论文部分内容阅读
摘要：建筑节能是落实以人为本，全面、协调、可持续的科学发展观，减轻环境污染，实现人与自然和谐发展的重要举措，是调整房地产业结构和转变建筑业增长方式，转变经济增长方式，促进经济结构调整的迫切需要，也是是按照减量化、再利用、资源化的原则，促进资源综合利用，建设节约型社会，发展循环经济的必然要求。本文围绕辽宁省的建筑节能减排问题进行综合阐述，分别从建筑住宅的规划设计、体型设计及保温隔热设计等方面提出了辽宁省节能住宅的发展建议，同时也对目前存在的问题提出了解决的办法和对策。建筑节能是走可持续发展的重大战略性工作，势在必行。
关键词：建筑节能；低碳经济；保温隔热；节能设计
一、前言
我国建筑不仅耗能高，而且能源利用效率很低，单位建筑耗能比同等气候条件下国家高出2-3倍[1]。北方地区尤其突出，仅采暖每年就多耗标准煤1800万吨，直接经济损失达70亿元[1]。作为振兴东北老工业基地的重点省份辽宁省，在2006年就下发了《辽宁省民用建筑节能管理实施细则》的通知，并于2007年1月1日由政府批准《居住建筑节能设计标准》（DB/T1476-2006）。但是，从辽宁省每年的新建建筑中可以看出，只有少部分的建筑能够达到节能标准，其余的大多数为高能耗建筑，造成了沉重的能源负担和环境污染，很大程度上制约着辽宁省经济建设的发展。为顺应全球应对气候變化的大潮流，国务院提出要大力发展绿色经济，培育以低碳排放为特征的新的经济增长点，加快建设以低碳排放为特征的工业、建筑、交通体系。而绿色建筑和建筑节能正是发展绿色经济、低碳经济的重要组成部分。辽宁省要走可持续发展的道路，必须发展绿色建筑与节能建筑。
目前，辽宁省建筑节能尚存在一些主要问题：一是缺乏节能意识，还有很多人认为资源是取之不尽用之不竭的；二是缺乏节能技术，在选择建筑材料时比较盲目，有时为了省钱而选择保温隔热性能较差的材料；三是缺乏有效的激励机制和强有力的法律法规，政府和相关部门没有严格的监管体系，使建筑市场造成混乱，很多节能新型材料难以推广与使用；四是相应的规范与实施细则落实不到位，很多设计部门还没有对建筑节能引起高度的重视，甚至一些设计工作者并不知道有建筑节能方面的设计要求和规范，造成很多设计人员按照一成不变的传统的高能耗的住宅建筑设计。针对以上几点因素，笔者重点从辽宁省建筑节能的设计方面谈谈几点建议。
二、住宅建筑的节能设计
（一）建筑规划节能设计
住宅的合理规划对节能有明显的影响，辽宁省资源分布不均衡，可利用的资源人均占有量不足，住宅建设时应该考虑这些问题，如辽西北地区水资源匮乏，可以建设节水型的建筑，可以在住宅中安装可循环利用水的处理设备，中水回收利用等设备。其他城市住宅建筑还应该从建筑选址、建筑和道路布局走向、建筑方位向、建筑尺度、建筑间距、主导风向、太阳辐射、绿化、建筑部空间环境构成等方面进行综合研究，来改善资源浪费，实现住宅节能[2]。如沈阳、铁岭、抚顺等冬季寒冷地区在建筑选址时宜选向阳的地段上，采光时间充足，窗户在设计上采光率适宜，而不适宜选择避光或右遮挡地等处。
（二）建筑体型节能设计
