【摘 要】本文在目前我國(guó)寒地建筑單純靠被動(dòng)式節(jié)能方式的基礎(chǔ)上，對(duì)主動(dòng)式節(jié)能進(jìn)行進(jìn)一步的嘗試。探討寒冷地區(qū)低成本，可普及的生態(tài)節(jié)能技術(shù)。進(jìn)而尋求適應(yīng)寒地氣候條件及環(huán)境的生態(tài)建筑表皮設(shè)計(jì)方法。

【關(guān)鍵詞】寒地建筑；表皮；生態(tài)節(jié)能技術(shù)

1 前言

建筑是有生命的，歷史上經(jīng)典的建筑無(wú)疑都是動(dòng)態(tài)的，這是生命的基本特征，建筑師在設(shè)計(jì)建筑的同時(shí)，也必將會(huì)把自己靈魂的一部分注入到自己的作品中，其實(shí)我們是在創(chuàng)造生命。然而我們是怎么對(duì)待他們的呢？我們讓我們創(chuàng)造的生命，大冬天的就在外面站著，寒風(fēng)吹著，上面還蓋著一層雪。面對(duì)這種情況？我覺(jué)得應(yīng)該給建筑穿上衣服， “給建筑穿衣服”其實(shí)就是對(duì)建筑外表皮的研究，而外表皮的作用，在氣候相對(duì)惡劣的寒冷地區(qū)最為突出，所以對(duì)寒地建筑外表皮的研究室十分有意義的。

2 表皮的概念

表皮的概念強(qiáng)調(diào)獨(dú)立性。在不同的建筑師手中有不同的側(cè)重點(diǎn)，“對(duì)表皮的研究大致有兩種傾向，一是技術(shù)傾向，基于材料和建造來(lái)探索表皮的表現(xiàn)力，并積極地重新定位和重新建立建筑領(lǐng)域內(nèi)人文和技術(shù)二者之間的關(guān)系。另一種傾向是關(guān)注于當(dāng)代社會(huì)和心理?xiàng)l件，它將表皮作為一種策略來(lái)組織人、建筑和更大范圍內(nèi)的城市文脈之間的關(guān)系，并將探討的范圍擴(kuò)展到幾何、地形、拓?fù)?、景觀等。（摘自《擬表——空間現(xiàn)象與策略設(shè)計(jì)》，《建筑師》110期）

3 節(jié)能發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

我國(guó)寒地建筑的建筑節(jié)能技術(shù)的研究相對(duì)落后。目前我國(guó)正處于建設(shè)高峰期，每年新建房屋近20億平方米，超過(guò)所有發(fā)達(dá)國(guó)家建設(shè)量的總和，其中90％以上仍屬于高能耗建筑，節(jié)能技術(shù)相對(duì)落后。我國(guó)建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)還主要集中在建筑外表皮的被動(dòng)保溫方面，沒(méi)有形成綜合有效的全方位建筑節(jié)能設(shè)計(jì)體系。隨著我國(guó)對(duì)建筑能耗的重視，節(jié)能建筑材料得到快速發(fā)展。建筑材料節(jié)能體現(xiàn)建筑節(jié)能的被動(dòng)性。

4 解決辦法

4.1 政策支持。政府應(yīng)該加大支持力度，對(duì)于節(jié)能房間的建造給予政策上和經(jīng)濟(jì)上的支持和鼓勵(lì)，制定更加詳細(xì)的節(jié)能規(guī)范。并加大宣傳力度提高公民節(jié)能意識(shí)。

4.2 提高建筑設(shè)計(jì)者節(jié)能意識(shí)。建筑設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該充分的考慮太陽(yáng)能、風(fēng)能等自然能源在建筑中的利用。比如在規(guī)劃的時(shí)候，不僅要考慮日照間距，還應(yīng)考慮有效利用太陽(yáng)能的，“陽(yáng)光”間距。建立良好的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)氛圍。

4.3 形成全方位的建筑節(jié)能體系。在中國(guó)特殊的條件下，積極尋求低成本的，具有普適性的生態(tài)節(jié)能建筑外表皮技術(shù)。

5 對(duì)用低技術(shù)解決寒地建筑適應(yīng)氣候問(wèn)題的探索

5.1 鄉(xiāng)鎮(zhèn)民俗建筑建筑節(jié)能措施。

5.1.1 火墻，火炕 ，煙囪技術(shù)。煙囪是火墻的排煙通道，應(yīng)有足夠的高度，煙囪的底部設(shè)有閥門(mén)式抽拉隔板，以控制煙氣的排放量?；饓Φ臓t灶可以做飯，熱煙氣則通過(guò)火墻體供暖火墻還可兼作隔墻，但不允許作承重結(jié)構(gòu)。利用爐灶的煙氣通過(guò)炕體煙道采暖，常見(jiàn)于中國(guó)北方地區(qū)，以及朝鮮、蒙古等國(guó)。 火炕由爐灶、炕體和煙囪三部分構(gòu)成。連炕的爐灶可以做飯，炕體既可取暖，又可坐臥。因地區(qū)和民族習(xí)慣的不同，火炕的平面布置也有差異?？惑w有直洞式、橫洞式、花洞式等。這些形式可歸納為并聯(lián)式和串聯(lián)式兩類，前者散熱均勻而抽風(fēng)差，后者則相反。火炕具有散熱面積大、散熱均勻等優(yōu)點(diǎn)，并符合冷熱氣流交換特性，作為原生態(tài)節(jié)能技術(shù)以地?zé)岵膳绞皆跂|北已廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代居住建筑當(dāng)中。

