畢麗君

(山西省建筑設(shè)計研究院，山西太原 030013)

0 引言

人類的基礎(chǔ)居住空間即為建筑，建筑是構(gòu)成城市的主要物質(zhì)組成部分之一。建筑對于人類的生活環(huán)境有著最直接、重要的影響。良好的居住環(huán)境是人們高品質(zhì)生活的條件之一，反之，惡劣的居住條件直接影響人們的生活以及工作。而要維持良好的居住環(huán)境，勢必需耗費大量的能源。因此，最大化節(jié)約能源和新能源的利用是其今后發(fā)展的必然走向。

1 當(dāng)今的建筑節(jié)能狀況

1．1 我國的建筑節(jié)能現(xiàn)狀

在我國的所有能耗中，建筑能耗居于首位，約占全國總用能耗的1/4。主要原因是近年來我國的建筑業(yè)發(fā)展迅猛，調(diào)查研究，我國平均每年新建城鄉(xiāng)的房屋約12億m2，這個龐大的數(shù)字背后需要大量的建筑物能耗，特別是采暖和空調(diào)耗能在不斷增加。據(jù)統(tǒng)計，1994年全國僅住宅建筑能耗在基本上不供熱水的情況下為1．54億t標(biāo)準(zhǔn)煤，占全國能源消費總量的11．5%左右，占采暖區(qū)全社會能源消費的20%以上，在一些嚴(yán)寒地區(qū)，城鎮(zhèn)建筑能耗高達(dá)當(dāng)?shù)厣鐣茉聪M的50%左右［1］。我國的建筑節(jié)能開始于1987年，標(biāo)志是國家頒布第一部JGJ 26-86民用建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)(采暖居住建筑部分)。據(jù)統(tǒng)計，在1996年～1998年間，全國每年平均建成節(jié)能住宅1．5億m2以上，雖然，到目前全國已累計建成節(jié)能建筑10億m2以上，推廣新型墻體材料建筑11．26億m2，但節(jié)能住宅建筑量僅占當(dāng)年城鄉(xiāng)住宅建設(shè)總量的1%［1］。除此以外，我國尚有大量既有建筑每年需要耗費大量的能源，也急需進(jìn)行節(jié)能改造，因此，我國的建筑節(jié)能工作任重而道遠(yuǎn)。

1．2 世界的建筑節(jié)能現(xiàn)狀

在世界一些發(fā)達(dá)國家，由于當(dāng)?shù)厝嗣褫^高的生活水平造成其建筑能耗占總能耗的比例也相當(dāng)高，約為30%～40%。因此，建筑節(jié)能是世界各國需要一起面對而且必須重視的問題。

2 建筑節(jié)能的主要途徑

建筑節(jié)能主要包括兩個方面:1)節(jié)流，即從提高供暖(空調(diào))系統(tǒng)效率和減少建筑本身所散失的能源;2)開源，即開發(fā)利用新能源。從節(jié)約的角度講，應(yīng)采取以下措施。

2．1 節(jié)流

建筑節(jié)能的途徑一即節(jié)流，從提高能源系統(tǒng)效率和減少建筑物自身能源流失率兩方面改善。提高能源(供能)系統(tǒng)的效率可以從多個環(huán)節(jié)著手，比如設(shè)備自身的功效、傳送裝置的能效、用戶端的計量和室溫調(diào)控手段。其中，僅是用戶端的計量和室溫調(diào)控這兩個手段就可使能效提高20%～30%左右。另一方面是減少建筑物自身能源流失率，這就要加強(qiáng)使用高效經(jīng)濟(jì)的保溫材料，增強(qiáng)先進(jìn)科學(xué)的建構(gòu)技術(shù)以提高建筑物的恒溫效果，減少建筑物自身能源流失率。

2．2 開源

建筑節(jié)能的途徑二是開發(fā)利用新能源，包括太陽能、風(fēng)電、生物質(zhì)能等新型的能源以及煤制天然氣等對傳統(tǒng)能源進(jìn)行技術(shù)革新所產(chǎn)生的新能源，減少對環(huán)境的污染并實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。這里重點介紹太陽能。太陽能作為一種無污染的可再生能源，在建筑上具有很大的應(yīng)用潛力。太陽能的利用方式主要分為:被動式太陽能采暖、主動式太陽能采暖、太陽能供熱水與空調(diào)以及太陽能發(fā)電等。

