我國現(xiàn)代住宅節(jié)能的思考

張 芳

目前我國正處于飛速城鎮(zhèn)化的進程中，住宅建設(shè)進入到快速發(fā)展的軌道，在建造建筑的過程中一方面要消耗大量的能源，另一方面，為了保證人們擁有更舒適的居住環(huán)境，在建筑的運行和使用過程中還會消耗大量能源，在能源日益緊缺的當(dāng)今世界，發(fā)展節(jié)能住宅已經(jīng)是勢在必行。我國幅員遼闊，氣候分布范圍比較廣，根據(jù)氣溫分析，絕大部分地區(qū)的居住建筑都需要采取一定的技術(shù)措施來保證冬夏兩季的室內(nèi)舒適環(huán)境。對于北方嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)要考慮冬季采暖;南方夏熱冬暖地區(qū)要考慮夏季降溫;而地處長江中下游的夏熱冬冷地區(qū)則要兼顧夏季降溫和冬季采暖。截至2000年年底，全國既有房屋建筑面積，城市已至100億m2，然而其中能夠達到采暖建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的僅占全部城鄉(xiāng)建筑面積的0.6%，占城市房屋建筑面積的2.3%，而約210億m2的既有住宅建筑存在著保溫隔熱差和氣密性差、供熱系統(tǒng)熱效率低等問題。另外，在我國每年新建的城鎮(zhèn)住宅中，完全按照建筑節(jié)能要求設(shè)計的不足6%，即便執(zhí)行了建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的住宅建筑，其住宅能耗與相同氣候條件下的西歐和北美國家相比，單位建筑面積要多消耗50%～100%的采暖能量，而且舒適性較差［1］。

我國從20世紀(jì)80年代開始已經(jīng)有了建筑節(jié)能的意識，建設(shè)部和國家其他有關(guān)部門陸續(xù)推出節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)和實施細則，各地方政府還推出地方性節(jié)能法規(guī)，以推進建筑節(jié)能工作的進展，而且各地也陸續(xù)推出節(jié)能型住宅小區(qū)試點工程，如在節(jié)能型住宅小區(qū)設(shè)計中充分利用太陽能、設(shè)計中水系統(tǒng)、加強墻體的保溫隔熱設(shè)計、利用太陽能板設(shè)計小區(qū)照明等等。但對于節(jié)能住宅的設(shè)計和應(yīng)用并沒有達到一定規(guī)模，也沒有形成一定的節(jié)能理論進行推廣，而且既有節(jié)能型住宅的節(jié)能效果也并不理想，仍處于初級階段，還需要進一步改善和發(fā)展。

發(fā)展節(jié)能住宅，降低能源消耗、改善環(huán)境、實行可持續(xù)發(fā)展是緩解能源短缺、建設(shè)節(jié)約型社會的重要舉措。在新建住宅建筑中要重視建筑節(jié)能設(shè)計，加強圍護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱設(shè)計，充分利用太陽能，對已建建筑要通過一定措施改善圍護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能，更換供熱設(shè)施，改善管網(wǎng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用，提高熱源效率，以降低建筑能源消耗。筆者將從以下幾個方面闡述住宅建筑節(jié)能。

