淺論建筑設(shè)計(jì)與節(jié)能.doc

淺論建筑設(shè)計(jì)與節(jié)能關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計(jì)、節(jié)能、能耗、規(guī)范摘 要：建筑在建造過程中是耗能大戶，在運(yùn)行使用過程中也是耗能大戶，所以節(jié)能潛力很大。從建筑實(shí)施的具體過程來講，理解節(jié)能工作的意義和它的作用不應(yīng)單純從技術(shù)的角度，只有從整個(gè)社會(huì)文明建設(shè)的角度來理解，才更準(zhǔn)確更全面，才能給解決現(xiàn)實(shí)問題帶來有益的指導(dǎo)。Abstract: Building is a big customer of energy consumption in the process of both construction and operation, so there is a huge potential in its energy-saving. In terms of the details of the carrying out of the construction of building, the meaning and effect of comprehending the job of energy-saving should not be comprehended only by technology, but also in terms of the construction of the whole society civilization. Thus, it could be understood more precisely and more generally. Only in this way, it could bring beneficial guidance in the matter of solving the practical problems.節(jié)約資源是我國的基本國策，國家實(shí)施節(jié)約與開發(fā)并舉，把節(jié)約放在首位的能源發(fā)展戰(zhàn)略。建筑節(jié)能是“十一五”期間國家的十大節(jié)能工程之一，早在2004年的中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議上就提出要大力發(fā)展節(jié)能省地型住宅，全面推廣和普及節(jié)能技術(shù)，制定并強(qiáng)制推行更嚴(yán)格的節(jié)能、節(jié)材、節(jié)水標(biāo)準(zhǔn)。生態(tài)文明觀念的提出和樹立與我們節(jié)約能源密切相關(guān)，也對(duì)節(jié)能工作提出了更高的要求。建筑在建造過程中是耗能大戶，在運(yùn)行使用過程中也是耗能大戶，所以節(jié)能潛力很大。從建筑實(shí)施的具體過程來講，理解節(jié)能工作的意義和它的作用不應(yīng)單純從技術(shù)的角度，只有從整個(gè)社會(huì)文明建設(shè)的角度來理解，才更準(zhǔn)確更全面，才能給解決現(xiàn)實(shí)問題帶來有益的指導(dǎo)。在國家大力提倡節(jié)能環(huán)保的大背景下，節(jié)能與環(huán)保已經(jīng)成為建筑設(shè)計(jì)未來發(fā)展的大趨勢。近年來，隨著國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平提高，住房條件不斷地改善，居民住宅紛紛進(jìn)行裝修改造，居民裝修不僅要考慮美觀舒適，還要在考慮到設(shè)計(jì)的個(gè)性的同時(shí)，兼顧以人為本環(huán)保與節(jié)能的室內(nèi)設(shè)施的設(shè)計(jì)和運(yùn)用。住宅建筑設(shè)計(jì)中的生態(tài)平衡、環(huán)境保護(hù)與節(jié)省能源不是孤立的，也不是矛盾的，而是相互影響和聯(lián)系的。人類可以自主建造舒適的建筑內(nèi)部環(huán)境，但人工化的舒適通常依賴于照明、空調(diào)和通風(fēng)等高耗能設(shè)施，且舒適度的提高又往往以耗能的增加為前提條件，這種發(fā)展模式帶來了當(dāng)前環(huán)境和能源危機(jī)，進(jìn)而威脅到人類自身的生存發(fā)展與安全保障。