丁　玎　朱佳秋

(1.中國(guó)建筑西南設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都　610041；　2.北京城建設(shè)計(jì)發(fā)展集團(tuán)股份有限公司，北京　100037)

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基于可持續(xù)發(fā)展理論下的山地建筑節(jié)能研究

丁玎1朱佳秋2

(1.中國(guó)建筑西南設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都610041；2.北京城建設(shè)計(jì)發(fā)展集團(tuán)股份有限公司，北京100037)

基于可持續(xù)發(fā)展理論，以山地城鎮(zhèn)生態(tài)環(huán)境為背景，從建筑節(jié)能設(shè)計(jì)和節(jié)能技術(shù)兩方面，分析了現(xiàn)階段建筑節(jié)能的不同方法，有利于實(shí)現(xiàn)建筑資源的有效利用和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的平衡發(fā)展。

山地建筑，生態(tài)環(huán)境，節(jié)能設(shè)計(jì)，可持續(xù)發(fā)展

1　基本概念

1.1可持續(xù)發(fā)展(Sustainable Development)

可持續(xù)發(fā)展的概念由以布倫特蘭(Bruntland)夫人為主席的聯(lián)合國(guó)世界環(huán)境與發(fā)展委員會(huì)于1987年正式提出，定義為：“既要滿足當(dāng)代人的需求，又不對(duì)后代人滿足其需要的能力構(gòu)成危害的發(fā)展?！彪S后，“可持續(xù)發(fā)展”作為行動(dòng)計(jì)劃，在1992年的世界環(huán)發(fā)大會(huì)上被列入《21世紀(jì)議程》，從而成為人居環(huán)境的主題思想。

可持續(xù)發(fā)展理論的核心問(wèn)題是如何解決社會(huì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境發(fā)展之間的矛盾，其內(nèi)容廣泛，涉及到政治、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和美學(xué)等各方面。本文中的可持續(xù)發(fā)展是指環(huán)境生態(tài)的可持續(xù)：順應(yīng)地勢(shì)、合理布局，借助科學(xué)的技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)建筑資源的有效利用和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的平衡發(fā)展。

1.2生態(tài)環(huán)境(Ecological Environment)

生態(tài)環(huán)境,就是“由生態(tài)關(guān)系組成的環(huán)境”的簡(jiǎn)稱，由生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)中的各個(gè)“元素”共同組成，并潛在且長(zhǎng)遠(yuǎn)地對(duì)人類的生存和發(fā)展產(chǎn)生影響。我國(guó)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的基本原則是堅(jiān)持生態(tài)環(huán)境保護(hù)與生態(tài)環(huán)境建設(shè)并舉，在保護(hù)的同時(shí)應(yīng)兼顧生態(tài)環(huán)境的建設(shè)。

1.3節(jié)能

節(jié)能就是針對(duì)當(dāng)今世界能源短缺的問(wèn)題，在滿足人類生活居住和生產(chǎn)需求的條件下，更合理的開(kāi)發(fā)、利用能源，提高其使用效率。

2　面臨問(wèn)題

我國(guó)建筑能耗的總量逐年上升，占能源消耗總量的27.45%，接近30%。隨著城市化進(jìn)程的加快，我國(guó)建筑能耗的比例最終還將上升至35%左右。龐大的建筑能耗，已成為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的巨大負(fù)擔(dān)。再者，城市大量廢棄能源的排放，使我們的居住環(huán)境出現(xiàn)了一系列問(wèn)題，例如：城市熱島效應(yīng)、城市水污染、光污染等等，建筑節(jié)能勢(shì)在必行。

3　節(jié)能措施

3.1基本分類

節(jié)能研究是一個(gè)系統(tǒng)性的工程，包括很多方面，實(shí)際運(yùn)用中主要是從建筑節(jié)能設(shè)計(jì)和建筑節(jié)能技術(shù)兩部分入手。具體來(lái)講又有以下的分類：

1)建筑節(jié)能技術(shù)?？臻g策略：自然通風(fēng)、自然采光等；能源策略：太陽(yáng)能、風(fēng)能、地能、相變蓄能、生物質(zhì)能、冷熱電聯(lián)產(chǎn)等；圍護(hù)結(jié)構(gòu)：門(mén)窗玻璃、墻體保溫、內(nèi)外遮陽(yáng)、植被屋面等；電力輸配：照明、變頻、穩(wěn)壓、濾波等；空調(diào)系統(tǒng)：余熱回收、冷熱源、風(fēng)系統(tǒng)、水系統(tǒng)、分戶計(jì)量、管道保溫、蒸發(fā)冷卻等。

