浅谈建筑节能在西藏居住建筑设计中的应用
节能建筑是按节能设计标准进行设计和建造,使其在使用过程中降低能耗的建筑。目前,我国即有建筑近400亿平方米,95%以上是高能耗建筑。每年城乡新建房屋建筑面积近20亿平方米。其中80%以上为高耗能建筑。虽然我国有许多强制性的建筑节能设计标准,但是执行率比较低。因此,建设部副部长仇保兴于2005年3月23日在国务院新闻办举行的新闻发布会上说,中国将对建筑实施强制节能标准,并建立绿色建筑与节能建筑的税收和收费优惠制度,以实现在2020年新建建筑节能65%的目标。
目前,全国许多地区认真贯彻建设部的有关文件精神,正积极制订有关节能建筑的地方标准。
1 我区即有建筑的现状
1.1 传统趁筑是低能耗魂筑
我区传统建筑根据当地的气候和建筑材料,在上千年的发展过程中,形成不同特色的地域建筑。其共有的特点主要表现在以下几个方面。
1.1.1 石砌外墙
西藏的拉萨市、日喀则地区及昌都部分地区主要为农区,百姓的居住相对比较固定,花岗石的分布较为丰富,因此,花岗石被广泛地用于建筑外墙。从保暖和结构稳定性的角度需要,民居外墙的墙厚一般大于40cm厚。有的寺院建筑依山而建,墙体向上收分,外墙厚度在0.5~2cm一之间。花岗石具有保温隔热的特性,因此,石砌外墙的民居及寺院宫殿建筑冬暖夏凉,一般不豁要采取辅助取暖措施。
1.1.2 牧民的帐蓬
那曲、阿里及部分昌都地区以牧业为主,无固定住所,所以牧民习惯用帐蓬,傍水草而居,便于搬迁。而帐蓬多为耗牛毛编织而成。能适应高原暴雨,风雪及高寒气候。
1.1.3 门窗的开启方式
由于西藏地区气候温差大,传统建筑的窗一般都不开大窗。但从造型上来着,门窗的面积都不小,通过分割构成形式,可开启的窗洞与不开启的窗体并,既解决了采光问题,也遮蔽了强风寒冷的侵扰。
1.2 现代建筑的特点
西藏自治区自成立以来,一直受党中央的高度重视,对西藏人民倍加关怀,在经济建设方面给予大力的支持和援助。特别是第三次、第四次西藏工作座谈会的召开和西部大开发战略的实施,中央和各兄弟省市给予的大力支持和无私援助,使西藏的城乡面貌发生巨大变化。特别是基础设施建设不断推进,许多崭新的城镇拔地而起。结合近十年的设计经验,我将从采暖形式、外墙材料、窗、资源利用等方面阐述现代建筑的特点。
1.2.1 采暖形式
西藏在计划经济时期未被列为采暖地区,没有供暖设施。以拉萨为例,夏季,拉萨地区气候约为10℃~25℃,气候宜人,不需要制冷。而冬季,温差较大,气温约在-5℃~16℃之间,白天日晒,气温较高,南向房屋基本不需采暖设备,但北向房间气温较南向房间温度可相差5℃~10℃,必须采取采暖措施。日落之后,气温骤然下降,所有房间必须采暖。西藏地区能源旺乏,目前采暖的形式为电取暖。
1.2.2 外墙材料
外墙材料多采用硷砌块,内外墙承重墙墙厚一样,不利于保温和节能。目前,我区建筑外墙多为29CM墙厚,未采取外保温措施。新型墙体材料的开发和研究几乎是空白,应用力度不大,95%的建筑墙体材料为传统建筑材料,存在浪费资源,不利于环境保护的现象,不利于实施建筑节能。
1.2.3 窗
窗的开启面积较大,采光较好,但多采用单层窗,对玻璃的热工性能考虑较少,没有从节能的角度进行设计。
1.2.4 资源利用
未能有效利用丰富的太阳能资源,将太阳能资源转化为可利用资源,应用于建筑采暖中。目前,西藏自治区除阿里地区制订了利用太阳能保温外墙的设计标准,并应用于建筑构造中外,其它地区对太阳能的使用基本限于太阳能热水器的使用。
2 建筑节能在建筑设计中的应用
建筑节能的实施以建筑设计为先。虽然我区尚未出台有关地方建筑节能设计标准,但作为一名建筑设计师,应深刻领会建筑节能的内涵,在建筑设计中树立建筑节能的设计理念,结合西藏地区的气候条件、自然环境、人文环境、建造出具有地域特色、节能、环保的绿色建筑。
2.1 降低建筑物体形系数
