楊獻(xiàn)宇
(中煤科工重慶設(shè)計(jì)研究院(集團(tuán))有限公司,重慶 400016)
結(jié)合多種數(shù)據(jù)和圖表可以看到,中國的自然資源其實(shí)很匱乏,節(jié)能環(huán)保是我們必須做的選擇。房地產(chǎn)所代表的房屋建筑行業(yè)極大地促進(jìn)了我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增長,但是由它引起的能源問題也不容小覷,給城市的發(fā)展造成消極的影響,所以在房屋建筑設(shè)計(jì)中進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)很有必要。
房屋建筑工程是我國各行業(yè)中對能源消耗較大的一類,在很多房屋建筑工程中,人們追求利益而忽略掉它對于環(huán)境的污染。建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)起初是一些比較發(fā)達(dá)的國家為了減緩建筑過程中資源的損耗,即合理地支配和應(yīng)用各種資源,有力地促進(jìn)建筑行業(yè)在進(jìn)行作業(yè)時(shí)對各種能量與資源的利用。我國現(xiàn)有的建筑百分之七十以上都是高能耗的,建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)不是一天就能完成的,前方還有很漫長的一段路要走,把外國建筑節(jié)能的理念滲入到我國房屋建筑的設(shè)計(jì)里,可以緩解一部分壓力,從而減小建筑耗能在全社會(huì)耗能中所占的比例[1]。房屋建筑為人們提供避風(fēng)港,房屋建筑節(jié)能設(shè)計(jì)通過使用現(xiàn)代化的節(jié)能型技術(shù)、材料、設(shè)備等,促使人們的生活環(huán)境更加可持續(xù)化。在保障正常室內(nèi)溫度、干濕度的條件下,房屋建筑節(jié)能設(shè)計(jì)旨在加大室內(nèi)同室外的能量相互轉(zhuǎn)化與交換,將空調(diào)制冷、制熱以及其他大量耗能設(shè)備的使用減少,從而大大提高室內(nèi)隔熱保溫、制冷所涉及的應(yīng)用系統(tǒng)的工作效率。房屋建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的措施能夠合理應(yīng)用,不僅能達(dá)到節(jié)約資源的目的,還能促進(jìn)人們對大自然生態(tài)文明的保護(hù),為我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施提供了很大的便利[2]。
我國的房屋建筑節(jié)能設(shè)計(jì)之路漫長,任重而道遠(yuǎn)。為了更加全面地實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能,房屋建筑節(jié)能設(shè)計(jì)可以從多個(gè)角度來考慮,這里筆者采用由大到小的范圍來闡述策略,主要能分成五個(gè)方面:建筑材料、房屋布局、地面、墻體以及門窗的節(jié)能設(shè)計(jì)。
首先,房屋建筑工程的節(jié)能與建筑材料的選擇息息相關(guān)。房屋建筑離不開建筑材料,一些基礎(chǔ)的建筑材料如磚塊、沙子、水泥等必不可少,隨著我國科研實(shí)力的增強(qiáng),房屋建筑行業(yè)也有了很大的突破,現(xiàn)代房屋建筑所使用的材料具有很好的節(jié)能效果?,F(xiàn)階段,新型的節(jié)能環(huán)保材料層出不窮,種類多種多樣,主要有新型的秸稈型建筑材料、由化學(xué)手段合成的建筑材料、隔熱保溫性能更高的墻體建筑材料以及具有新功能的門窗等。全球環(huán)境正處在不斷惡化的狀態(tài)之中,在這種情況下,節(jié)能環(huán)保的建筑材料的供應(yīng)需求遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,因此要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,就必須采取節(jié)能減排、低碳環(huán)保的措施,以節(jié)約有限的建筑材料;同時(shí)技術(shù)人員可以大規(guī)模地進(jìn)行回收建筑材料再合成的工作,生成新型的更具有節(jié)能特性的建筑材料[3]。