建筑体型直接影响到房屋表积的大小，房屋的表面积越大越不利于节能，在相同的建筑面积及容积的条件下，建筑体型越接近正方形外表面积小[2]。但是在尽可能减少建筑的凹凸所增加的外表面积时，不能将住宅统一建成“方盒子”，在考虑建筑外形的同时，也要采用适当的高宽比，即做到建筑外形均衡。比如在早期的住宅建筑中卧室是住宅户型的中心，所以将卧室置于建筑中的南面，采光和通风资源较好。然而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。现代住宅中的卧室已不在是人们活动的主要空间，卧室提供睡眠、休息要求轻松宁静并有一定的私密性，而人们的活动空间逐渐转向“厅”。现在住宅中的厅的使用频率比卧室高得多，起居厅已是住宅中的活动中心，是现代住宅中的主要空间，所以如果起居厅向南，白天的阳光照在起居厅活动的人们，其节能效应是不言而喻的。如果是南向起居厅，室内的自然热环境较好，可以大大地节约采暖和空调的耗能。
（三）建筑围护材料节能
辽宁省提出了建筑节能65%的地方标准，当建筑节能65%时，围护结构将大大发挥作用，所以认真的考虑住宅围护结构的节能效果是值得的。在相同的室内外温差条件下，建筑围护结构保温隔热性能的好坏，直接影响到流出或流入内的热量的多少，建筑围护结构保温隔热性能好，流出或入室内的热量就少，采暖、空调设备消耗的能量就少；相反建筑围护结构保温隔热性能差，流出或流入室内的热量多，采暖、空调设备消耗的能量就多。因此，必须加强围护构的保温隔热性能。
1.加强墙体的保温性能
墙体是建筑外围护结构的主体，在辽宁省建设厅下发的《辽宁省民用建筑节能管理实施细则》的通知中明确提出采用新型材料加强墙体的保温隔热效果。众所周知，过去老式的砖混住宅都是以实心粘土砖为主要墙体材料，严重破坏了土地资源，在我国可耕植土地不足的情况下，应尽早停止粘土砖的生产与使用。而采用煤矸石、粉煤灰、陶粒与浮石等生产各种混凝土空心砌块，用保温砂浆砌筑，保温效果会比粘土砖好。同样，提高墙体的保温性能也可以采用增设保温层的构造做法，墙体保温的方法很多，比如墙体的外保温、内保温和中间夹层保温等。辽宁省多数采用的是外保温加气混凝土包覆，外保温层是在建筑外墙的外侧，优点是既不占用室内面积，不会产生热桥，且保温效果颇佳。外墙外保温的主要做法有：1）聚苯保温板（EPS板）；2）挤塑聚苯板（XPS板）；3）聚氨酯硬泡体；4）聚苯颗粒浆料[3]。在辽宁省地区满足节能65%的要求时，节能墙体的构造最佳选择是外墙外保温系统，在保温材料的选用上，XPS板、聚氨酯硬泡将有很好的发展前景。另外，墙体中间夹层保温的做法也是一种比较好的节能方法。该方法是在砖砌体或砌块墙体中间留出空腔，在空腔内放置矿棉板、玻璃棉板、岩棉板、聚苯板，或者填(吹)入散装(袋装)玻璃棉、聚苯颗粒、膨胀颗粒、膨胀珍珠岩等，以达到保温隔热效果。此外，由一些专家研制的液体式灌注的方法也是比较好的保温方法，它是利用聚苯乙烯泡沫液态浆体像浇注混凝土一样浇注在砌块墙体的中间预留缝处，可以减少施工复杂工序，加快施工进度。
2.加强窗户的保温隔热性能
辽宁省住宅建筑中很多房屋还存在大量采用单层玻璃、无限制扩大玻璃的面积，不注意房屋结构防热效应的做法，造成整个建筑外墙传热系数增大。经测量可知：在冬季照射时，房屋南边受太阳辐射热量最大；在夏季时，东西面受太阳辐射热量大于南面。因此在沈阳、铁岭和抚顺等冬季寒冷地区的住宅建筑设计中，在建筑构造允许的情况下应适量开大南窗，适当开设东西向窗，减小北向窗，以达到多获取太阳能以减少热损失的目的。同时，主导风向也会影响室内热损程度及夏季室内的自然通风，因此在省内寒冷地区，大部分主要居室及窗的位置，应避免对着冬季主导风向，以免热损耗过大，影响室内温度[2]。