1 不同地區(qū)的建筑應(yīng)有適應(yīng)不同氣候環(huán)境的設(shè)計

我國住宅建筑地理分布比較復(fù)雜，跨越熱帶、亞熱帶、溫帶、寒帶，各地氣候差異較大，不同的氣候條件對住宅建筑具有不同的要求，節(jié)能住宅應(yīng)注重住宅的地域性設(shè)計。從建筑形式及平面組合考慮，我國不同地區(qū)具有適應(yīng)不同氣候條件的建筑形式和平面組合形式，如北方的四合院、蒙古包、閩南客家土樓，這些建筑形式對各地的節(jié)能住宅設(shè)計具有一定的參考。除了建筑形式，對于節(jié)能住宅還應(yīng)注重建筑細部構(gòu)件的節(jié)能設(shè)計，對于南方炎熱地區(qū)要充分利用建筑朝向及門窗組織通風(fēng)，對外窗進行遮陽設(shè)計、對外圍護結(jié)構(gòu)進行隔熱設(shè)計以降低夏季室內(nèi)溫度;對于北方嚴(yán)寒地區(qū)建筑要通過設(shè)計合理的采暖方式及對外圍護結(jié)構(gòu)的保溫設(shè)計來保證冬季室內(nèi)的溫度。從建筑熱工設(shè)計角度根據(jù)我國各地氣候劃分為嚴(yán)寒地區(qū)、寒冷地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)、夏熱冬暖地區(qū)、溫和地區(qū)五個建筑熱工設(shè)計分區(qū)［1］。對于嚴(yán)寒地區(qū)和寒冷地區(qū)的住宅，在設(shè)計過程中應(yīng)使主要房間布置在向陽面以爭取較多的日照;建筑體型力求簡單，平面布局不宜有過多的轉(zhuǎn)折和凹凸以減小外圍護結(jié)構(gòu)面積;同時應(yīng)注重建筑的保溫設(shè)計，如設(shè)計封閉的門斗;除此之外，應(yīng)兼顧夏季的隔熱。對于夏熱冬冷地區(qū)，住宅設(shè)計過程中要同時考慮夏季的通風(fēng)隔熱和冬季的采暖保溫，在向陽面可適當(dāng)增加開窗面積，既便于夏季組織通風(fēng)也有利于冬季爭取更多的日照，而對于背陽面則應(yīng)盡量減小開窗面積;除此之外，應(yīng)注重外圍護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱設(shè)計。對于夏熱冬暖地區(qū)，住宅設(shè)計應(yīng)以改善夏季室內(nèi)熱環(huán)境、減小空調(diào)用電為基本，注重建筑的隔熱、遮陽、通風(fēng)設(shè)計。綜上，針對不同的氣候特征進行相應(yīng)的建筑設(shè)計可有效降低其在使用過程中的能源消耗，真正起到節(jié)能的目的。

2 注重圍護結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計

建筑的圍護結(jié)構(gòu)主要包括屋頂、外墻和外窗，由于它們直接與外部環(huán)境進行熱量傳遞，因此它們的熱工性能直接影響到住宅建筑的節(jié)能和能耗，它們的節(jié)能設(shè)計對推行建筑節(jié)能設(shè)計具有重要的意義。傳統(tǒng)的屋面采用現(xiàn)澆水泥珍珠巖板，其厚薄不均，保溫隔熱性能較差，因此，通過改善屋面層的熱工性能阻止熱量的傳遞。主要措施是采用現(xiàn)澆加氣混凝土提高其保溫隔熱性能，也可以采用有保溫屋面(外保溫、內(nèi)保溫)、架空通風(fēng)屋面、坡屋面、綠化屋面等以增強其保溫隔熱性，降低能耗，但在設(shè)計過程中應(yīng)注意其對結(jié)構(gòu)安全性的影響。而建筑外墻面積和外窗面積在外圍護結(jié)構(gòu)中所占比例比較大，其熱量的吸收和熱量的損失不能忽視，尤其外窗是建筑圍護結(jié)構(gòu)中保溫隔熱最薄弱的部位。因此考慮建筑的節(jié)能應(yīng)加強外墻和外窗的保溫隔熱設(shè)計。現(xiàn)有建筑外墻多采用370厚實心粘土磚，其保溫隔熱性能差，不符合建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的強制性規(guī)定，對節(jié)能不利，而且也浪費土地資源，這就需要新型的墻體材料代替單一性能的墻體材料以加強節(jié)能效果，考慮墻體節(jié)能從技術(shù)上講，其材料傳熱系數(shù)越小，其節(jié)能效果越明顯，因此，對建筑外墻可采用導(dǎo)熱系數(shù)小的材料設(shè)置保溫層或在外墻結(jié)構(gòu)層與裝飾層之間設(shè)置空氣間層，增加外墻的傳熱熱阻，以增強外墻的保溫性能。目前國際上的節(jié)能建筑都已在墻體中采用了外保溫技術(shù)，我國建筑也正在由傳統(tǒng)的內(nèi)保溫轉(zhuǎn)為外保溫。但總的來說墻體節(jié)能仍處于初級階段，有些理論還不成熟。窗戶的節(jié)能技術(shù)主要從減少滲透量、減少傳熱量、減少太陽輻射能三個方面進行，可通過采用密封材料增加窗戶的氣密性，采用節(jié)能玻璃(如中空玻璃、熱反射玻璃等)、節(jié)能型窗框來增大窗戶的整體傳熱系數(shù)以減少傳熱量，在南方地區(qū)太陽輻射非常強烈，通過窗戶傳遞的輻射熱占主要地位，因此可通過遮陽設(shè)施及高遮蔽系數(shù)的鑲嵌材料來減少太陽輻射量。總之，對于圍護結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計是住宅建筑節(jié)能設(shè)計的重點，在設(shè)計過程中應(yīng)采取各種設(shè)計手段加強其保溫隔熱性能，以達到降低能耗的目的。