秸稈新型建筑材料是一種環(huán)保型的建材,它的使用范圍更加廣泛,能支撐更加長久的時(shí)間,不容易腐爛變質(zhì)。在房屋建筑過程中應(yīng)用秸稈新型建筑材料,對人們所生活的環(huán)境更加友好,可以很大程度上減少對環(huán)境的破壞,比如在水資源污染上就可以比傳統(tǒng)建筑材料減弱很多,從某種意義上來說它幫助實(shí)現(xiàn)了我國現(xiàn)有資源的可持續(xù)利用。秸稈新型建筑材料在傳統(tǒng)的建筑材料上作了更大的改進(jìn),擁有著超過傳統(tǒng)的物理性質(zhì):強(qiáng)度、實(shí)用性和耐用性。它和傳統(tǒng)的建筑材料有著相似之處,立足于傳統(tǒng)但在傳統(tǒng)的基礎(chǔ)上又做出了很大突破,除了防火、防凍以及防裂痕等功能,秸稈新型建筑材料擁有著更強(qiáng)的防震和防蟲防潮效果,為人們的生活帶來很大的便利和溫暖。秸稈新型建材不同鋼筋、水泥也能修建房子,在使用過程中不會(huì)產(chǎn)生過多的二氧化硫以及二氧化碳,所以對環(huán)境來說相對溫和。秸稈新型建筑材料融入了周興和先生發(fā)明的并申請了專利的核心母液,做到了對廢棄建筑材料的最大化利用,使建筑資源的循環(huán)變得更加環(huán)保。這種秸稈新型建筑材料使用中,也有減少粉塵、廢氣、廢渣等污染排放的運(yùn)用,使得廢料、廢渣在房屋建筑中發(fā)揮更大的用處,十分有利于環(huán)境的改善,對于生態(tài)環(huán)境的建設(shè)也做出了貢獻(xiàn)[4]。
布局關(guān)乎房屋建筑整體的效果,對房屋的布局進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)在一定程度上能夠減少能源消耗。在布局構(gòu)建的過程中,要通過研究和分析場地的環(huán)境,從而規(guī)劃和布設(shè)出更加合理的房屋建筑。房屋建筑過程中需要考慮多種因素,從選址開始,還包括有氣候、水文條件、房屋采光問題、周圍的自然環(huán)境等,房屋建筑設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)圖紙時(shí),要考慮到多種因素,為了在建筑布局上做到節(jié)能設(shè)計(jì),他們需要有更高的創(chuàng)新性,從而使得房屋建筑可以少依賴或者不依賴建筑工具。
節(jié)能的房屋建筑要設(shè)計(jì)性價(jià)比高的維護(hù)結(jié)構(gòu),這樣會(huì)給用戶帶來非常好的居住體驗(yàn),依托合理地選址,它的環(huán)境也相對優(yōu)美。房屋建筑在設(shè)計(jì)過程中,一般來說使用的總面積越小越好,因?yàn)樵谕瑯拥慕ㄖ秶鷥?nèi),圍護(hù)結(jié)構(gòu)的覆蓋面積有所不同它所產(chǎn)生的能源損耗也有所不同,所以圍護(hù)結(jié)構(gòu)在整個(gè)房屋建筑中的比例要適當(dāng)?shù)匦∫稽c(diǎn)。在布局時(shí),在同一樓層中,離外窗近處比離外窗遠(yuǎn)處采光好,由于近窗看到的天空面積大可以把對采光要求高的房間設(shè)計(jì)在房屋的外圍,根據(jù)太陽光的分層結(jié)構(gòu)來進(jìn)行各個(gè)房間的使用。又因?yàn)樽匀粻顟B(tài)下,樓層越高受到的太陽光照射越全面而且自然光的光強(qiáng)度也越高,由于下層房間較上層房間容易被外界遮擋,天空視角相對小,那么就可以把對采光相對要求較高的房間建在上層[5]。