2)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)。這里，“設(shè)計(jì)”的含義是狹隘的，主要指建筑形式的組成方面，包括總體規(guī)劃、建筑朝向、建筑間距、建筑平立剖、建筑體型、風(fēng)向調(diào)節(jié)等。

當(dāng)然，實(shí)際工程中技術(shù)和設(shè)計(jì)這兩者是相互關(guān)聯(lián)的，節(jié)能技術(shù)中要考慮到節(jié)能設(shè)計(jì)，節(jié)能設(shè)計(jì)也包含了節(jié)能技術(shù)。

3.2應(yīng)用技術(shù)及設(shè)計(jì)例舉

近年來(lái)，無(wú)論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，在節(jié)能研究方面都取得了矚目的成績(jī)，這里就分別從技術(shù)和設(shè)計(jì)兩方面說(shuō)明。

1)建筑節(jié)能技術(shù)。傳統(tǒng)的建筑節(jié)能技術(shù)，其核心是盡量減少外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的散熱。它主要依靠以下幾方面實(shí)現(xiàn)：a.控制建筑體型系數(shù)，即建筑物的外形盡可能規(guī)整，避免凹凸變化；b.加強(qiáng)門(mén)窗、外墻、屋頂、地面等圍護(hù)部位的保溫，采用高效保溫復(fù)合材料，選用多層門(mén)窗、新型墻體材料；c.為填實(shí)穿墻管線連接處的裂隙而選用密封材料等。隨著時(shí)代的發(fā)展，建筑節(jié)能技術(shù)也有所進(jìn)步。其發(fā)展方向是：研究新的節(jié)能材料和設(shè)備，制定綠色建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，頒布配套的行政法規(guī)，并推廣其建設(shè)。另外，新能源的開(kāi)發(fā)和利用也是各個(gè)國(guó)家最為關(guān)心和重視的問(wèn)題。1981年聯(lián)合國(guó)在肯尼亞首都內(nèi)羅畢召開(kāi)了能源會(huì)議，期間提出了新能源和可再生能源的概念。它具有豐富的來(lái)源和重復(fù)使用的特性，不同于傳統(tǒng)的一次性能源，幾乎是取之不盡，用之不竭，并且對(duì)環(huán)境的污染很小，是一種與生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)的清潔性能源。常見(jiàn)的新能源主要有以下幾類：a.太陽(yáng)能；b.風(fēng)能；c.水能；d.淺層地?zé)崮堋ａ槍?duì)當(dāng)前我國(guó)建筑業(yè)的迅猛發(fā)展，新能源的利用、綠色建筑的設(shè)計(jì)是建筑發(fā)展的必然。太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能等新型能源在建筑上的有效應(yīng)用，不僅可以代替匱乏的傳統(tǒng)能源，而且可以減少污染物的排放，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

2)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)。建筑節(jié)能設(shè)計(jì)包括從整體的規(guī)劃開(kāi)始到單體細(xì)部的完成，采取合理與有效的組織形式來(lái)達(dá)到最高效的能源利用，同時(shí)對(duì)周圍的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生最小的影響。單就山地這一特殊環(huán)境來(lái)講，在節(jié)能設(shè)計(jì)方面有它獨(dú)特的一面。例如，太陽(yáng)能的利用，建筑依山而建，如設(shè)計(jì)合理不僅可以更大面積地爭(zhēng)取和利用陽(yáng)光，而且還能形成山地獨(dú)特的第五立面。除此以外，風(fēng)能也是山地的寶貴財(cái)富，在設(shè)計(jì)中應(yīng)加以考慮。受山地特殊地勢(shì)的影響，山區(qū)環(huán)境中的風(fēng)氣候，除了季候風(fēng)外還有地形及溫差、壓力差產(chǎn)生的局部風(fēng)。如由溫差引起的山谷風(fēng)、山頂風(fēng)、林野風(fēng)、水陸風(fēng)(見(jiàn)圖1)，由壓力差引起的越山風(fēng)、山埡風(fēng)，以及河溝風(fēng)、井庭

