摘要：文章闡述了建筑布局、建筑體型 、房間布置、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、門窗材料等方面對建筑自然通風(fēng)和日照的影響，進(jìn)而提出了改進(jìn)建議。
關(guān)鍵詞：節(jié)能建筑；自然通風(fēng)；建筑布局；窗墻面積比
1節(jié)能建筑概述
節(jié)能建筑是指為人們提供健康、舒適的居住工作活動空間，同時實(shí)現(xiàn)高效利用資源，最低限度影響環(huán)境的建筑物。實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能有兩種路徑：一種是主動式，即采用新技術(shù)、新產(chǎn)品、新材料實(shí)現(xiàn)節(jié)能；第二種是被動式，是從規(guī)劃、設(shè)計(jì)時就考慮如何利用地形、朝向等。如“規(guī)劃時就從地形、采光、通風(fēng)、朝向等自然環(huán)境考慮，充分利用自然條件使建筑冬暖夏涼，節(jié)省能源”。建筑要節(jié)能就必須增加建設(shè)成本的觀念不太對。本人認(rèn)為節(jié)能不僅是一個技術(shù)問題，還是觀念問題，還涉及到建筑設(shè)計(jì)和建筑節(jié)點(diǎn)構(gòu)造。本文將主要從自然采光和通風(fēng)兩方面談?wù)劰?jié)能建筑的設(shè)計(jì)。
隨著人們對環(huán)境舒適度要求的提高，住宅及公共建筑普遍安設(shè)空調(diào)，空調(diào)耗能已成為許多地區(qū)夏季的第一大耗能。另外生活熱水、機(jī)械通風(fēng)的使用將會使得建筑用能比重持續(xù)上升。據(jù)統(tǒng)計(jì)建筑能耗占總能耗的46%。因此對節(jié)能建筑的要求特別緊迫。
2自然通風(fēng)
自然通風(fēng)可以降低室內(nèi)溫度，提高熱舒適，減少對空調(diào)系統(tǒng)的依賴，防止空調(diào)病。深圳建科大廈，夏天空調(diào)電耗是每平方米13度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于深圳高檔寫字樓平均每平方米70度的耗電量，就是因?yàn)槠洳捎昧俗匀煌L(fēng)節(jié)能設(shè)計(jì)。通風(fēng)分為風(fēng)壓通風(fēng)和熱壓通風(fēng)；熱壓通風(fēng)利用溫度差產(chǎn)生空氣流動，室內(nèi)外溫差越大，進(jìn)出風(fēng)口高差越大，則熱壓作用越強(qiáng)。自然通風(fēng)（或機(jī)械輔助式自然通風(fēng)）可在不消耗不可再生能源的情況下，傳統(tǒng)民居中的穿堂風(fēng)、內(nèi)天井、四合院等空間布局，均是比較成熟的通風(fēng)技術(shù)。合理利用自然通風(fēng)能取代或者部分取代傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)，不僅能少消耗不可再生資源實(shí)現(xiàn)被動熱調(diào)節(jié)，而且能提供新鮮清潔的自然空氣，有利于人的身心健康。
2.1 建筑布局和朝向?qū)νL(fēng)的影響在建筑布局方面，要控制房屋間距，因?yàn)樵诮ㄖ锉筹L(fēng)面和高層建筑下部迎風(fēng)面都會形成渦流區(qū)。若另一棟房處在這個區(qū)域，則很難形成有效自然通風(fēng)。也可采用錯列式和自由式做到有較好的日照和通風(fēng)。對于不同高度的建筑群體，高低建筑錯列布置對通風(fēng)有利，低層建筑應(yīng)置于夏季主導(dǎo)風(fēng)向的迎風(fēng)面，多層建筑置于中間，高層建筑布置在最后面。大體量建筑由于進(jìn)深大，在其內(nèi)部實(shí)現(xiàn)常規(guī)的自然通風(fēng)有一定困難。所以針對這種建筑的特點(diǎn)，應(yīng)該有一套特殊的自然通風(fēng)技術(shù)應(yīng)用思路。大體量多層建筑通常采用平面單元豎腔式自然通風(fēng)；大型場館可采用大空間單元熱壓式自然通風(fēng)；高層建筑采用豎向單元組合式自然通風(fēng)。根據(jù)當(dāng)?shù)仫L(fēng)玫瑰圖布置房間，主要房間要避開冬季主導(dǎo)風(fēng)向,以最大的可能接受夏季涼風(fēng)入室。因此應(yīng)使主要房屋朝向盡量靠近夏季主導(dǎo)風(fēng)向，偏東南或南。
