劉小軍

1 概述

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與人民生活水平的提高,建筑能耗將呈現(xiàn)持續(xù)迅速增長(zhǎng)的趨勢(shì),加劇了我國(guó)能源資源供應(yīng)的現(xiàn)實(shí)矛盾。降低建筑能耗,實(shí)施建筑節(jié)能,對(duì)于促進(jìn)能源資源節(jié)約和合理利用,緩解我國(guó)的能源供應(yīng)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的矛盾,有著舉足輕重的作用,也是保障國(guó)家資源安全、保護(hù)環(huán)境、提高人民群眾生活質(zhì)量、貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀的一項(xiàng)重要舉措。

由建筑物的構(gòu)造可知,建筑節(jié)能技術(shù)可從建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、建筑施工以及建筑材料三個(gè)方面開(kāi)展。為此,本文基于建筑設(shè)計(jì)對(duì)建筑節(jié)能的方法進(jìn)行了分析,分別從墻體保溫系統(tǒng)、建筑遮陽(yáng)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)體系的角度出發(fā)探討建筑節(jié)能的技術(shù)措施,為建筑節(jié)能的科研與工程應(yīng)用提供參考意見(jiàn)。

2 墻體保溫系統(tǒng)

墻體保溫分為建筑內(nèi)保溫和建筑外保溫兩種。相對(duì)外墻內(nèi)保溫而言,外墻外保溫的保溫效果更理想,取暖成本大幅下降,并可完全避免熱橋,因而采用外墻外保溫是在經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下較好的選擇。在實(shí)際的建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用中,外墻的保溫系統(tǒng)應(yīng)用的較多。外墻體在建筑設(shè)計(jì)中主要有以下構(gòu)造要求。

2.1 主墻體構(gòu)造

砌磚或混凝土承重墻厚度由結(jié)構(gòu)受力確定,表面應(yīng)平整、牢固,達(dá)到粘貼聚苯板的條件。在混凝土墻外側(cè)表面留有預(yù)埋鐵件時(shí),要涂刷防銹材料。

2.2 窗口構(gòu)造

磚砌復(fù)合墻的窗口過(guò)梁要做出槽口,以便聚苯板貼到窗邊,混凝土復(fù)合墻在門(mén)窗口四周也要留出槽口,沿槽口貼聚苯板;窗口下的內(nèi)外窗臺(tái)之間做一道保溫層,可避免窗口四周出現(xiàn)熱橋。