5.1.2 冬季雙層表皮輔助抗寒措施。有些民俗住宅冬季采用塑料薄膜覆蓋窗戶的辦法，形成雙層外表皮。還有的利用秸稈在房間北向窗戶搭建框架，中間用碎干草填實(shí)，防止冷風(fēng)滲透。東北朝鮮族農(nóng)村民居為抵御冬季寒冷的北風(fēng)侵襲，冬季在東、西、北三面用木桿距外墻1米左右搭建框架，其外用秸稈捆圍合，形成類雙層外界面，有效地調(diào)節(jié)了室內(nèi)外溫差，減緩冷風(fēng)滲透和吹掠外墻表面溫度的作用，雙層空間內(nèi)又可形成冬季儲(chǔ)物空間。 搭建倉(cāng)房也起到這個(gè)作用。

5.1.3 塑料大棚技術(shù)。塑料大棚俗稱冷棚，是一種簡(jiǎn)易實(shí)用的保護(hù)地載培設(shè)施，由于其建 造容易、使用方便、投資較少，隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，被世界各國(guó)普采用。 塑料大棚充分利用太陽(yáng)能，有一定的保溫作用，并通過(guò)卷膜能在一定范圍調(diào)節(jié)棚內(nèi)的溫度和濕度。因此，塑料大棚在我國(guó)北方地區(qū)， 主要是起到春提前、秋延后的保溫栽培作用。它的原理是塑料薄膜能使太陽(yáng)短波輻射到達(dá)地面，但地表向外放出的長(zhǎng)波熱輻射線卻不易透過(guò)塑料薄膜輻射出去，這樣就使地表與內(nèi)部空間升高。

5.2 建筑物理學(xué)的傳導(dǎo)能耗公式。Q=A(t2-t1)λ/d Q：較熱表面?zhèn)髦凛^冷表面的熱流量 A：外界表面積λ：材料的導(dǎo)熱系數(shù)d：材料厚度。

目前建筑節(jié)能設(shè)計(jì)主要通過(guò)減少外界表面積（A）和降低材料的導(dǎo)熱系數(shù)（λ）來(lái)實(shí)現(xiàn)保溫效能，而忽視室內(nèi)外界面溫差變量(t2-t1)，使其成為設(shè)計(jì)常量，是被動(dòng)式節(jié)能設(shè)計(jì)的片面性所在。

5.3 具體實(shí)施辦法研究。理論依據(jù)：公式Q=A(t2-t1)λ/d，中對(duì)△T的考慮?，F(xiàn)實(shí)依據(jù)：對(duì)1、火墻、火炕、煙囪技術(shù)。2、冬季雙層表皮輔助抗寒措施3、塑料大棚技術(shù)。根據(jù)這些，做了如下的技術(shù)嘗試。適應(yīng)嚴(yán)寒地區(qū)的具體做法是在外縱墻按單元采用玻璃封閉陽(yáng)臺(tái)、挑臺(tái)，形成空氣間層，這樣朝陽(yáng)面可以利用溫室效應(yīng)提高溫度，非朝陽(yáng)面可以提高外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫能力。按單元采用玻璃坡屋頂，形成屋頂溫室從而形成屋頂和墻體建筑一體化的建筑節(jié)能效果。（如下圖）

6 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)寒地生態(tài)節(jié)能建筑從綜合設(shè)計(jì)方面進(jìn)行研究性探討，預(yù)期在目前單純以材料節(jié)能的方式基礎(chǔ)上，進(jìn)一步嘗試深層次生態(tài)節(jié)能技術(shù)及設(shè)計(jì)方法。采用上述雙層墻體，在提高外表皮的保溫隔熱能力基礎(chǔ)上，還可適當(dāng)減少外墻外保溫板的厚度和面積，減少施工難度和苯板帶來(lái)的質(zhì)量問(wèn)題。同時(shí)外表面是玻璃，也豐富了立面，加強(qiáng)了光影效果。屋頂采用坡屋頂封閉溫室，與墻體構(gòu)成了一體化的節(jié)能方式，如果大面積采用，還解決了平屋頂防水不好的問(wèn)題。更重要的是解決了太陽(yáng)能熱水器胡亂放置不美觀，和熱水器嚴(yán)寒期過(guò)冬的問(wèn)題。

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作者簡(jiǎn)介：

張成龍.（1963～），吉林省琿春人，教授，碩士研究生導(dǎo)師，工學(xué)碩士，在讀博士研究生。