通風(fēng)效果還與房屋的開間和進(jìn)深有關(guān)，一般，建筑平面進(jìn)深不超過樓層凈高的5倍，以小于14m為宜，單側(cè)通風(fēng)的進(jìn)深不超過凈高的2.5倍[1]。
建筑布局一般能滿足主要房間的通風(fēng)采光要求，但是衛(wèi)生間的通風(fēng)總是被忽略。因此在以后的設(shè)計(jì)中，應(yīng)適當(dāng)考慮浴室、廁所等房間的通排風(fēng)。
2.2 房間門窗位置和門窗面積比對通風(fēng)的影響房間的門窗布置也影響室內(nèi)氣流。門窗的位置應(yīng)該有利于形成穿堂風(fēng)，房間有進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口才能組織穿堂風(fēng)。進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口錯開一些，對流面積大些。并不是窗戶一打開就能取得良好的通風(fēng)效果。
窗墻面積比要兼顧保溫和太陽得熱兩方面。對南向窗,在選擇合適玻璃層數(shù)及采取有效措施減少熱耗的前提下可適當(dāng)增加窗面積,充分利用太陽輻射熱；而對其他朝向的窗，應(yīng)在滿足居室采光前提下，適當(dāng)減少開窗面積以降低散熱量。表1中給出了不同朝向墻體的窗墻面積比限值，北向和南向窗墻面積比較大，西向窗墻面積比最小。即使為了眺望和美觀，窗墻面積比也不應(yīng)大于0.7；實(shí)驗(yàn)表明：窗口總寬度應(yīng)控制在開窗墻體總寬度的2/3~3/4。開窗高度不超過2m。時較利于自然通風(fēng)。墻體開洞大小宜為室內(nèi)面積的15-25%。
3建筑得熱、保溫與隔熱
3.1 體型系數(shù)與散熱量建筑的體形系數(shù)與建筑的熱工性能關(guān)系密不可分。建筑的體形系數(shù)即建筑物外表面積與其所包圍的體積之比，在建筑設(shè)計(jì)中，原則上應(yīng)減少建筑物外表面積，適當(dāng)控制建筑體形系數(shù)，即減小建筑面寬，加大進(jìn)深或增加組合體。建筑外形選用長條形，而體型復(fù)雜，凹凸面過多的塔式住宅對節(jié)能不利�！睹裼媒ㄖ�(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（采暖居住建筑部分）》對建筑物的形體系數(shù)進(jìn)行了限定，建筑物形體系數(shù)宜控制在0.3以內(nèi)�！断臒岫涞貐^(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：條式建筑物的形體系數(shù)不應(yīng)超過0.35，點(diǎn)式建筑物的形體系數(shù)不應(yīng)超過0.40。從總的建筑形體看，應(yīng)該是寬的好于窄的，高的好于矮的，外表整齊的好于凸凹變化的。體形系數(shù)每增大0.01，耗熱量指標(biāo)約增加2.5%。
3.2 建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能對節(jié)能的影響墻體的熱工性能主要用傳熱系數(shù)K表示，傳熱系數(shù)小，保溫和隔熱性能好，新型的外墻保溫技術(shù)傳熱系數(shù)比普通墻體的傳熱系數(shù)低20倍左右。外墻保溫體系分為：外墻外保溫，外墻內(nèi)保溫，和夾芯砌體保溫。外墻外保溫是指置于建筑物外墻外側(cè)的保溫及飾面系統(tǒng),是由高效保溫材料、膠粘劑（或機(jī)械固定裝置）、抹面膠漿和耐堿玻璃纖維網(wǎng)絡(luò)布（或鍍鋅焊接網(wǎng)）及飾面層等形成的外墻保溫復(fù)合墻體。圖1是聚苯板外墻外保溫體系構(gòu)造。外墻外保溫適用于以混凝土空心砌塊、混凝土多孔磚、鋼筋混凝土或粘土多孔磚等材料為基層的外墻。當(dāng)基層表面附著力有疑問時，應(yīng)按有關(guān)外墻外保溫現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法進(jìn)行粘結(jié)膠漿的基層附著力檢驗(yàn)。應(yīng)做好外保溫工程的密封和防水構(gòu)造設(shè)計(jì)，確保水不會滲入保溫層及基層。與外保溫墻體相比，內(nèi)保溫墻體保溫效果較差，而且不利于防止墻體溫度裂縫。