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、城市化進(jìn)程的加快、城市居民生活水平的提高，建筑耗能占整個(gè)能源消費(fèi)總量的比重不斷上升，每年由于新建和改建建筑，消耗大量能源，帶來自然環(huán)境的惡化。同時(shí)在建設(shè)過程中還存在水污染嚴(yán)重、土地資源利用率低、建筑耗材高等嚴(yán)重問題。如不注意防止水、土和空氣的污染，綠化與水面嚴(yán)重不足、空氣污濁、氣溫升高、能耗劇增。自然環(huán)境的日趨惡化，結(jié)果是建筑系統(tǒng)內(nèi)和建筑系統(tǒng)外的物質(zhì)良性循環(huán)與能量的良性轉(zhuǎn)換受到嚴(yán)重破壞，也就是生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重破壞。居住區(qū)中的氣候設(shè)計(jì)，不僅僅是一個(gè)充分利用自然能源、減少再生能源消耗的問題，也是一個(gè)直接處理人與自然的關(guān)系問題，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展是本世紀(jì)人類所面對(duì)的巨大挑戰(zhàn)。我國目前城鄉(xiāng)建房面積將近400億m2，每年新建竣工面積1820億m2。我國建筑能耗占全國總能耗的比重由1999年的20%25%上升到2005年的27%左右（西方國家平均為37%）。我國由于工業(yè)產(chǎn)業(yè)能耗高，因此壓低了建筑能耗的比例。從總體來看，北京市的節(jié)能工作還是走在全國前列的。1988年北京達(dá)到節(jié)能30%，1998年達(dá)到50%，2004年達(dá)到65%，為歐洲上世紀(jì)90年代水準(zhǔn)，預(yù)計(jì)到2015年能達(dá)到節(jié)能75%。按照我們“十一五”末建筑節(jié)能要達(dá)到1億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的目標(biāo)，如果再細(xì)致分解一下就可以看出，其中新建建筑節(jié)能目標(biāo)約占61.5%；深化供熱體制改革，北方采暖地區(qū)已有建筑熱計(jì)量及節(jié)能改造目標(biāo)占16%；國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑節(jié)能運(yùn)行管理改造目標(biāo)占11%；可再生能源替代常規(guī)能源在建筑中的應(yīng)用占11%。從這里可以看出，新建建筑的節(jié)能要占到61%，即我們的主要精力有六成是放在新建建筑的節(jié)能上。從建筑的建造全過程來講，我們所從事的建筑設(shè)計(jì)工作只是位于中間過程的一個(gè)子系統(tǒng)，但是從節(jié)能的全過程看，建筑節(jié)能工程與10大節(jié)能工程中的綠色照明、政府機(jī)構(gòu)節(jié)能、節(jié)能監(jiān)測、能量系統(tǒng)優(yōu)化甚至電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能等都密切相關(guān)。因此不能僅就設(shè)計(jì)論設(shè)計(jì)，而視野應(yīng)更開闊，關(guān)注更為全面。建筑節(jié)能的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)十分重要，要起到重要的指導(dǎo)和引領(lǐng)作用。公共建筑節(jié)能國家標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)以后，北京市的地方標(biāo)準(zhǔn)也很快誕生，已經(jīng)發(fā)揮了重要的指導(dǎo)作用，但是還不完善。目前的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)重點(diǎn)放在供暖和空調(diào)，有關(guān)照明方面在標(biāo)準(zhǔn)中只提了一句，要求看另外的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。