浅论建筑设计与节能.doc

浅论建筑设计与节能关键词：建筑设计、节能、能耗、规范摘 要：建筑在建造过程中是耗能大户，在运行使用过程中也是耗能大户，所以节能潜力很大。从建筑实施的具体过程来讲，理解节能工作的意义和它的作用不应单纯从技术的角度，只有从整个社会文明建设的角度来理解，才更准确更全面，才能给解决现实问题带来有益的指导。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.节约资源是我国的基本国策，国家实施节约与开发并举，把节约放在首位的能源发展战略。建筑节能是“十一五”期间国家的十大节能工程之一，早在2004年的中央经济工作会议上就提出要大力发展节能省地型住宅，全面推广和普及节能技术，制定并强制推行更严格的节能、节材、节水标准。生态文明观念的提出和树立与我们节约能源密切相关，也对节能工作提出了更高的要求。建筑在建造过程中是耗能大户，在运行使用过程中也是耗能大户，所以节能潜力很大。从建筑实施的具体过程来讲，理解节能工作的意义和它的作用不应单纯从技术的角度，只有从整个社会文明建设的角度来理解，才更准确更全面，才能给解决现实问题带来有益的指导。在国家大力提倡节能环保的大背景下，节能与环保已经成为建筑设计未来发展的大趋势。近年来，随着国家经济的发展，人们生活水平提高，住房条件不断地改善，居民住宅纷纷进行装修改造，居民装修不仅要考虑美观舒适，还要在考虑到设计的个性的同时，兼顾以人为本环保与节能的室内设施的设计和运用。住宅建筑设计中的生态平衡、环境保护与节省能源不是孤立的，也不是矛盾的，而是相互影响和联系的。人类可以自主建造舒适的建筑内部环境，但人工化的舒适通常依赖于照明、空调和通风等高耗能设施，且舒适度的提高又往往以耗能的增加为前提条件，这种发展模式带来了当前环境和能源危机，进而威胁到人类自身的生存发展与安全保障。随着经济的发展、城市化进程的加快、城市居民生活水平的提高，建筑耗能占整个能源消费总量的比重不断上升，每年由于新建和改建建筑，消耗大量能源，带来自然环境的恶化。同时在建设过程中还存在水污染严重、土地资源利用率低、建筑耗材高等严重问题。如不注意防止水、土和空气的污染，绿化与水面严重不足、空气污浊、气温升高、能耗剧增。自然环境的日趋恶化，结果是建筑系统内和建筑系统外的物质良性循环与能量的良性转换受到严重破坏，也就是生态环境受到严重破坏。居住区中的气候设计，不仅仅是一个充分利用自然能源、减少再生能源消耗的问题，也是一个直接处理人与自然的关系问题，实现可持续发展是本世纪人类所面对的巨大挑战。我国目前城乡建房面积将近400亿m2，每年新建竣工面积1820亿m2。我国建筑能耗占全国总能耗的比重由1999年的20%25%上升到2005年的27%左右（西方国家平均为37%）。我国由于工业产业能耗高，因此压低了建筑能耗的比例。从总体来看，北京市的节能工作还是走在全国前列的。1988年北京达到节能30%，1998年达到50%，2004年达到65%，为欧洲上世纪90年代水准，预计到2015年能达到节能75%。按照我们“十一五”末建筑节能要达到1亿吨标准煤的目标，如果再细致分解一下就可以看出，其中新建建筑节能目标约占61.5%；深化供热体制改革，北方采暖地区已有建筑热计量及节能改造目标占16%；国家机关办公建筑和大型公共建筑节能运行管理改造目标占11%；可再生能源替代常规能源在建筑中的应用占11%。从这里可以看出，新建建筑的节能要占到61%，即我们的主要精力有六成是放在新建建筑的节能上。从建筑的建造全过程来讲，我们所从事的建筑设计工作只是位于中间过程的一个子系统，但是从节能的全过程看，建筑节能工程与10大节能工程中的绿色照明、政府机构节能、节能监测、能量系统优化甚至电机系统节能等都密切相关。因此不能仅就设计论设计，而视野应更开阔，关注更为全面。建筑节能的规范和标准十分重要，要起到重要的指导和引领作用。