另外，应选用适合的窗玻璃。省内生产环保型窗玻璃的企业很多，窗玻璃的热工系数可以根据住宅的朝向来选择，比如南向窗户要考虑多得到太阳的辐射热，热工设计以保温为主，减小热量散失，并提高辐射热的吸收，可选用传热系数小的普通玻璃制成的中空玻璃；北向窗口不得热，是失热部位，可选择防止室内热量向外散失的窗玻璃。加强窗户的气密性也是十分重要的，从建筑的构造方面来限制窗的气密性，最大程度的减少冬季室内热量散失。
3.屋面保温隔热节能
屋顶耗热所占比例大，其保温隔热性能好坏直接影响到房屋节能效果。省内新建建筑住宅时可以利用水泥珍珠岩、浮石砂、水泥聚苯板、膨胀珍珠岩保温等比较成熟的保温技术。沈阳市已经启动了“平改坡”的改造计划，笔者就旧楼改造屋面保温提出一些建议。旧楼改造时屋面保温材料以加气混凝土、水泥珍珠岩板及聚苯保温板居多。在原有屋面上增加保温隔热层，也有许多种较为成熟做法。虽然这些保温材料传热系数低，有一定的保温、隔热效果，但由于这些保温层做法过多地采用了具有较高蓄热能力的混凝土制板，白天所吸收的大量的光线辐射能量，就不可避免地通过钢筋混凝土板向室内缓慢传递，因此，这种保温、隔热具有时间差的影响，夜间室内的温度降低幅值较小。我们可以采用目前比较成熟的倒置式屋面的做法，它不同于我们常见的传统式屋面，所谓的倒置式屋面就是将憎水性保温材料设置在防水层上的屋面。这种做法的主要优点在于构造简化，避免浪费；防水层受到保护，避免热应力、紫外线以及其他因素对防水层的破坏；具有长期稳定的保温隔热性能与抗压强度；并且具有长久的保温隔热功能与延长寿命等。所以无论新楼建设还是旧楼改造，我们可以采取这种措施来加大屋面的节能效果，减少能源的浪费。
三、利用可再生能源节能
（一）太阳能的利用
我省太阳能资源较丰富，具备发展太阳能技术的优良条件。目前我省已经编制了《辽宁省民用建筑太阳能热水系统一体化技术规程》（2007），标志我省已经迈进了太阳能与建筑节能一体化的行列，太阳能资源可以从光和热两方面对其进行利用。太阳能的光能可以转变为热能，可以利用光能转变的热能给建筑室内供暖、洗浴或者提供循环热水等。将光能转变为电能将其利用，比如我省很多地方开始实现太阳能路灯，利用太阳能板将白天的太阳光吸收并将其储存，然后晚上可以供人们照明使用等。设想以后的住宅中配置大型的将太阳能转变为电能的设备来给居民供电，不仅节省了水利或者是火力发电的成本，同时也减少了资源的浪费。
（二）风能的利用
风能作为一种无污染、可再生的清洁能源在风力资源丰富的地区应该得到重视。我省沿海城市如大连市，由于风资源比较丰富，可以在建筑住宅中安装风力发电机，这种发电机可以安装到每家的室内风道交叉口处，安全性高，没有露天的风雨侵蚀，维修使用方便，这样居民可以长期廉价无污染的使用电力，对环境保护和能源节约产生积极的影响。此外，风道口减少了建筑物的迎风面积，也大大提高了建筑物的抗风性能。
四、结论
