| 标题 | 节约型建筑技术设计策略 |
| 范文 | 摘 要：笔者从建筑技术设计角度出发，阐述了从建筑表皮、遮阳和采光系统及太阳能利用三个层面探讨了建筑技术设计的节能策略及方法。 关键词：建筑节能；技术设计；控制策略 引言 目前，以住宅建筑为主的中国建筑业是一个高能耗高污染的行业。未来如此大的建设量，对生态环境的冲击是可想而知的。可见，在中国，将节约的思想引入建筑设计中，其意义是不可言喻的。笔者就建筑技术设计角度，阐述节约型建筑设计策略。 1 提高围护结构的隔热保温性能 提高表皮的保温隔热性能，能够减少维持室内舒适温度的能源消耗。采用保温隔热性能好的新型墙体材料，这是建筑节能的重点措施。鼓励采用高效能的墙体材料，严格按国家要求禁止使用实心黏土砖。推广新型墙体材料要与完善建筑体系结合起来，在减少普通砖混结构的同时，积极发展大空间的框架结构及复合结构，为应用新型墙体提供载体。 1.1 单层构造：以单层材料形成保温隔热界面。 这主要是对单层材料本身形态的探索。现代科学技术的发展可以更方便地改造自然材料，并创造新的人工材料。传统的建筑外围护结构往往是承重结构与保温隔热功能相结合，改造较为简单，单纯用砖石、混凝土或木材筑成，外皮也相当单薄。这种材料的保温隔热效能很差。例如传统的普通粘土砖砌体的导热系数高达0.81w/m.k，而近期迅速发展的、能够工业化大生产的泡沫聚苯乙烯板、岩棉板、玻璃棉板等高效保温材料，则可低到0.035-0.04w/m.k)左右，也就是说，其保温效能高出20倍。与此同时，以往透明材料的保温隔热性能通常较弱，因此在追求建筑透明性的同时，往往牺牲了表皮的保温隔热性能。然而随着技术的发展，出现了吸热、热反射中空玻璃、低辐射中空玻璃、硅气凝胶特种玻璃等等这些新材料。它们在满足功能需求的同时，更增加了保温隔热系统的丰富的表现力。 1.2 复合构造：由多种材料组合而成。 这些材料以层的次序组合成多层结构。复合结构通常有两种建筑方式，三明治建筑方式：各层像三明治一样相叠，中间的保温层可为空气层所代替；箱式建造式：在保温材料和面层之间保留空气层，起保温作用。使用高效保温材料、隔汽材料和覆面加强材料组合而成的复合墙体，可以以薄得多的结构，取得高许多倍的保温隔热效果。 2 提高建筑表皮的遮阳性能和采光性能 2.1 采光系统 对自然光线的利用分为直接利用和间接利用两种方式。光线的直接利用主要表现为传统的侧面采光概念。这种方式往往会造成眩光。并且只对窗边的局部区域有效，产生了很大的局限性。因此现在更注重的是对光线的间接利用，通常称为光学系统或线折转系统。这不仅能在更大区域范围内提供自然光线，而且能够提高光线质量和视觉舒适度，防止眩光的产生。这对房间进深很大，阻碍了对自然光线直接利用的地方，或是对光线质量具有较高要求的区域，如计算机工作间等等是非常必需的。 2.2 遮光系统 遮光构件系统的遮阳方式和设计手法可以从三个方面来考虑： 适应性。遮光固定系统不能够随季节、太阳位置的改变来相应地调节遮光构件，对于常年气候炎热的地区，这种系统较为适合。活动的系统则可以由使用者根据具体情况来控制，适应于不同季节不同时段太阳高度的改变，因而能够达到最佳的遮阳效果，对于气候变化较大的地区来说，具有极大优越性。 安装位置。安装在室外一侧，这在能源的节约方面较为有利，对传统东西朝向立面，与没有遮光系统的玻璃立面相比，使用外部遮光以后用于制冷的能耗可以减半。该系统应与外层表皮保持一定距离，使空气能够自由流通；安装在室内一侧，就夏天能源节约的角度而言，其潜力不如前者大。使用内部遮光制冷能耗只能减少20%。