计更是如此。设计单位和设计人员设计一项工程，工程自施工建设开始，设计者就开始对它承担起终身的社会责任。工程责任的范围广，且责任重大，所负责任的时间长（直至设计使用周期止）。因为能源是我国的战略物质和经济发展的动力，又是后代人生存的必要条件，建筑节能是贯彻国家节约能源法和可持续发展战略的大事，所以节能建筑设计者又实际上承担了一份牵涉到国家发展战略和后代人生存条件的社会责任。

 

　　二、五种常用节能建筑技术

 

　　① 光能，让太阳为人类点灯取暖太阳能在建筑上的应用分为两大分支：光电与光热直接利用。阳光发电又分为光热发电和光伏发电，目前通常所说的太阳能发电指的是太阳能光伏发电，这是利用半导体界面的光生伏特效应将光能直接转变为电能的一种技术。除了大规模的并网电站，光伏电池板还可以装饰楼顶和墙面、窗户。光伏发电在北方、南方、东部各地都有规模化应用，只有成都、重庆等几个光照率较低的地区，在实际应用中还有些技术上的难题需要破解。

 

　　光热直接利用，主要形式是太阳能热水器。从2009年起，光伏发电与太阳能热水器组合利用显现出优势。

 

　　② 自然风，让房间清新如田野过分依赖空调的时代过去了，自然通风渐成风尚。建筑的自然通风有两种形式，一是传统意义上的完全靠自然风的流动调节室内风流风速，二是利用无动力屋顶通风设备调节风流风速。无动力通风设备无需维修，能永久维持正常运转，还有极好的耐腐蚀性和防水性。因为不使用马达动力，从而实现免电力免成本运转，运转也基本没有噪音。

 

　　建筑对自然风利用的另一形式是楼宇小风电，这种技术已在上海等地试用。其原理是在楼宇的高处安装小型风电机，扑捉楼宇间的“夹道风”，让其带动风机发电。

 

　　③ 玻璃纤维，让自然光照亮地下室这是一种用玻璃纤维将自然的光亮引入地下室的技术。采用天然导光技术，将室外自然光通过专用导光材料引入地下建筑，如地下商场、地下车库、地下设备房及半地下室等采光不足区域。通过与人工照明的有机结合，不仅可以大大节省建筑用电，降低运营费用，还可以提高地下空间的光环境质量。当然玻璃纤维传递光线还存在一些技术问题，比如不能太长，也不能有太多折。

 

　　④地源热泵，将地下热量带入房间地源热泵系统是一种利用浅层地热能，以土壤（地下水、地表水等）作为冬季热源和夏季冷源，通过热泵机组向建筑物提供热量和制冷，并可同时制备生活热水的新型中央空调系统。过程是这样的：在建筑物边上挖两眼井，通过冷热交换，形成一个闭路循环，在冬季把地热能中的热量“提取”出来，传送到室内以用于取暖和制造生活热水；在夏季，把室内的热量“提取”出来传送到地下。

 

　　地源热泵系统具有高效节能的优点，能效比在1：4—1：6之间，在所有的低碳节能环保建筑技术中，这一技术是最成熟的，目前东北、华北、西北地区已有大规模应用。

 

　　⑤ 夹心墙，废物变成环保墙这是一种环保型墙壁，它像一块夹心饼干——剥开表层类似石膏板的面板，中间10厘米厚的“夹心层”是蜂窝状的纸板。这种墙体材料阻燃防潮，施工简单，强度与普通砖墙相当，但其生产过程却远比传统的水泥、红砖节能，而且原材料都来自废弃物——外面用矿渣加工而成，内里的纸板则是再生纸。更重要的是，这种夹心墙垒的房屋在使用过程中因保温好而节能减排。

 

　　三、节能建筑设计与技术的展望

 

　　对于节能建筑，应该注意的是，从技术和设计层面推进节能建筑建设和改造，在短时期内可以看到效果，但是从长远看不一定足够成功。因为随着人们生活水平提高，能耗是上升而不是下降的。因此从长期看，人的生活方式和能源行为必须进行相应的改变和调整。这是潜移默化的过程，可能需要一代人的时间，从幼儿园开始，加强宣传和教育。换句话说，节能工作须兼顾眼前和长远。