能源是社会前进和经济发展的动力，而建筑业又是消耗能源较大的领域，建筑住宅采用节能设计对完善我国建筑节能体制，实现绿色经济、提高减排节约意义重大。因此做好建筑节能是当今社会比较长远的一项重要工作，是社会中每个人应尽的责任，实施建筑节能控制能源消耗必将推动社会迈入一个崭新的发展阶段。我们大力发展低碳经濟住宅建设，我们应该有信心有能力完成这个新任务和新课题，作为广大的科技工作者应该以此为契机，为实现低碳经济贡献出自己的聪明才干。
关键词：建筑节能；低碳经济；保温隔热；节能设计
一、前言
我国建筑不仅耗能高，而且能源利用效率很低，单位建筑耗能比同等气候条件下国家高出2-3倍[1]。北方地区尤其突出，仅采暖每年就多耗标准煤1800万吨，直接经济损失达70亿元[1]。作为振兴东北老工业基地的重点省份辽宁省，在2006年就下发了《辽宁省民用建筑节能管理实施细则》的通知，并于2007年1月1日由政府批准《居住建筑节能设计标准》（DB/T1476-2006）。但是，从辽宁省每年的新建建筑中可以看出，只有少部分的建筑能够达到节能标准，其余的大多数为高能耗建筑，造成了沉重的能源负担和环境污染，很大程度上制约着辽宁省经济建设的发展。为顺应全球应对气候變化的大潮流，国务院提出要大力发展绿色经济，培育以低碳排放为特征的新的经济增长点，加快建设以低碳排放为特征的工业、建筑、交通体系。而绿色建筑和建筑节能正是发展绿色经济、低碳经济的重要组成部分。辽宁省要走可持续发展的道路，必须发展绿色建筑与节能建筑。
目前，辽宁省建筑节能尚存在一些主要问题：一是缺乏节能意识，还有很多人认为资源是取之不尽用之不竭的；二是缺乏节能技术，在选择建筑材料时比较盲目，有时为了省钱而选择保温隔热性能较差的材料；三是缺乏有效的激励机制和强有力的法律法规，政府和相关部门没有严格的监管体系，使建筑市场造成混乱，很多节能新型材料难以推广与使用；四是相应的规范与实施细则落实不到位，很多设计部门还没有对建筑节能引起高度的重视，甚至一些设计工作者并不知道有建筑节能方面的设计要求和规范，造成很多设计人员按照一成不变的传统的高能耗的住宅建筑设计。针对以上几点因素，笔者重点从辽宁省建筑节能的设计方面谈谈几点建议。
二、住宅建筑的节能设计
（一）建筑规划节能设计
住宅的合理规划对节能有明显的影响，辽宁省资源分布不均衡，可利用的资源人均占有量不足，住宅建设时应该考虑这些问题，如辽西北地区水资源匮乏，可以建设节水型的建筑，可以在住宅中安装可循环利用水的处理设备，中水回收利用等设备。其他城市住宅建筑还应该从建筑选址、建筑和道路布局走向、建筑方位向、建筑尺度、建筑间距、主导风向、太阳辐射、绿化、建筑部空间环境构成等方面进行综合研究，来改善资源浪费，实现住宅节能[2]。如沈阳、铁岭、抚顺等冬季寒冷地区在建筑选址时宜选向阳的地段上，采光时间充足，窗户在设计上采光率适宜，而不适宜选择避光或右遮挡地等处。
（二）建筑体型节能设计
建筑体型直接影响到房屋表积的大小，房屋的表面积越大越不利于节能，在相同的建筑面积及容积的条件下，建筑体型越接近正方形外表面积小[2]。但是在尽可能减少建筑的凹凸所增加的外表面积时，不能将住宅统一建成“方盒子”，在考虑建筑外形的同时，也要采用适当的高宽比，即做到建筑外形均衡。比如在早期的住宅建筑中卧室是住宅户型的中心，所以将卧室置于建筑中的南面，采光和通风资源较好。然而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。现代住宅中的卧室已不在是人们活动的主要空间，卧室提供睡眠、休息要求轻松宁静并有一定的私密性，而人们的活动空间逐渐转向“厅”。现在住宅中的厅的使用频率比卧室高得多，起居厅已是住宅中的活动中心，是现代住宅中的主要空间，所以如果起居厅向南，白天的阳光照在起居厅活动的人们，其节能效应是不言而喻的。如果是南向起居厅，室内的自然热环境较好，可以大大地节约采暖和空调的耗能。