我們都知道太陽能是可再生資源，在自然不可再生資源將近枯竭的社會下，開發(fā)可再生資源刻不容緩。我國地理位置適中，正好可以好好開發(fā)利用太陽能，以此來供給我國資源，滿足我國快速發(fā)展和人民生活水平的需要。近年來，我國對被動式太陽能采暖系統(tǒng)進(jìn)行了較為詳細(xì)的研究，其中還有國家自然科學(xué)基金資助項目，即被動式太陽房節(jié)能優(yōu)化研究。這個項目的主要研究方向是:根據(jù)對我國冬季最冷月份的太陽輻射強(qiáng)度與室外平均溫度等氣象參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析研究，以此繪出了我國可建零輔助熱源被動式太陽房的區(qū)域分布圖。這個范圍圖對我國利用太陽能技術(shù)來說具有重大意義，可以更好的節(jié)約資源。

如果冬季連續(xù)晴天的話，可以完全百分百利用太陽能來供暖，達(dá)到零輔助被動式太陽能的設(shè)計初衷。此時，房屋采暖不需要消耗任何常規(guī)能源，比如靠煤炭加熱產(chǎn)生的熱能和靠電力產(chǎn)生的熱能，而只是僅僅通過改變建筑朝向或者建筑物構(gòu)造的設(shè)計符合陽光運行軌跡，或者建筑材料的合理利用等，以此達(dá)到完全依靠太陽能來保證冬季室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的建筑物。

3 依賴太陽能的建筑物構(gòu)思

根據(jù)零輔助熱源被動式太陽能的理論研究得出的成果，可以運用于實踐設(shè)計出一套在冬日連續(xù)晴天完全依賴太陽能供暖的建筑物，可從以下幾方面考慮。

3．1 考慮建筑物的使用功能

目前，在國內(nèi)主要居民建筑物中能有效利用太陽能采暖的面積僅占建筑面積的50%左右，而且大部分房建通風(fēng)并不順暢。而利用上述理論建造的太陽房，采用雙排小進(jìn)深布置，可以使所有房間都得到光照，利用太陽能采暖。相對于我國目前現(xiàn)有的太陽能住宅大都采用呈一字形排列，進(jìn)深過大，格局單一的情況而言有了很大的進(jìn)步。

3．2 考慮可持續(xù)發(fā)展的要求，充分利用太陽能及保護(hù)土地

現(xiàn)行房屋設(shè)計一般都是單排，不利于充分利用太陽光照。因此在建房屋應(yīng)該設(shè)計成雙排，分前后兩排，在中間用玻璃封頂，這樣可以充分利用土地資源。中間形成的部分正好可以使前后兩排均勻受到陽光照射。這樣，中庭既是前排房間熱損失的緩沖區(qū)，又是后排房間的日光間，巧妙并最大限度的利用了太陽能源。

3．3 考慮建筑的整體造型及表面處理

在建筑造型及立面處理上，應(yīng)盡量減少過多的凸凹變化，考慮盡量減少建筑的外露面，又要保持建筑造型的美觀。前后兩排的設(shè)計方案最符合以上要求，高低錯落，外形與功能的完美結(jié)合。并且在東、西、北三面墻上加以綠化，既可保護(hù)外墻面又有保溫隔熱的功效，并且美化了環(huán)境，形成外墻綠化帶。

4 其他太陽能利用

經(jīng)歷了最初的悶曬式、平板式直到現(xiàn)在的全玻璃真空管、真空管熱管式，太陽能熱水器從技術(shù)上有了飛躍的發(fā)展，利用效率得到了大大地提高。主動式太陽能采暖才是高效太陽能熱水器，高品位熱源例如太陽能空調(diào)技術(shù)的發(fā)展是個很好的榜樣。其他諸如太陽能光電利用，是利用領(lǐng)域最廣泛、能源傳輸最快捷、利用品質(zhì)最佳的一項技術(shù)。又如光電池與玻璃的復(fù)合技術(shù)，使得建筑的幕墻作為建筑本身部分自給電源也成為可能，這是一個成功實例，是建筑構(gòu)件復(fù)合多功能高新技術(shù)領(lǐng)域及今后建筑發(fā)展的有利方向。

5 結(jié)語

新能源作為高效潔凈的能源，應(yīng)大力應(yīng)用于建筑設(shè)計中。要實現(xiàn)有效地開發(fā)利用新能源，首要的是把建筑構(gòu)件與能源設(shè)備有效的結(jié)合利用，其次是不斷發(fā)展科學(xué)技術(shù)，開拓新的能源，融入建筑設(shè)計中。這是建筑設(shè)計者和設(shè)備研究組、生產(chǎn)企業(yè)必須共同重視的問題。建筑節(jié)能也使得可持續(xù)發(fā)展得以更好的實現(xiàn)。

［1］劉加平，武六元．建筑節(jié)能與建筑設(shè)計中的新能源利用［J］．新能源及工藝，2011(3):31-32．

［2］黃曉鶯．試論建筑設(shè)計與建筑節(jié)能［J］．建筑設(shè)計研究，2008(4):15-16．

［3］王曉寧．中國新能源發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢［J］．能源研究，2010(7):21-22．