2.3 檐口構(gòu)造

檐口是外墻和屋面相交的部位。外墻到此收頭;屋面排水與一般挑檐屋面做法相同;要求屋頂保溫層搭過(guò)墻身,與外墻保溫層交圈,防止頂棚四角結(jié)露。

2.4 勒腳和首層處構(gòu)造

在勒腳和首層處的裝飾保溫層要增加一道纖維增強(qiáng)層,并要將玻璃纖維增強(qiáng)層包括底邊。由于墻體外保溫技術(shù)在國(guó)內(nèi)應(yīng)用和推廣的時(shí)間不是很長(zhǎng),一些建筑設(shè)計(jì)人員對(duì)于各種外保溫技術(shù)還沒(méi)有很好的認(rèn)識(shí)和掌握,對(duì)于外保溫的一些做法還存在著模糊的觀念。以下幾個(gè)在外保溫中常出現(xiàn)的問(wèn)題應(yīng)引起設(shè)計(jì)者的重視:1)外保溫的飾面層設(shè)計(jì)。外保溫系統(tǒng)是非承重復(fù)合系統(tǒng),飾面層不能選用建筑力學(xué)上不安全的飾面磚做飾面材料,尤其是高層和超高層,如外掛重量超過(guò)規(guī)定或超越了外保溫系統(tǒng)的自重和安全系數(shù),是個(gè)極大的工程安全隱患,其飾面層為剛性,不適合高層建筑的物理性的柔性擺動(dòng)原理。2)建筑裝飾造型的保溫處理。為了加強(qiáng)建筑頂層房間的采光效果,同時(shí)為了體現(xiàn)建筑物的立面形式和層次變化,多在屋頂坡層面上設(shè)置了造型。造型周?chē)难b飾線條變化和墻體的轉(zhuǎn)折比較復(fù)雜,而且在這部分墻體和裝飾的線條處理一般都采用現(xiàn)澆混凝土。因混凝土的傳熱系數(shù)較高,在該部分的圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行保溫處理時(shí),常因保溫方案處理的不完善,在冬季出現(xiàn)內(nèi)墻面泛霜、結(jié)露的現(xiàn)象,對(duì)居民的居住環(huán)境不利。3)女兒墻內(nèi)側(cè)增強(qiáng)保溫處理。對(duì)于女兒墻外側(cè)墻體的保溫在設(shè)計(jì)中往往都能夠重視,還會(huì)將保溫層延續(xù)到女兒墻的壓頂,但設(shè)計(jì)者往往忽視對(duì)女兒墻內(nèi)側(cè)的保溫。女兒墻內(nèi)側(cè)的根部靠近室內(nèi)的頂板,如果不對(duì)該部分采取保溫處理,該部位極容易引起因?yàn)闊針蛲纷兌潭陧攲臃块g的頂板棚根處產(chǎn)生泛霜、結(jié)露現(xiàn)象。對(duì)女兒墻的內(nèi)側(cè)采用保溫措施還有助于保護(hù)主體結(jié)構(gòu),使得因溫度變化而引起的應(yīng)力作用都發(fā)生在保溫層內(nèi),以避免女兒墻墻體裂縫這一質(zhì)量通病的發(fā)生。

3 建筑遮陽(yáng)系統(tǒng)

建筑設(shè)計(jì)人員在實(shí)際的設(shè)計(jì)中,可以根據(jù)業(yè)主的要求和當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境條件,靈活應(yīng)用不同類(lèi)型的遮陽(yáng)措施。具體主要可以做到以下幾點(diǎn)要求:1)因地制宜的原則。由于各地的地理緯度、氣候的差異,各地建筑的遮陽(yáng)時(shí)間不盡相同。夏熱冬冷地區(qū)不僅夏季炎熱,而且冬季寒冷,采光保溫與夏季遮陽(yáng)同等重要,應(yīng)遵循夏季遮陽(yáng)不能遮擋冬季陽(yáng)光的原則。盡可能在現(xiàn)有的遮陽(yáng)模式中,選擇較為合理的遮陽(yáng)方式,如永久性可控式遮陽(yáng)、中懸窗、落葉喬木等遮陽(yáng)形式,對(duì)其加以分析改造,形成具有鮮明地域特色的遮陽(yáng)手法。2)平面布局原則。在平面布局中,為防止夏季受強(qiáng)烈的太陽(yáng)輻射的影響,房間應(yīng)避免東西向,至少西向不大面積開(kāi)窗。在總體布局時(shí),可利用建筑物之間相互遮擋的方法,盡量減少遮陽(yáng)構(gòu)配件的使用。建筑物的縱軸盡可能為東西向或接近東西向,把大多數(shù)房間安排為南北向。如陽(yáng)臺(tái)、外廊、凹廊等,利用其自身的凹凸變化可形成自遮陽(yáng)。這些功能性空間,不僅可解決正常使用需要,還借助自身的空間特點(diǎn)取得了良好的遮陽(yáng)功效,一舉兩得。這些處理手法在建筑設(shè)計(jì)時(shí)都有很大的設(shè)計(jì)空間。3)房間功能的差異性。性質(zhì)不同的房間,衛(wèi)生、光線攝入標(biāo)準(zhǔn)不一樣,對(duì)遮陽(yáng)要求也不同,不能一概而論。例如陳列室、展覽館、醫(yī)院手術(shù)室、實(shí)驗(yàn)室、書(shū)庫(kù)及其他特殊車(chē)間,直射陽(yáng)光中的紫外線對(duì)書(shū)籍、文物、藝術(shù)品、藥品等有褪色、變質(zhì)作用,因此往往不允許直射光射入室內(nèi)。在一般情況下,應(yīng)根據(jù)最不利的日照角度設(shè)計(jì)遮陽(yáng)。而學(xué)校教室、閱覽室等地方,一方面要求防治夏季室內(nèi)過(guò)熱,又要防止強(qiáng)光照在工作面上產(chǎn)生眩光,刺激眼睛造成眩目現(xiàn)象,妨礙視覺(jué)正常工作,同時(shí)要求有良好的自然采光。這時(shí)的遮陽(yáng)設(shè)計(jì)主要是將直射光變成柔和的反射光照在天棚上再折射進(jìn)入室內(nèi)。4)遮陽(yáng)對(duì)建筑外觀的影響。一般人都認(rèn)為窗戶(hù)的設(shè)計(jì)只能平板化,但由國(guó)外的許多優(yōu)秀案例我們不難發(fā)現(xiàn)以輕巧的金屬板設(shè)計(jì)成優(yōu)美的遮陽(yáng)形式并成為建筑造型有趣的一部分。遮陽(yáng)系統(tǒng)在玻璃上形成光影效果,體現(xiàn)出現(xiàn)代建筑藝術(shù)的美學(xué)效果。因此,在歐洲建筑界,已經(jīng)把外遮陽(yáng)系統(tǒng)作為一種活躍的立面元素加以利用,甚至稱(chēng)之為雙層立面形式。