夾芯砌塊是指中間加有聚苯乙烯泡沫塑料板（EPS）、聚氨酯、泡沫混凝土等高效保溫隔熱材料的砌塊，為自保溫砌塊。圖2為夾芯砌塊保溫體系構(gòu)造圖。左側(cè)是已填充保溫材料的砌塊，右側(cè)為填充前的砌塊。中間黑色填充區(qū)是砌塊中間凸出部分，起阻斷冷橋的作用。用這種砌塊砌筑的砌體自身具有保溫作用，無需為了保溫目的，再在建筑物外墻的內(nèi)外鋪設(shè)絕熱材料。但是易產(chǎn)生熱橋；有墻面裂縫等缺點(diǎn)�？煽紤]改善砌體外側(cè)的熱工性能，消除夾芯砌體的熱橋問題。
進(jìn)行建筑立面綠化也是圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱設(shè)計(jì)的重要方法，夏季樹葉遮陽，冬季墻體露出吸收太陽熱量�？蓽p少太陽熱輻射，改善熱島效應(yīng)及形成良好的微氣候。
3.3 門窗及玻璃材料對散熱量的影響門窗節(jié)能主要從減少滲透量、減少傳熱量、減少太陽輻射能三個方面進(jìn)行。減少滲透量可以減少室內(nèi)外冷熱氣流的直接交換。即提高門窗的氣密性和玻璃的保溫性能。如采用中空玻璃，充惰性氣體的中空玻璃、雙層或多層中空玻璃[2]。
4結(jié)語
我國2007年頒布了《建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》。節(jié)能建筑的驗(yàn)收基本有法可依，但不斷出現(xiàn)的新材料、新技術(shù)也提出了新的問題。由于主動式節(jié)能存在高成本、高投入的問題，因此，運(yùn)用被動式節(jié)能，并將主動式節(jié)能與被動式節(jié)能結(jié)合在一起運(yùn)用。將是我國節(jié)能建筑的發(fā)展方向。對我國的節(jié)能建筑設(shè)計(jì)提出以下建議：
4.1 開發(fā)商和使用者的節(jié)能意識有待提高。房地產(chǎn)開發(fā)商僅負(fù)責(zé)房屋的建造，并非使用者，在建筑設(shè)計(jì)和建造時不會過多考慮節(jié)能問題。即便懂得真正的節(jié)能建筑的設(shè)計(jì)開發(fā)，但在具體實(shí)施時有些開發(fā)商也只會限于節(jié)能建筑的表面，在外圍護(hù)結(jié)構(gòu)上做點(diǎn)文章，不會顧及深層次的節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用。
4.2 加強(qiáng)建筑節(jié)能技術(shù)的推廣對成熟的節(jié)能技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)整理，編制適合本地需要的節(jié)能技術(shù)。編制相關(guān)的保溫墻體施工工藝及質(zhì)量要求，使高效保溫材料真正起到作用。節(jié)能建筑的檢測法規(guī)有待健全。
4.3 新型保溫方法和材料的出現(xiàn)，在墻體開洞處提出了很多防水構(gòu)造要求，因此設(shè)計(jì)中，除了提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)外，還要考慮門窗節(jié)點(diǎn)的建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)。
參考文獻(xiàn)：
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