引言
目前,我國建筑能耗約占全社會總能耗的1/3,其中,建筑能耗占比最大的是采暖和制冷。近年來,隨著節(jié)能環(huán)保觀念不斷深入人心,如何降低建筑能耗、發(fā)展綠色建筑成為行業(yè)探索的新課題。2013 年國辦發(fā)1 號文《綠色建筑行動方案》的出臺,為綠色建筑的發(fā)展提供了前所未有的機遇,但在綠色建筑的設計和建設過程中,片面追求高技術、高標準的現(xiàn)象普遍存在:一方面是建筑成本居高不下,另一方面,“設計標準高、施工打折扣、運營跟不上”成為眾多綠色建筑的頑疾。本文以夏熱冬冷地區(qū)綠色建筑為研究對象,以“被動式技術優(yōu)先、主動式技術結(jié)合”的理念為出發(fā)點,對綠色建筑被動式節(jié)能技術提出幾點看法。
1 綠色建筑的內(nèi)涵
關于綠色建筑,大衛(wèi)和魯希爾·帕卡德基金會(The David andLucile Packard Foundation)曾給出一個直白的定義:“任何一座建筑,如果其對周圍環(huán)境所產(chǎn)生的負面影響小于傳統(tǒng)的建筑”,那么它就可以被稱為綠色建筑。
我國原建設部在2006 年頒布的《綠色建筑評價標準》中,對綠色建筑提出了明確的定義:“綠色建筑是指在建筑的全壽命周期內(nèi),最大限度地節(jié)約資源(節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材),保護環(huán)境和減少污染,盡量減少使用合成材料,充分利用陽光,節(jié)省能源,為人們提供健康、適用和高效的使用空間,與自然和諧共生的建筑。”綠色建筑可以通俗的理解為“四節(jié)一保護”,因地制宜是綠色建筑內(nèi)涵的靈魂。
2 被動式節(jié)能技術適宜性選擇
被動式節(jié)能技術是指以非機械電氣設備干預手段實現(xiàn)建筑能耗降低的節(jié)能技術,具體是指通過對建筑朝向的合理布置、遮陽的設置、建筑圍護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱技術、有利于自然通風的建筑開口設計等實現(xiàn)建筑需要的采暖、空調(diào)等能耗的降低。
2.1 合理采用室內(nèi)自然采光
著名的建筑師賴特認為,給房間采光的最好的方式,就是上帝的方式。這里所謂的上帝的方式就是自然采光,在建筑設計之初,可采用屋頂光導管、中庭采光、采光井等多種方式相結(jié)合的方式,這幾種方式具有投資少、效果好、維護方便等特點。在夏熱冬冷地區(qū),考慮到夏季炎熱的溫度,屋頂導光要采取北向采光或采取措施將直接日射去除,否則反而引來日射熱負荷,而增加室內(nèi)空調(diào)負荷。單層鍍膜屋頂雖可引進自然光,但卻引來日射熱而增加空調(diào)負荷,因此盡量采用雙層鍍膜,并輔以遮陽。
因此,對于公共建筑,合理設計采用中庭采光可以達到較好的效果,對于大跨度的多層公共建筑,還可以考慮光導管采光,目前市場上的光導管系統(tǒng)壽命在 25 a 左右,投資回收期在 3~5 a左右;對于跨度較大,白天室內(nèi)需要補光的建筑來說比較適合。同時,對于地下室或地下停車庫,白天采光變得尤為重要,可以采用采光井進行白天補光,重點在于合理的設計和布局,同時輔以綠化景觀的設計相結(jié)合,打造自然舒適的采光環(huán)境。
2.2 注重外圍護結(jié)構(gòu)熱工性能
外圍護結(jié)構(gòu)很重要的功能之一便是保溫隔熱,提高外墻體圍護結(jié)構(gòu)熱工性能主要是通過增加圍護結(jié)構(gòu)熱阻值(R 值)和減少其熱導率(K值),即適當增加墻體厚度或保溫層厚度,選用導熱系數(shù)低的保溫材料等。