但我們的這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)叫公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，題目和內(nèi)容不完全相符，也可能是起草時(shí)比較匆忙，但從節(jié)能的重要性出發(fā)，將來修訂時(shí)應(yīng)把照明和用電部分補(bǔ)充進(jìn)去。從能耗能量來看，采暖、空調(diào)二者約占40%50%的能耗量，但是照明的能耗也很可觀，一般要占15%25%，大型商場的照明用電差不多就要占到45%左右的能耗量。所以節(jié)能作為我們的長期國策，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)還有待完善和擴(kuò)充，對(duì)設(shè)計(jì)者來講，標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)意義和強(qiáng)制性要加強(qiáng)。國家建設(shè)部曾出臺(tái)過一個(gè)住宅設(shè)計(jì)規(guī)范，全條文強(qiáng)制，所以我們可以參照住宅設(shè)計(jì)規(guī)范的做法，將節(jié)能的有關(guān)強(qiáng)制性條文進(jìn)一步加強(qiáng)，既引起設(shè)計(jì)者的注意，同時(shí)作為政策上引導(dǎo)的重要內(nèi)容。根據(jù)國家建設(shè)部統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前約95.7%的建筑設(shè)計(jì)能按規(guī)范設(shè)計(jì)達(dá)到節(jié)能設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。但是從施工結(jié)果講，最后真正能做到節(jié)能的大概只有50%。從97%到50%，這當(dāng)中有許多環(huán)節(jié)都會(huì)影響到節(jié)能設(shè)計(jì)的效果，如材料的變更，造價(jià)的縮減，加工、定貨以及具體施工過程中的問題等等。目前來看這當(dāng)中比較大的問題是如何將這些節(jié)能設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)程度做一個(gè)量化，就是建筑物竣工驗(yàn)收時(shí)，能有科學(xué)、準(zhǔn)確的量化指標(biāo)，有一個(gè)比較科學(xué)的依據(jù)加以判斷，不然節(jié)能只是紙面上的一句空話。從整個(gè)建筑設(shè)計(jì)的過程來看，節(jié)能觀念應(yīng)包括建設(shè)全過程的每一環(huán)節(jié)，但如果沒有宏觀和全程的視野，有些環(huán)節(jié)就比較容易被忽視。設(shè)計(jì)前期的潛力很大，有些甚至起著決定性的作用。包括立項(xiàng)、規(guī)模、標(biāo)準(zhǔn)、評(píng)標(biāo)，等建筑師拿到手里時(shí)已經(jīng)是經(jīng)過各方面批準(zhǔn)、決定的正式任務(wù)了，只能從實(shí)施和施工過程中從技術(shù)和藝術(shù)上加以完善。例如報(bào)紙上已多次報(bào)道過的珠海機(jī)場，在珠三角半徑200公里的范圍覆蓋了五個(gè)機(jī)場，廣州、佛山、東莞、深圳和珠海各一個(gè)，如果再加上香港和澳門，七個(gè)機(jī)場，空域都快占滿了，有的機(jī)場效益就不好。珠海機(jī)場耗資60億，施工前專門請(qǐng)香港的咨詢公司做了可行性研究，認(rèn)為1996年能達(dá)到70余萬人次，2010年達(dá)到1000余萬人次。但是珠海機(jī)場到現(xiàn)在一年的旅客量才超過50萬，據(jù)稱使用率才達(dá)到6%?？尚行匝芯亢土㈨?xiàng)做得太倉促，沒有科學(xué)論證，匆匆上馬，每天運(yùn)行費(fèi)用能耗都很大。在立項(xiàng)上，這是一個(gè)典型的案例。其次，對(duì)建筑的能耗大戶要特別重視。例如游泳比賽館非常耗能，空調(diào)、采暖和水凈化等等都不可小視。我們出國考察時(shí)，外國專家都提醒我們在游泳比賽館建設(shè)上要特別小心，因?yàn)?