3 加強已建住宅的節(jié)能改造

我國現(xiàn)有住宅中傳統(tǒng)非節(jié)能住宅占有很大比例，已建住宅普遍存在使用過程中能耗大的問題，一方面墻體多采用單一材料，建筑窗墻比大，屋面采用常規(guī)散料，使現(xiàn)有圍護結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能比較差，往往使室內(nèi)溫度冬季太冷而夏季又太熱，這就需要借助空調(diào)來調(diào)整室內(nèi)溫度，大大浪費了能源;現(xiàn)有住宅的門窗其材料和形式使窗戶的氣密性較差，冬季加大了熱量的損失;此外，現(xiàn)有住宅集中控制的供熱方式使同一建筑內(nèi)不同戶型溫差較大，溫度高的需要開窗散熱而溫度低的則需要借助其他采暖方式。鑒于以上種種情況，對已建住宅的節(jié)能改造直接關(guān)系到我國建筑節(jié)能目標(biāo)的實現(xiàn)與否。目前對已建住宅的節(jié)能改造應(yīng)重點放在以下幾方面:應(yīng)大力提高外圍護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能，采用復(fù)合墻體即在現(xiàn)有外圍護結(jié)構(gòu)上增設(shè)保溫層以提高墻體的保溫性能，但應(yīng)注意不能降低原有結(jié)構(gòu)的安全性;窗戶是建筑圍護結(jié)構(gòu)的重要組成部分，也是建筑物熱損失最多的部位，對既有建筑窗戶的節(jié)能改造，可以利用高效節(jié)能窗，如加強窗戶的氣密性，采用雙層中空玻璃或熱反射玻璃等全面取代目前使用的普通單層玻璃窗，以改善窗戶的保溫性能。房屋供熱采暖系統(tǒng)改造，是既有建筑節(jié)能改造的重點，應(yīng)改變現(xiàn)有集中控制的供熱方式，采取分戶控制、以熱計量、溫度可調(diào)。另外，在既有住宅改造過程中應(yīng)積極推廣可再生能源應(yīng)用，充分利用太陽能、地?zé)崮堋L(fēng)能等能源，積極設(shè)置中水系統(tǒng)等。綜上所述，對既有建筑節(jié)能改造是一項意義重大而又十分艱巨的任務(wù)。我國的住宅節(jié)能建設(shè)還處在起步階段，目前還沒有取得突破性進展。認識到住宅節(jié)能的重要性不但要關(guān)注顯性的、眼前的節(jié)能效果，更要注意隱蔽的、長遠的節(jié)能益處。節(jié)能要貫穿在建筑的設(shè)計及使用的整個過程。

［1］ 江 憶，林波榮.住宅節(jié)能［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2006.

［2］ 李漢章.建筑節(jié)能技術(shù)指南［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2006.

［3］ 涂逢祥.建筑節(jié)能［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2007.

［4］ 欒景陽.建筑節(jié)能［M］.鄭州:黃河水利出版社，2006.

［5］ 張春姝.北方節(jié)能住宅現(xiàn)狀分析與改進［EB/OL］.中國建筑節(jié)能網(wǎng)，www.cbee.cn.2010-07-09.