另外,要盡量消除熱橋,常見熱橋的形成主要包括建筑角落處結(jié)構(gòu)性熱橋、窗框處無保溫形成熱橋、突出的鋼筋混凝土樓板形成熱橋等。消除熱橋比較有效的辦法是采用無熱橋設計,但在實踐中通常的做法是采用外墻外保溫的施工做法,盡量避免采用內(nèi)保溫或夾層保溫,同時在窗框處用無機保溫砂漿進行處理。
2.3 提高門窗的氣密性能
建筑門、窗和玻璃幕墻等透光構(gòu)件是建筑外圍護結(jié)構(gòu)中熱工性能最薄弱的構(gòu)件,約占整個建筑能耗的5%~12%。在門窗選型時應采用單中空層中空玻璃或雙中空層中空玻璃,框體選用斷橋鋁合金型材、PVC 塑料型材、鋁塑或鋁木復合型材等,整體宜采用平開窗,盡量減少使用推拉窗。玻璃幕墻應采用LOW-E 玻璃等節(jié)能玻璃,同時,要做好施工質(zhì)量監(jiān)管,確保門窗整體的氣密性達標。以大部分地處夏熱冬冷地區(qū)的江蘇為例,在2014 年1 月1 日起開始實施《居住建筑標準化外窗系統(tǒng)應用技術規(guī)程》,將標準化外窗與預先安裝在門窗洞口中的標準化附框安裝組合,完成所有安裝工序就能夠投入使用,在氣密性、熱工性能和防水方面具有較大優(yōu)勢。
2.4 適當設置建筑外遮陽
建筑外遮陽設計在夏熱冬冷地區(qū)是節(jié)能最有效的方法之一,它影響整體空調(diào)耗能變動約兩成左右。例如南向仰角45°的水平遮陽板(1 m 窗高,1 m遮陽深度)可輕易遮去68﹪的日射熱,而室內(nèi)遮陽百葉簾只能遮掉17﹪的日射熱。目前市場上的遮陽產(chǎn)品非常多,在居住建筑中應用最多的是內(nèi)置百葉玻璃窗和鋁合金外遮陽。由于內(nèi)置百葉玻璃窗在價格方面比鋁合金外遮陽有優(yōu)勢,而且施工方便,因此相當一部分住宅開發(fā)項目都采用了內(nèi)置百葉玻璃窗,節(jié)能效果明顯;但是內(nèi)置百葉玻璃窗使用壽命不長、一旦損壞無法維修,只能整體更換窗扇,而且無法做到通風與遮陽同步,因此在實際使用過程中存在一定的局限性。
另外,戶外遮陽篷和戶外織物卷簾也得到了一定范圍的應用,具有造價低、使用方便、遮蔽系數(shù)較高等優(yōu)點,但兩者抗風性較差,使用年限短。戶外遮陽篷是比較符合中國人生活習慣的一種遮陽方式,尤其是可調(diào)節(jié)式戶外遮陽篷,可以兼顧采光、通風與遮陽,但是使用壽命只有10 a 左右,節(jié)點位置若處理不好容易造成墻面滲水。其次,混凝土遮陽板等硬遮陽措施也是比較好的遮陽方式。
2.5 屋頂綠化和墻體綠化相結(jié)合
對于建筑本身而言,屋頂綠化、墻體綠化是比較好的方式,不僅美觀,給人以視覺的享受,而且可以保持水分,在夏季降低熱島效應,并達到一定的遮陽作用。同時結(jié)合生態(tài)水系、生態(tài)圍籬、生態(tài)水池的設計,打造豐富的多孔隙生態(tài)世界,營造適宜的建筑微環(huán)境。
3 結(jié)語
夏熱冬冷地區(qū)具有夏季高溫、冬季陰冷、常年濕度大的氣候特點,在綠色建筑節(jié)能技術的選擇上,應綜合考慮冬季采暖保溫和夏季通風、隔熱、遮陽,因地制宜,優(yōu)先采用被動式節(jié)能技術。合理設計自然采光方式、適當增加圍護結(jié)構(gòu)保溫厚度、盡量消除熱橋、提高門窗氣密性、設置東南西向外遮陽、采用屋面復層綠化和墻面立體綠化,這些被動式節(jié)能技術造價低、施工方便,應用效果良好,節(jié)能效果明顯。