（三）建筑围护材料节能
辽宁省提出了建筑节能65%的地方标准，当建筑节能65%时，围护结构将大大发挥作用，所以认真的考虑住宅围护结构的节能效果是值得的。在相同的室内外温差条件下，建筑围护结构保温隔热性能的好坏，直接影响到流出或流入内的热量的多少，建筑围护结构保温隔热性能好，流出或入室内的热量就少，采暖、空调设备消耗的能量就少；相反建筑围护结构保温隔热性能差，流出或流入室内的热量多，采暖、空调设备消耗的能量就多。因此，必须加强围护构的保温隔热性能。
1.加强墙体的保温性能
墙体是建筑外围护结构的主体，在辽宁省建设厅下发的《辽宁省民用建筑节能管理实施细则》的通知中明确提出采用新型材料加强墙体的保温隔热效果。众所周知，过去老式的砖混住宅都是以实心粘土砖为主要墙体材料，严重破坏了土地资源，在我国可耕植土地不足的情况下，应尽早停止粘土砖的生产与使用。而采用煤矸石、粉煤灰、陶粒与浮石等生产各种混凝土空心砌块，用保温砂浆砌筑，保温效果会比粘土砖好。同样，提高墙体的保温性能也可以采用增设保温层的构造做法，墙体保温的方法很多，比如墙体的外保温、内保温和中间夹层保温等。辽宁省多数采用的是外保温加气混凝土包覆，外保温层是在建筑外墙的外侧，优点是既不占用室内面积，不会产生热桥，且保温效果颇佳。外墙外保温的主要做法有：1）聚苯保温板（EPS板）；2）挤塑聚苯板（XPS板）；3）聚氨酯硬泡体；4）聚苯颗粒浆料[3]。在辽宁省地区满足节能65%的要求时，节能墙体的构造最佳选择是外墙外保温系统，在保温材料的选用上，XPS板、聚氨酯硬泡将有很好的发展前景。另外，墙体中间夹层保温的做法也是一种比较好的节能方法。该方法是在砖砌体或砌块墙体中间留出空腔，在空腔内放置矿棉板、玻璃棉板、岩棉板、聚苯板，或者填(吹)入散装(袋装)玻璃棉、聚苯颗粒、膨胀颗粒、膨胀珍珠岩等，以达到保温隔热效果。此外，由一些专家研制的液体式灌注的方法也是比较好的保温方法，它是利用聚苯乙烯泡沫液态浆体像浇注混凝土一样浇注在砌块墙体的中间预留缝处，可以减少施工复杂工序，加快施工进度。
2.加强窗户的保温隔热性能
辽宁省住宅建筑中很多房屋还存在大量采用单层玻璃、无限制扩大玻璃的面积，不注意房屋结构防热效应的做法，造成整个建筑外墙传热系数增大。经测量可知：在冬季照射时，房屋南边受太阳辐射热量最大；在夏季时，东西面受太阳辐射热量大于南面。因此在沈阳、铁岭和抚顺等冬季寒冷地区的住宅建筑设计中，在建筑构造允许的情况下应适量开大南窗，适当开设东西向窗，减小北向窗，以达到多获取太阳能以减少热损失的目的。同时，主导风向也会影响室内热损程度及夏季室内的自然通风，因此在省内寒冷地区，大部分主要居室及窗的位置，应避免对着冬季主导风向，以免热损耗过大，影响室内温度[2]。