公共建筑节能国家标准出台以后，北京市的地方标准也很快诞生，已经发挥了重要的指导作用，但是还不完善。目前的建筑节能设计重点放在供暖和空调，有关照明方面在标准中只提了一句，要求看另外的一个标准。但我们的这个标准叫公共建筑节能设计标准，题目和内容不完全相符，也可能是起草时比较匆忙，但从节能的重要性出发，将来修订时应把照明和用电部分补充进去。从能耗能量来看，采暖、空调二者约占40%50%的能耗量，但是照明的能耗也很可观，一般要占15%25%，大型商场的照明用电差不多就要占到45%左右的能耗量。所以节能作为我们的长期国策，这个标准还有待完善和扩充，对设计者来讲，标准的指导意义和强制性要加强。国家建设部曾出台过一个住宅设计规范，全条文强制，所以我们可以参照住宅设计规范的做法，将节能的有关强制性条文进一步加强，既引起设计者的注意，同时作为政策上引导的重要内容。根据国家建设部统计，当前约95.7%的建筑设计能按规范设计达到节能设计的标准。但是从施工结果讲，最后真正能做到节能的大概只有50%。从97%到50%，这当中有许多环节都会影响到节能设计的效果，如材料的变更，造价的缩减，加工、定货以及具体施工过程中的问题等等。目前来看这当中比较大的问题是如何将这些节能设计的实现程度做一个量化，就是建筑物竣工验收时，能有科学、准确的量化指标，有一个比较科学的依据加以判断，不然节能只是纸面上的一句空话。从整个建筑设计的过程来看，节能观念应包括建设全过程的每一环节，但如果没有宏观和全程的视野，有些环节就比较容易被忽视。设计前期的潜力很大，有些甚至起着决定性的作用。包括立项、规模、标准、评标，等建筑师拿到手里时已经是经过各方面批准、决定的正式任务了，只能从实施和施工过程中从技术和艺术上加以完善。例如报纸上已多次报道过的珠海机场，在珠三角半径200公里的范围覆盖了五个机场，广州、佛山、东莞、深圳和珠海各一个，如果再加上香港和澳门，七个机场，空域都快占满了，有的机场效益就不好。珠海机场耗资60亿，施工前专门请香港的咨询公司做了可行性研究，认为1996年能达到70余万人次，2010年达到1000余万人次。但是珠海机场到现在一年的旅客量才超过50万，据称使用率才达到6%。可行性研究和立项做得太仓促，没有科学论证，匆匆上马，每天运行费用能耗都很大。在立项上，这是一个典型的案例。其次，对建筑的能耗大户要特别重视。例如游泳比赛馆非常耗能，空调、采暖和水净化等等都不可小视。我们出国考察时，外国专家都提醒我们在游泳比赛馆建设上要特别小心，因为4年的运转费用就相当于一个新馆的土建费用。我国几个大城市的大游泳馆利用率都不算高，那中小城市的游泳比赛馆就更不要提了，但还纷纷上马。国外已经采用临时游泳池的办法来应对偶尔一次的国际游泳比赛，在体育馆内安装一个临时游泳池，赛后拆走，可以节省许多造价和运行成本。有的城市不管国际国内比赛，有一次活动就盖一个几万人的体育场，赛后长期闲置，都是成本和能源上的控制不当。第三，在立项或设计任务书的确定过程中，过大的规模和过高的标准也无形中提高了能耗，尤其是追求“世界第一”、“国内第一”的攀比心态，使规模、标准无法控制。现在很多地方建筑面积超标，办公建筑不用讲，其他建筑物，比如剧场、体育场每座建筑面积现在是越做越大。上个世纪的时候，体育场面积指标每座1平方米左右，应该人越多面积越小，因为人多了有些可以共用。但随着发展，体育场现在差不多每座2平方米、3平方米，越做越大。另外有些设计和设备标准也是越来越高，不管什么级别的城市，什么级别的设施，一提标准都要追求国际一流，好像要建就得国际一流，不然就不够档次。就拿全国各地都在建的会展中心来说，对特大城市、省会城市还有些需求，但现在遍地开花，全世界真正的国际大展数目都是固定的，几个大洲每年争，当然美洲、欧洲是主要竞争对手，大部分会展都在那儿，好容易竞争到亚洲，还有日本、韩国、中国、新加坡；争到中国了，还有各个城市争因此争到国际大展的机会十分有限。最后是许多地方花费巨资的会展中心长期闲置，长期耗能。