年的運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用就相當(dāng)于一個(gè)新館的土建費(fèi)用。我國幾個(gè)大城市的大游泳館利用率都不算高，那中小城市的游泳比賽館就更不要提了，但還紛紛上馬。國外已經(jīng)采用臨時(shí)游泳池的辦法來應(yīng)對(duì)偶爾一次的國際游泳比賽，在體育館內(nèi)安裝一個(gè)臨時(shí)游泳池，賽后拆走，可以節(jié)省許多造價(jià)和運(yùn)行成本。有的城市不管國際國內(nèi)比賽，有一次活動(dòng)就蓋一個(gè)幾萬人的體育場，賽后長期閑置，都是成本和能源上的控制不當(dāng)。第三，在立項(xiàng)或設(shè)計(jì)任務(wù)書的確定過程中，過大的規(guī)模和過高的標(biāo)準(zhǔn)也無形中提高了能耗，尤其是追求“世界第一”、“國內(nèi)第一”的攀比心態(tài)，使規(guī)模、標(biāo)準(zhǔn)無法控制。現(xiàn)在很多地方建筑面積超標(biāo)，辦公建筑不用講，其他建筑物，比如劇場、體育場每座建筑面積現(xiàn)在是越做越大。上個(gè)世紀(jì)的時(shí)候，體育場面積指標(biāo)每座1平方米左右，應(yīng)該人越多面積越小，因?yàn)槿硕嗔擞行┛梢怨灿?。但隨著發(fā)展，體育場現(xiàn)在差不多每座2平方米、3平方米，越做越大。另外有些設(shè)計(jì)和設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)也是越來越高，不管什么級(jí)別的城市，什么級(jí)別的設(shè)施，一提標(biāo)準(zhǔn)都要追求國際一流，好像要建就得國際一流，不然就不夠檔次。就拿全國各地都在建的會(huì)展中心來說，對(duì)特大城市、省會(huì)城市還有些需求，但現(xiàn)在遍地開花，全世界真正的國際大展數(shù)目都是固定的，幾個(gè)大洲每年?duì)?，?dāng)然美洲、歐洲是主要競爭對(duì)手，大部分會(huì)展都在那兒，好容易競爭到亞洲，還有日本、韓國、中國、新加坡；爭到中國了，還有各個(gè)城市爭因此爭到國際大展的機(jī)會(huì)十分有限。最后是許多地方花費(fèi)巨資的會(huì)展中心長期閑置，長期耗能。第四是評(píng)標(biāo)，隨著我們節(jié)能和生態(tài)文明的建設(shè)，建筑設(shè)計(jì)的觀念和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也需要與時(shí)俱進(jìn)，這在方案評(píng)標(biāo)上體現(xiàn)更為突出。長期以來我們的評(píng)標(biāo)和最后拍板常常注重的是造型，是否“新、奇、特”，是否“眼睛一亮”，其他要求常常被忽視，節(jié)能沒有起到一票否決的作用。我們常說借鑒國外經(jīng)驗(yàn)，其實(shí)節(jié)能也是適用問題、經(jīng)濟(jì)問題和美觀問題。國外的建筑師在帶來新的理念的同時(shí)，常常投我們所好也會(huì)帶來很多華而不實(shí)的東西，比如國外設(shè)計(jì)的江南某大型火車站，用了一些新的形式，許諾能夠節(jié)能，結(jié)果卻是夏天的空調(diào)能耗比一般建筑要高出3倍以上，十足的“能源殺手”！現(xiàn)在一般的設(shè)計(jì)投標(biāo)文件里都有對(duì)節(jié)能的要求，例如用LOW-E玻璃、空調(diào)等等，但是實(shí)際建出來就不是那么回事了，所以需要評(píng)標(biāo)的專家和領(lǐng)導(dǎo)在最后定案拍板的時(shí)候有更科學(xué)、更理性的認(rèn)識(shí)?，F(xiàn)行節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于建筑設(shè)計(jì)有相當(dāng)多的條文和規(guī)定，許多地方十分具體，對(duì)于住宅和公共建筑都有具體規(guī)定，很有指導(dǎo)意義。其中有一個(gè)體型系數(shù)，主要是針對(duì)住宅的?，F(xiàn)在板式建筑比塔式建筑節(jié)能更好，能節(jié)能10%14%。但是過去房地產(chǎn)開發(fā)修建塔式樓見縫插針，能多建房，在日照上能占點(diǎn)便宜。