地板是房屋建筑的重要組成部分,建筑設(shè)計(jì)人員作出相應(yīng)的節(jié)能設(shè)計(jì)。就環(huán)保性而言,地磚優(yōu)于木地板,一些木地板雖然價(jià)格實(shí)惠但是產(chǎn)生的甲醛等有害物質(zhì)更多。在房屋構(gòu)建過程中,如果要保證用戶居住的環(huán)保性,在購買木地板時(shí)一定要多對比一下地板材料。雖然,使用或不使用木地板,床、沙發(fā)等裝飾家具或多或少會(huì)沾到建筑材料而被污染,但是為了保障身邊人的安全和健康,這些有害材料的使用應(yīng)該能少則少[6]。同時(shí),如果房屋裝修好了最好是通風(fēng)三個(gè)月以后再入住。地板磚是非常值得使用的地面節(jié)能材料,在性價(jià)比上它可以使用至少幾十年的時(shí)間,也有著更加耐腐蝕和堅(jiān)硬的特點(diǎn);而木地板就相對沒有那么高的性價(jià)比,遇到水、火容易導(dǎo)致木地板的破壞,嚴(yán)重的可能會(huì)腐蝕掉木地板,而且木頭在長時(shí)間的使用下也容易發(fā)生變形等現(xiàn)象。不過木地板可以進(jìn)行較為方便的二次翻新,地板磚則不行,如果用戶家里有一定的資金可以支付二次翻新地板的費(fèi)用,這種情況下可以充分考慮鋪木地板,然后居住幾年以后再重新開始鋪設(shè)地板,只是二次翻新地板相對來說復(fù)雜繁瑣一些。地板磚與木地板相比有著更強(qiáng)的導(dǎo)熱性能,北方的用戶有時(shí)會(huì)安裝地暖設(shè)備,考慮到導(dǎo)熱性地板磚就比木地板更加合適,而木地板隔熱效果有些不盡人意,所以,采取更加先進(jìn)科學(xué)的節(jié)能措施和方法意義重大,對此,我們選擇更加節(jié)能環(huán)保的地板進(jìn)行裝修裝飾[7]。
在房屋建筑關(guān)于地面的節(jié)能設(shè)計(jì)中,地板采暖是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。它具有以下三點(diǎn)優(yōu)勢:
第一,地板采暖所采用的是輻射傳熱和對流傳熱的形式,在傳熱過程中能量的來源更多,能源的循環(huán)也更為明顯,所以可以有效地降低損耗達(dá)到節(jié)能效果。
第二,地板采暖所采用的兩種傳熱形式,可以達(dá)到互補(bǔ)的效果,能夠有力地減少無效熱量的產(chǎn)生,而增大能量的利用率。
第三,地板采暖的節(jié)能效果更強(qiáng),資料顯示地板設(shè)計(jì)要節(jié)能總體十分之一的話,室內(nèi)的溫度就相應(yīng)的要降低一個(gè)攝氏度,通過地板采暖的形式,室內(nèi)的溫度會(huì)提高幾度,意味著稍低幾度就可以達(dá)到正常溫度,能量的消耗降低而環(huán)保效果更加明顯。
房屋建筑中墻體所涉及的節(jié)能材料主要有非粘土磚以及建筑砌塊等類型,它們在使用中也發(fā)揮著更好的作用,與傳統(tǒng)磚塊比重量更輕,同時(shí)對于環(huán)境的污染和破壞也大大降低。這些新型的墻體建筑材料更符合節(jié)能環(huán)保的理念,大多以田間農(nóng)作物還有廢棄的建筑材料作為原材料,造成的污染相對少、對能源消耗也大大減少、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、性價(jià)比也更高,而且隨著時(shí)代的發(fā)展,社會(huì)的進(jìn)步,很多節(jié)能建筑材料出現(xiàn)在了市場當(dāng)中,在某種程度上為房屋建筑墻體節(jié)能提供了幫助。當(dāng)今時(shí)代人們追求更加低碳節(jié)能的居住方式,越來越多具有節(jié)能性能的墻體材料被生產(chǎn)和應(yīng)用在房屋建筑工作中,強(qiáng)有力地降低了建筑的能耗,使得用戶的居住環(huán)境更加節(jié)能環(huán)保。
在房屋整體建筑過程中,墻體的保溫隔熱性能的實(shí)現(xiàn)消耗著一定的能量,大約可以占到全部能量損耗的三分之一或更多,所以墻體材料的節(jié)能設(shè)計(jì)很有必要。我國很多節(jié)能房屋的外墻保溫劃分為內(nèi)、外、夾心及綜合保溫四種形式,這其中保溫形式共同發(fā)揮作用,旨在降低墻體對于能量的消耗,保障房屋的隔熱保溫效果。對于外墻的外保溫是目前國內(nèi)比較倡導(dǎo)的一種保溫形式,它以獨(dú)特的保溫優(yōu)勢,成為我們國家應(yīng)用廣泛的一種房屋墻體節(jié)能設(shè)計(jì)方式。