第四是评标，随着我们节能和生态文明的建设，建筑设计的观念和评价标准也需要与时俱进，这在方案评标上体现更为突出。长期以来我们的评标和最后拍板常常注重的是造型，是否“新、奇、特”，是否“眼睛一亮”，其他要求常常被忽视，节能没有起到一票否决的作用。我们常说借鉴国外经验，其实节能也是适用问题、经济问题和美观问题。国外的建筑师在带来新的理念的同时，常常投我们所好也会带来很多华而不实的东西，比如国外设计的江南某大型火车站，用了一些新的形式，许诺能够节能，结果却是夏天的空调能耗比一般建筑要高出3倍以上，十足的“能源杀手”！现在一般的设计投标文件里都有对节能的要求，例如用LOW-E玻璃、空调等等，但是实际建出来就不是那么回事了，所以需要评标的专家和领导在最后定案拍板的时候有更科学、更理性的认识。现行节能标准中对于建筑设计有相当多的条文和规定，许多地方十分具体，对于住宅和公共建筑都有具体规定，很有指导意义。其中有一个体型系数，主要是针对住宅的。现在板式建筑比塔式建筑节能更好，能节能10%14%。但是过去房地产开发修建塔式楼见缝插针，能多建房，在日照上能占点便宜。另外，体型系数对大型公共建筑控制意义不大，但现在大型公共建筑爱建大空间，动不动就是几层高的大空间，在体积上没有控制，像某机场，大厅有35米高但实际用的地方只有56米，其实十几米也够了。在北方，现在基本是分层空调，保证底下可以凉快一点。冬季采暖，热气往上跑，大的空间耗能就大。现在修建大型公共建筑，追求大空间气派，但是气派之后就带来能源和运行问题。在立面设计上，现在大家对幕墙慢慢也有比较科学的认识。当前的节能标准并不是把玻璃幕墙完全否定，“一棍子打死”，而是规定了幕墙的传热系数，这样更科学合理一些。通过节能还是可以促进各种新型建材的发展，只要我们对于节能提出标准和要求。一般的玻璃不节能，但是LOW-E、真空是有节能效应的，还可以有其他技术改进。通过节能促进我们的技术进步，促进建筑设计、建筑施工、建筑材料、备品部件的技术进步，当然最关键还是指标要量化。外围护结构方面，施工好坏非常关键，还涉及许多条件。例如窗户在能耗上占较大比例，25%50%左右，现在大家都比较爱用推拉窗，因为它省空间，高层建筑要做平开，往外开不安全，往里开占空间，于是就做成推拉。可是推拉本身节能效果不理想，所以这也要找一个平衡点。除了窗户形式，玻璃和窗框以外，还有洞口、配件的处理，现在我们洞口基本都用发泡聚氨酯密封，可是施工的时候细致不细致，如果缝隙被弄得很大，冷风渗透就很厉害。再就是照明的问题。不仅仅是采用节能光源的问题，其实和建筑设计关系很大，因为很多照明方案都是建筑师的主意，这包括室外照明、室内照明、建筑物照明等，照明的灯具，用电设备，包括电机、变压器等，也有建筑设计的问题。比如室内的照明采取什么方式，是直接照明，还是半直接照明，还是均匀漫射，半间接照明等等，这就要求因地制宜，恰如其分。直射光效能达到90%100%，如果做均匀漫射，就只能达到40%60%。所以既要注重艺术性，又要考虑它的发光效率，这是一对矛盾。如果遇到很高的空间，上面再做散点光源，其实发光效率是很差的，因为照度与距离成反比。我们现在强调节能灯光源，但是灯具的布置方式上也要注意。像有的地方一个玉米路灯，上面就有108个灯，能源浪费很严重，还有的地方建筑物装饰照明很亮但路灯却暗得很，这就有点本末倒置了。总之有些问题，看上去是电气的事，但根源却在建筑设计上。做建筑节能设计是需要遵循几个原则的。总的来说有以下四点。第一，气候适应性原则。这个原则强调的第一点是充分利用良好的气候条件。其重点在于利用好过渡季节和空调季节内良好的室外气候条件。第二点是消除、削弱恶劣气候的影响。实施这点要注意控制采暖空调耗电量，有两个途径：提高围护结构热力学性能；提高采暖、制冷设备能效比。第二，整体性原则。从建设的全过程考虑，以酝酿出整体性的解决方案，从项目规划、立项阶段就开始从规划入手，将建筑节能理念渗透到建筑物建