4 建筑結(jié)構(gòu)體系

鋼結(jié)構(gòu)建筑有諸多優(yōu)點(diǎn):強(qiáng)度高、自重輕、平面布置靈活、造型美觀、施工速度快、工期短、環(huán)保、滿足可持續(xù)發(fā)展原則等。由于這些優(yōu)點(diǎn),也就決定了其在建筑施工過(guò)程中的能耗將比混凝土結(jié)構(gòu)要少。同時(shí),一棟建筑物在其建造階段會(huì)消耗大量資源和能量,并且在其使用過(guò)程中需要消耗相當(dāng)數(shù)量的資源,舊建筑的拆除也會(huì)造成大量建筑垃圾的產(chǎn)生,而鋼結(jié)構(gòu)建筑在這些過(guò)程中所產(chǎn)生的能耗將是最低的。

鋼材屬于可循環(huán)使用的材料,同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)住宅體系復(fù)合墻體系統(tǒng)中大部分材料也可以重復(fù)使用,以上兩項(xiàng)建材均為建筑主要構(gòu)成材料,因此鋼結(jié)構(gòu)體系不僅節(jié)約建材,也實(shí)現(xiàn)了循環(huán)經(jīng)濟(jì)。

5 結(jié)語(yǔ)

建筑節(jié)能作為現(xiàn)代建筑技術(shù)的一個(gè)發(fā)展方向,已成為國(guó)內(nèi)外建筑業(yè)廣泛重視的研究課題。本研究基于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的角度分析了建筑節(jié)能的技術(shù)措施,分別從墻體保溫體系、建筑遮陽(yáng)設(shè)計(jì)和建筑結(jié)構(gòu)體系出發(fā),闡述了各自應(yīng)用的特點(diǎn)與范圍。同時(shí)指出,作為建筑設(shè)計(jì)者,應(yīng)該充分的將節(jié)能的一些新措施、構(gòu)造要求和建材積極的應(yīng)用到實(shí)際的工程之中。

從建筑設(shè)計(jì)的角度出發(fā),建筑節(jié)能作為一項(xiàng)系統(tǒng)工程涉及多方面問(wèn)題,涉及自然地理環(huán)境、規(guī)劃以及居民使用方式等多種因素,結(jié)合先進(jìn)實(shí)用的遮陽(yáng)理念,采用實(shí)際的設(shè)計(jì)方式,不但可以創(chuàng)作出舒適的建筑空間,而且又是大力推廣的節(jié)能建筑,實(shí)現(xiàn)環(huán)境舒適性與能源節(jié)約的有機(jī)統(tǒng)一,對(duì)推動(dòng)新形勢(shì)下的建筑節(jié)能工作有一定的指導(dǎo)意義。

[1] JGJ 75-2003,夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2] JGJ 134-2001,夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[S].

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