節能設計問題和對策

徐紫昭，劉富勤

(湖北工業大學土木建筑與環境學院，湖北 武漢 430000)

1 節能設計的發展現狀

1.1 外壁節能改造技術的墻體外保溫節能改造

近段時間來，外墻節能改造技術EPS系統使用率較多，該系統主要由5個部分組成。有些是末端墻，組成部分多是EPS多苯，也有平行網布和聚合物水泥灰漿。適用于改造，且這些外墻都是混凝土或幾個筑體結構[1]。分析該改造技術，發現其缺陷部分EPS聚苯板性質較軟，尤其在建筑物底部外墻的地方。同時，由于此材料粘附在外壁上，因此無法避免與外壁之間的結露現象，因此在風中容易被剝落。

1.2 外壁節能改造技術的墻內保溫能源的改造

對于內隔板而言，采用它的措施較多。它的特點是，工程比較方便，價格較低。而需要與環境混合的每條反射光線，應進行環境采樣[2]。對于保溫隔板，可采用棉板，玻璃板+紙面石膏板，在熱絕緣層與結構層之間形成空氣間層。間層封閉，保溫性非常好。但是，這種施工計劃比較復雜，價格也比較高。

1.3 屋面節能改造技術

(1)將一般的屋頂改造成坡面屋頂。這種做法對熱工效果不佳，建筑物也有傳統的風味。

(2)將一些傳統建筑改造成帶有儲水層的屋頂或儲水屋。通過蓄水和農作物，房間內有降低隔熱和溫度的作用，但這也給房間施加了很大的負荷。同時，植物的養護需要一定的費用。

(3)將傳統的建筑與隔熱層一起改造成具有保溫作用的屋頂。這種技術能使家里的熱工作效果差.

2 節能設計中存在的問題

無論是國內還是國外，對于現在的住宅節能改造技術都有很多經驗的積累，但是根據各地的氣候，地區的經濟、環境、人文文化不同，節能改造的效果有一定的限制[3]。

2.1 不重視城市建筑節能的重要性

在我國常規的城市建筑規劃設計里，設計師重點關注的是空間分布、附近環境的調節、容積率、日照時間、間隔等問題。通過體現節能設計，很多問題都難以單體解決。

2.2 沒有考慮建筑物單體的通風設計

在市場經濟環境下，許多建筑開發人員設計為采用最高容積率來最大限度地利用土地，因此出現了超值設計的情況，通風效果變得非常差。同時，目前在許多建筑設計中，如立面窗的設計，采光面積大，窗面積可能會變小。

2.3 不重視建筑外遮日設計

設計師在設計建筑的時候為增強設計效果，會在建筑立面上增添裝飾結構板，但它涉及遮擋日的問題，沒有實際的用途。

3 節能設計中的新措施

3.1 外壁設計中的新節能措施

在施工中，大三孔空心磚多采用基本墻材，無論是正面還是背面都進行消灰，其主體部分的熱系數在1.5左右。對于采用單一材料的建筑物外壁，最好采用1-1附屬的節能結構來滿足自己的保溫和隔熱。在電阻大的保溫材料的作用下，一些外界的熱流可以在人墻之間及時阻止，從而比較能達到隔熱效果[4]。而冬季則更能起到保溫的作用。為獲得最佳經濟優勢，可以適當減少保溫材料的使用厚度，并同時安裝內部和外部墻。

3.3 房間設計中的新節能措施

對于住宅屋頂來說，絕熱措施不能忽視。一些體型不大的住宅區的房屋占整體建筑外面積不小的比例。因此，對整體能源消耗也有不可忽視的影響[5]。作為獨立的住宅，可以選擇倒裝式保溫室，采用厚度為30 mm的中斷聚苯板。該材料具有許多EPS所不具有的優點，即使在濕度高的環境也能保持良好的保溫效果。如果能夠采用抗力強的防水卷，即使基層結構變形也不會造成干擾。

3.3 其他部位設計中的新節能措施

對于地板而言，表面通常是涂抹一定厚度的泥灰漿，其下必須增加一定聚苯顆粒的保溫劑，再增加其熱量。但對大多數居民來說,每次裝修時，都會安裝木板，其中有厚度的空氣層殘留的情況。另外，如果在窗口內側的位置采用熱反射織物，則可降低透熱率。