風(fēng)、街巷風(fēng)等(見(jiàn)圖2)。這些季候風(fēng)和局部風(fēng)為山地住區(qū)風(fēng)能的有效利用提供源泉。

建筑單體處理上應(yīng)順應(yīng)地勢(shì)，通過(guò)各種構(gòu)造手段設(shè)計(jì)通風(fēng)路徑。如采用局部接地的懸挑、吊角和架空式，使底層空間開(kāi)敞通透，利于通風(fēng)防潮；建筑樓板、外墻和屋頂構(gòu)造采用“雙壁體系”形成自然通風(fēng)道，達(dá)到降溫去濕的目的，冬季則形成保溫空氣間層起保溫節(jié)能作用；建筑平面門(mén)窗對(duì)位，并在適當(dāng)位置設(shè)風(fēng)管、風(fēng)塔或天井以產(chǎn)生風(fēng)壓或熱壓，增進(jìn)室內(nèi)空氣流動(dòng)、提高風(fēng)速等等(見(jiàn)圖3)。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將各種措施綜合考慮，以達(dá)到風(fēng)能的充分利用。

上面所舉的兩個(gè)例子——太陽(yáng)能和風(fēng)能的利用，是山地設(shè)計(jì)中最為典型的，此外，還有許多設(shè)計(jì)中常用的方法，例如：控制建筑“體型系數(shù)”、建筑物之間的間距、平面的合理設(shè)計(jì)等等都是需要注意的問(wèn)題。

4　發(fā)展方向

現(xiàn)階段我國(guó)雖推行了一系列節(jié)能政策，但建筑能耗依然很高，主要原因是中國(guó)目前能源價(jià)格偏低，對(duì)經(jīng)濟(jì)有限的業(yè)主來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)建筑的初期投入成本不高，后期運(yùn)營(yíng)的能耗費(fèi)用較低，而節(jié)能性建筑的一次性資金投入過(guò)高，業(yè)主不愿過(guò)多投入，也就是說(shuō)節(jié)能建筑太“貴”。其實(shí)這主要是指節(jié)能技術(shù)這一方面，如果合理規(guī)劃和設(shè)計(jì)依然可以取得很好的節(jié)能效果。當(dāng)然，節(jié)能技術(shù)的發(fā)展也會(huì)使技術(shù)的應(yīng)用日趨普及化和廉價(jià)化。因此，在今后的工作中，筆者認(rèn)為必須遵循節(jié)能設(shè)計(jì)與節(jié)能技術(shù)共同發(fā)展的原則，基于不同的地理形態(tài)，從整體上來(lái)提高我國(guó)節(jié)能水平，走具有中國(guó)特色的節(jié)能之路。

[1]覃繼牧.城市生態(tài)建設(shè)與可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題的辨析[J].重慶建筑，2004(3)：70-72.

[2]范俊梅.低能耗生態(tài)住宅常規(guī)設(shè)計(jì)方法研究[J].建筑技術(shù)及設(shè)計(jì),2005(10)：129-130.

[3]李積權(quán).可持續(xù)的建筑熱環(huán)境設(shè)計(jì)[J].建筑技術(shù)及設(shè)計(jì),2005(10)：145-146.

[4]黃海靜.可持續(xù)發(fā)展的山地居住[D].重慶：重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文，2004.

On energy-saving of buildings in mountainous areas under sustainable development theory

Ding Ding1Zhu Jiaqiu2

(1.ChinaSouthwestArchitecturalDesignandResearchInstituteCorp,Ltd,Chengdu610041,China; 2.BeijingUrbanConstructionDesignandDevelopmentCo.,Ltd,Beijing100037,China)

Based on the sustainable development theory, the paper analyzes various methods for the architectural energy-saving currently from the architectural energy-saving design and energy-saving technique by taking the ecological environment of mountainous towns as the background, so as to realize the efficiency utilities of architectural resources and the balanced development of ecological environmental system.

mountainous building, ecological environment, energy-saving design, sustainable development

1009-6825(2016)08-0213-02

2016-01-06

丁玎(1982- )，女，建筑師；朱佳秋(1981- )，男，建筑師

TU201.5

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