另外，应选用适合的窗玻璃。省内生产环保型窗玻璃的企业很多，窗玻璃的热工系数可以根据住宅的朝向来选择，比如南向窗户要考虑多得到太阳的辐射热，热工设计以保温为主，减小热量散失，并提高辐射热的吸收，可选用传热系数小的普通玻璃制成的中空玻璃；北向窗口不得热，是失热部位，可选择防止室内热量向外散失的窗玻璃。加强窗户的气密性也是十分重要的，从建筑的构造方面来限制窗的气密性，最大程度的减少冬季室内热量散失。
3.屋面保温隔热节能
屋顶耗热所占比例大，其保温隔热性能好坏直接影响到房屋节能效果。省内新建建筑住宅时可以利用水泥珍珠岩、浮石砂、水泥聚苯板、膨胀珍珠岩保温等比较成熟的保温技术。沈阳市已经启动了“平改坡”的改造计划，笔者就旧楼改造屋面保温提出一些建议。旧楼改造时屋面保温材料以加气混凝土、水泥珍珠岩板及聚苯保温板居多。在原有屋面上增加保温隔热层，也有许多种较为成熟做法。虽然这些保温材料传热系数低，有一定的保温、隔热效果，但由于这些保温层做法过多地采用了具有较高蓄热能力的混凝土制板，白天所吸收的大量的光线辐射能量，就不可避免地通过钢筋混凝土板向室内缓慢传递，因此，这种保温、隔热具有时间差的影响，夜间室内的温度降低幅值较小。我们可以采用目前比较成熟的倒置式屋面的做法，它不同于我们常见的传统式屋面，所谓的倒置式屋面就是将憎水性保温材料设置在防水层上的屋面。这种做法的主要优点在于构造简化，避免浪费；防水层受到保护，避免热应力、紫外线以及其他因素对防水层的破坏；具有长期稳定的保温隔热性能与抗压强度；并且具有长久的保温隔热功能与延长寿命等。所以无论新楼建设还是旧楼改造，我们可以采取这种措施来加大屋面的节能效果，减少能源的浪费。
三、利用可再生能源节能
（一）太阳能的利用
我省太阳能资源较丰富，具备发展太阳能技术的优良条件。目前我省已经编制了《辽宁省民用建筑太阳能热水系统一体化技术规程》（2007），标志我省已经迈进了太阳能与建筑节能一体化的行列，太阳能资源可以从光和热两方面对其进行利用。太阳能的光能可以转变为热能，可以利用光能转变的热能给建筑室内供暖、洗浴或者提供循环热水等。将光能转变为电能将其利用，比如我省很多地方开始实现太阳能路灯，利用太阳能板将白天的太阳光吸收并将其储存，然后晚上可以供人们照明使用等。设想以后的住宅中配置大型的将太阳能转变为电能的设备来给居民供电，不仅节省了水利或者是火力发电的成本，同时也减少了资源的浪费。
（二）风能的利用
风能作为一种无污染、可再生的清洁能源在风力资源丰富的地区应该得到重视。我省沿海城市如大连市，由于风资源比较丰富，可以在建筑住宅中安装风力发电机，这种发电机可以安装到每家的室内风道交叉口处，安全性高，没有露天的风雨侵蚀，维修使用方便，这样居民可以长期廉价无污染的使用电力，对环境保护和能源节约产生积极的影响。此外，风道口减少了建筑物的迎风面积，也大大提高了建筑物的抗风性能。
四、结论
能源是社会前进和经济发展的动力，而建筑业又是消耗能源较大的领域，建筑住宅采用节能设计对完善我国建筑节能体制，实现绿色经济、提高减排节约意义重大。因此做好建筑节能是当今社会比较长远的一项重要工作，是社会中每个人应尽的责任，实施建筑节能控制能源消耗必将推动社会迈入一个崭新的发展阶段。我们大力发展低碳经濟住宅建设，我们应该有信心有能力完成这个新任务和新课题，作为广大的科技工作者应该以此为契机，为实现低碳经济贡献出自己的聪明才干。