3.4 減少熱橋的發生

建筑物某一部位的熱系數多于相鄰部位，熱阻較小，保溫性相對較差。冬天，室內熱量通過熱橋不斷流失。因此，對于北方必須采取來自屋頂、外墻和窗的隔熱保溫措施。在防止熱橋發生的方法中，墻外的保溫效果良好，可以改善室內溫度差，并保持室溫穩定。墻外保溫能夠大幅度降低太陽熱輻射和外層之間的熱交換，隔熱效果優于內保溫。

通常，在設計中可以交換保護結構的熱量以激活熱橋的產生并且每個部分的熱系數。在設計的時候應該積極探索建筑材料，為建筑材料的合理分配打下良好基礎。讓它能夠抑制熱橋的出現，實現建筑節能[7]。

4 節能建筑的總體設計與規劃

4.1 住宅建筑主體結構規劃和節能設計

目前節能建筑設計、建筑物主體性結構對空間規劃非常關鍵。設計師在設計節能建筑的時候，考慮到建筑物的主人白天忙于工作，因此內部臥室的設計用途不是很多，而是作為固定、專用的休息空間。只滿足所有者的夜間休息、就寢的要求，必須把它放在建筑物的南向主空間里。所以，節能設計的關鍵是建筑的間距、走向及建筑物互相之間的搭配關系等[8]。

關于建筑物的方向應該充分考慮當地的主導風向，我國大部分地區是南北方向。太陽的輻射量對于建筑物的方向來說會略微增加，從而可以縮短空調的使用時長。冬季來臨的時候，建筑能夠和恢復太陽輻射量不一致，削弱建筑保溫的能源損失。在此基礎上能夠增加建筑間距，它的增加加速了建筑之間的空氣流動和熱交換，能夠降低建筑物溫度，削弱建筑物的能量耗損。如此一來，設計師設計的建筑物不僅節約能源，而且建筑物之間的間距足夠合理，兩者達到一種平衡，符合建筑節能設計需要。

4.2 房屋建筑的體形設計

在建筑投入使用之后，它的具體尺寸能夠影響空調體系以及暖氣體系的能量損耗。在對現在的建筑實施節能設計的時候，只有全面考量建筑體型系數，滿足平面排布及項目需要，才能夠最大程度降低上述體系的能量損耗。然而，隨著我國人民生活水平的快速提高，人們對建筑的外觀有更高的審美要求。

4.3 建筑物的設計方向

我國地大物博，氣候不一，光照時間不一，在設計建筑節能的時候需注意建筑的朝向。在某些熱帶地區或下一個季節氣溫高的建筑中，受日照時間和太陽輻射的影響，其抗寒負荷會顯著增加,冬天需暖氣負荷。在設計節能建筑的時候，需全面考量項目所在地的氣候及環境狀況。

4.4 房屋建筑的自然通風

設計建筑通風的時候，需關注建筑的走向、排布及建筑和建筑之間的間距等問題。對于非高度建筑群，不同高度的建筑之間通風較為合理，較低的建筑需建在夏季主導風向的對風面，數層建筑位于中間位置，高樓建筑最后放置。關于建筑物內房間的布局，應利用當地的風向圖，盡量讓夏季涼風進入室內。

建筑物的室內氣流的循環，主要是受到房間窗戶位置和門面積比的影響。房屋門的位置應該有利于風的形成，因此房間需要通風口和出風口。在設計過程中，必須同時考慮保溫和太陽熱。面對墻面需要采用的窗戶墻壁，在設計現代房屋建筑時，為了增強節能效果，需重點關注自然通風設計，有效的通風設計能大幅度減少空調的使用時長，而且可以讓整個建筑很好的散熱[10～15]。

5 討論與展望

曹艷霞[16]認為：最大程度的利用天然風力作為住宅居室的熱能交換與空氣交換的動力,更有益于居住者的身心健康與環境的保護。

建筑物節能是一項系統性工程，在實施的時候易受到多種因素的影響。規劃設計、建筑工程、政策法規、物業管理、居民節能意識及自然環境等都屬于其設計方面。目前，我國節能設計還存在一些問題。為了解決這些問題，需要在科研方面加大投入，用長遠的眼光看待節能建筑的發展。鑒于環境問題的不斷嚴重，綠色建筑將成為后續建筑發展的走向。就現在來看，建筑都應該符合綠色設計理念，在設計上應該最大限度的使用自然資源，減少人工能源的耗損，讓人和自然和諧發展，給予科學、舒適、合理的建筑群，滿足人們的日常所需。