在房屋建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)中,門窗因?yàn)槠涔?jié)能效果最差而需要做更大的節(jié)能改進(jìn),門窗的節(jié)能影響著房屋建筑的節(jié)能。從我國各種圍護(hù)結(jié)構(gòu)的能源消耗來看,門窗在能源消耗上可以占到建筑總體消耗的百分之四十,有時(shí)甚至可以占到一半。在傳統(tǒng)的思維中門窗的存在是為了室內(nèi)與室外的空氣流通,但是在流通過程中熱量也會(huì)有所散失,因此為了更好地保障房屋建筑節(jié)能設(shè)計(jì),門窗也應(yīng)該提高隔熱保溫的性能。增加門窗的保溫隔熱性能,最大程度地減少門窗的能量損耗,對于房屋建筑的節(jié)能來說有著重要意義,可以說,門窗是房屋建筑結(jié)構(gòu)中非常重要的組成部分,其不但起到美觀的作用,更對節(jié)能保暖帶來巨大的幫助。
對于房屋建設(shè)中門窗的節(jié)能設(shè)計(jì),對于不同朝向的門窗要有不同的節(jié)能考慮,設(shè)計(jì)出不同的節(jié)能措施,為了使門窗的遮陽效果更佳,在房屋設(shè)計(jì)過程中要避免東西兩個(gè)方向的開窗形式,不過可以采用較為固定的方式遮陽。
除此之外,在門窗的節(jié)能設(shè)計(jì)中,還應(yīng)該加強(qiáng)對門窗氣密性的設(shè)計(jì),常見的方式有采用氣密條等,還應(yīng)提高窗用型材的規(guī)格尺寸、準(zhǔn)確度、尺寸穩(wěn)定性和組裝的精確度以增加開啟縫隙部位的搭接量,使得用戶在開窗通風(fēng)過程中可以減小窗縫從而實(shí)現(xiàn)減少熱量散失的目的。對于門、窗與墻體接觸的地方或者結(jié)點(diǎn)處,應(yīng)該采取措施去提高它的保溫能力:比較提倡的方法有提高鑲嵌材料對紅外線的反射能力,從而到達(dá)改善其保溫效果的目的。同時(shí),對于窗框可以做斷熱處理,選擇使用更為高效的建筑材料,在窗框的材質(zhì)上也應(yīng)該下功夫加大窗框的熱阻。值得一提的是,在房屋建筑設(shè)計(jì)過程中,可以選擇塑料制品窗框,塑料有著比其他材質(zhì)小的導(dǎo)熱系數(shù),能夠更大程度地減少通過窗框而產(chǎn)生的能耗,從門窗環(huán)節(jié)有效降低能耗的產(chǎn)生,使節(jié)能工作變得更加順暢,滿足人們?nèi)找娑鄻踊淖》啃枨骩8]。
綜上所述,房屋建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)關(guān)系到國家的資源消耗、環(huán)境保護(hù)等問題,是促進(jìn)全球范圍內(nèi)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要舉措,對于建筑工程行業(yè)來說是十分艱巨的挑戰(zhàn)。我國房屋建設(shè)過程中應(yīng)用節(jié)能設(shè)計(jì)能夠更加合理地應(yīng)用自然資源,可以在很大程度上緩解我國的資源消耗壓力,促進(jìn)資源的節(jié)約與可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施。房屋建筑的設(shè)計(jì)師選擇具有現(xiàn)代化節(jié)能技術(shù)的建筑材料,能夠根據(jù)地理位置等因素選擇合適的建筑場地以及合理布局,同時(shí)對房屋建筑的具體部分包括墻體、地面、門窗的設(shè)計(jì)也要采取因地制宜的策略,將房屋建筑的功能和創(chuàng)新性技術(shù)有機(jī)地融合在一起,嚴(yán)格遵守節(jié)能減耗的設(shè)計(jì)原則,從而提高房屋建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的效率。