另外，體型系數(shù)對(duì)大型公共建筑控制意義不大，但現(xiàn)在大型公共建筑愛建大空間，動(dòng)不動(dòng)就是幾層高的大空間，在體積上沒有控制，像某機(jī)場，大廳有35米高但實(shí)際用的地方只有56米，其實(shí)十幾米也夠了。在北方，現(xiàn)在基本是分層空調(diào)，保證底下可以涼快一點(diǎn)。冬季采暖，熱氣往上跑，大的空間耗能就大?，F(xiàn)在修建大型公共建筑，追求大空間氣派，但是氣派之后就帶來能源和運(yùn)行問題。在立面設(shè)計(jì)上，現(xiàn)在大家對(duì)幕墻慢慢也有比較科學(xué)的認(rèn)識(shí)。當(dāng)前的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)并不是把玻璃幕墻完全否定，“一棍子打死”，而是規(guī)定了幕墻的傳熱系數(shù)，這樣更科學(xué)合理一些。通過節(jié)能還是可以促進(jìn)各種新型建材的發(fā)展，只要我們對(duì)于節(jié)能提出標(biāo)準(zhǔn)和要求。一般的玻璃不節(jié)能，但是LOW-E、真空是有節(jié)能效應(yīng)的，還可以有其他技術(shù)改進(jìn)。通過節(jié)能促進(jìn)我們的技術(shù)進(jìn)步，促進(jìn)建筑設(shè)計(jì)、建筑施工、建筑材料、備品部件的技術(shù)進(jìn)步，當(dāng)然最關(guān)鍵還是指標(biāo)要量化。外圍護(hù)結(jié)構(gòu)方面，施工好壞非常關(guān)鍵，還涉及許多條件。例如窗戶在能耗上占較大比例，25%50%左右，現(xiàn)在大家都比較愛用推拉窗，因?yàn)樗】臻g，高層建筑要做平開，往外開不安全，往里開占空間，于是就做成推拉。可是推拉本身節(jié)能效果不理想，所以這也要找一個(gè)平衡點(diǎn)。除了窗戶形式，玻璃和窗框以外，還有洞口、配件的處理，現(xiàn)在我們洞口基本都用發(fā)泡聚氨酯密封，可是施工的時(shí)候細(xì)致不細(xì)致，如果縫隙被弄得很大，冷風(fēng)滲透就很厲害。再就是照明的問題。不僅僅是采用節(jié)能光源的問題，其實(shí)和建筑設(shè)計(jì)關(guān)系很大，因?yàn)楹芏嗾彰鞣桨付际墙ㄖ煹闹饕猓@包括室外照明、室內(nèi)照明、建筑物照明等，照明的燈具，用電設(shè)備，包括電機(jī)、變壓器等，也有建筑設(shè)計(jì)的問題。比如室內(nèi)的照明采取什么方式，是直接照明，還是半直接照明，還是均勻漫射，半間接照明等等，這就要求因地制宜，恰如其分。直射光效能達(dá)到90%100%，如果做均勻漫射，就只能達(dá)到40%60%。所以既要注重藝術(shù)性，又要考慮它的發(fā)光效率，這是一對(duì)矛盾。如果遇到很高的空間，上面再做散點(diǎn)光源，其實(shí)發(fā)光效率是很差的，因?yàn)檎斩扰c距離成反比。我們現(xiàn)在強(qiáng)調(diào)節(jié)能燈光源，但是燈具的布置方式上也要注意。像有的地方一個(gè)玉米路燈，上面就有108個(gè)燈，能源浪費(fèi)很嚴(yán)重，還有的地方建筑物裝飾照明很亮但路燈卻暗得很，這就有點(diǎn)本末倒置了?？傊行﹩栴}，看上去是電氣的事，但根源卻在建筑設(shè)計(jì)上。做建筑節(jié)能設(shè)計(jì)是需要遵循幾個(gè)原則的。總的來說有以下四點(diǎn)。第一，氣候適應(yīng)性原則。這個(gè)原則強(qiáng)調(diào)的第一點(diǎn)是充分利用良好的氣候條件。其重點(diǎn)在于利用好過渡季節(jié)和空調(diào)季節(jié)內(nèi)良好的室外氣候條件。第二點(diǎn)是消除、削弱惡劣氣候的影響。實(shí)施這點(diǎn)要注意控制采暖空調(diào)耗電量，有兩個(gè)途徑：提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱力學(xué)性能；提高采暖、制冷設(shè)備能效比。第二，整體性原則。從建設(shè)的全過程考慮，以醞釀出整體性的解決方案，從項(xiàng)目規(guī)劃、立項(xiàng)階段就開始從規(guī)劃入手，將建筑節(jié)能理念滲透到建筑物建