但冬天时，这潜在的热能吸收可以提高室内温度；安装在空气间层，一方面，由于遮光系统安装在空气缓冲层之内，受气候影响较小。另一方面，光线在进入室内之前就己被有效阻止，其遮光效果与室外遮光系统基本相同。 构件形态。遮光构件系统主要形式可分为3类：水平遮光利用本身的形态特征，在建筑立面上形成水平的造型要素，并创造出丰富的光影变化；垂直遮光主要针对太阳高度角较低的侧边日照情况。当构件与内层表皮之间完全垂直时，便不能抵挡太阳高度角较高的炙热阳光。因此这种方式一般都使遮光构件偏转一定的角度以加大遮光面，或是设计为可调节角度的活动式，与平面板式相结合，增强其适应性；水平与垂直组合式遮光这种方式兼有前两者的优点，遮光面广，对于各种朝向和高度角的阳都比较有效，比较适用于气候炎热地区。 3 太阳能的利用 3.1 被动式太阳能系统 不依赖设备，通过建筑自身的因素利用太阳能通风降温和采暖。这种方式技术较为简单，经济可靠，按照利用太阳能方式的不同，可以分为直接得热式和间接得热式。 直接得热式。冬季让太阳从南面窗直接射入房间内部，用楼板层、墙及家具设备等材料作为吸热和储热体，当室温低于这些储热体表面温度时，这些物体就会像低温辐射器那样向室内辐射供热。辐射供热比空气对流供暖更有效和舒适。此外，为了减少热损失，夜间必须用保温窗帘或窗盖板盖在窗户的外侧，以消除或减少窗玻璃内侧面的凝结水。采用直接得热式的设计时，南向表面的最佳朝向是正南的15度之内，且朝南的表面不需要全部位于同一墙面上。 间接得热式。附加阳光间太阳温室是指那些由于直接获得太阳热能而使温度产生较大波动的空间。这一较高的温度使其作为缓冲区减少了建筑的热损失。除此外，温室还可栽种花卉，以及用于观赏风景，交通联系，娱乐休息等多种功能，从而创造了一个置身大自然的室内环境。 3.2 主动式太阳能利用系统 传统的太阳能利用是纯建筑的方式，代价较高昂。主动式太阳能技术力图使遮阳、散热与太阳能收集一体化，未来的趋势是混合型太阳能技术，它是技术同建筑的真正结合。 橡胶阳光集热板。这是一种相当简易而传统的太阳利用方式。将这种以黑色橡胶组成的集热板放置在屋面或地面上，可将棒内冷水加热至50℃，这样的水温满足洗浴方面的要求已经足够。如铺设在屋面上，这种集热板还可起到降温和降低热反射的作用，大面积使用可有效减少城市中的“热岛”效应。 阳光反射装置。阳光反射装置有两个方面的作用，一是提供光照，二是提供热量。 太阳能电池板。经过数十年的发展，民用太阳能发电技术现已相当成熟，一块A4纸大小的电池阵列可发出70-10W的电力。国外节能建筑中己有不少将电池板与屋面或墙面结合的例子。日本更是突破了硅电池组不能弯曲的传统工艺，使电池板附着于曲面形瓦片上，并将这种太阳能发电，技术从实验室走向社会。 结语： 与国外相比，我国的单位建筑能耗是同等气候条件下发达国家的3倍，外墙的传热系数为3.5-4.5倍，外窗传热系数为2-3倍，屋面传热系数为3-6倍，门窗的空气渗透为3-6倍。建筑年消耗标准煤量更是比国外落后很多，可见我国的建筑节能潜力巨大，节能改造的任务仍然十分繁重，在建筑设计阶段进行技术方面的节能研究具有重要意义。 参考文献 [1]汪峥，李保峰.可呼吸的表皮[J].华中建筑，2002.1. [2]钟力.我国生态建筑的示范性实践[J].建筑学报，2005.9. [3]清华大学建筑学院编著.建筑设计的生态策略[M].中国计划出版社，2001. 作者简介：乔丽丽，女，1978年生，本科，工程师，研究方向：建筑设计及其理论。 |
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