建筑物体形系数与其层数、体量、形状等因素有关。在其他条件相同的情况下,建筑物的体形系数越大,外围护结构面积越大,传热耗热量就越大。因此,在满足建筑功能的前提下,应尽量减少建筑体型的凹凸或错落,降低建筑物体型系数。
2.2 提商建筑物围护结构的保温性能
2.2.1 加大外墙厚度,实施外墙保温节能
改变过去单一满足结构稳定的设计思想,适当加大外墙厚度,特别是东西外墙和北向外墙。目前,为实施建筑节能,有的住宅进行这方面的设计和建造,其作法是外墙全部采用400mm(加面层,砖的模数为390mm厚)。通过回访,反应非常好,保温效果良好,且较之外墙保温措施施工难度较低,维护费用几乎为零,是值得推广的一项外墙保温措施。
2.2.2 提倡建筑物外墙保温
目前,内地的外墙保温技术已相当成熟,因此,应在我区进行试点推广。根据西藏地区温差大、日照强、热胀冷缩现象严重等特性,对内地现有的外墙保温材料、粘结材料、防护层材料进行特性研究、开发和研究适宜西藏地区的外墙保温材料和施工技术。应选择气候条件与西藏地区类似的城市或地区,引进该地区新型保温材料,并结合实际,研究和改进相应的施工技术和材料。据有关资料表明,北京地区的气候特点与西藏拉萨地区的冬季气候条件较为接近,北京地区的外墙保温材料主要是聚苯板,因此,应重点发展以聚苯板为主的外墙保温材料。
2.2.3 推进新型墙体材料的开发和研制工作
国家"十五"计划和2015年远景目标在建筑材料方面明确要求"大力增加优质产品,开发和推广新型建材产品"。新型墙体材料具有轻质、高强、节土、节能、保温和装饰等优良特性。因此,发展新型墙体材料,实施建筑节能,是当前一个时期内建造建筑的基本要求,也是提高人们生活质量、适应社会发展的客观要求。
2.2.4 大力推广利用太阳能资源保温技术
西藏阿里地区设计院经过十几年的摸索,已逐步总结出一套较为完善的利用太阳能外墙保温的技术标准,主要应用于居住建筑。主要做法是建筑外墙较厚,部分中间中空,并留有通气孔,并在外面涂沫一层黑色易吸热的珍珠岩材料。白天日照强的时候,外墙吸收大量的热量,并贮存在墙体中空部分(此时,通气孔密闭)。夜晚,将通气孔小窗打开,白天贮存的热量慢慢流向室内,从而达到保温的目的。在此基础上,应在全区大力推广此项技术,并结合不同地域特点,研究制定相应的地方标准。
另外,西藏那曲地区采用玻璃房的保温措施也值得研究。该地区的居住建筑主要是二层建筑,通常是一户一院。将整个院落用玻璃和网架密闭,形成温室效应,达到了保温的效果。该做法存在土地利用率低,夏季闷热等不足之处。
2.2.5 提高窗的保温性能
2.2.5.1 根据窗的朝向,确定不同的窗墙面积比
根据前面所述的西藏的地域特点,南向窗应尽量开大窗,有利于冬季太阳幅射热的吸收。而北向窗宜在满足需要的前提下,尽量开小。
2.2.5.2 增加玻璃层数,选择玻璃品种
窗户采用双层中空玻璃,是提高外窗保温性能的有效途径。目前,许多设计师已充分认识到这一点,双层中空玻璃窗的设计正逐步推广。但对玻璃品种的选择还不够重视。合理利用玻璃的热工性能,选择不同特性的玻璃,也是窗的节能指标之一。对中空玻璃的外片来说,选择透明玻璃或低辐射玻璃而对内片来说,选择吸热玻璃或热反射玻璃,这样,外片玻璃能够透过和吸收太阳能,而内片玻璃和中空层可以阻挡室内热量向外辐射和传播,有利于冬季室内保温。
2.2.6 利用封闭阳台作阳光间,降低冬下季窗户的耗热量
目前,西藏地区的南向阳台大部分采用玻璃进行封闭,起到了附加阳光间的作用,室内外温差减少,降低了冬季窗户的耗热量,达到了保温的效果。但有几项技术问题有待于解决,如阳台顶棚的结露、窗框热桥等问题。
2.3 建筑节能有关的其他措施
2.3.1 建筑物朝向与主要房间的摆放
如前所述,西藏地区的建筑物应尽量南北走向,以利用太阳能资源。建筑物的主要功能房间应尽量摆放在南向,尽量利用自然保温,减少空调等采暖设备的使用,从而达到节能的目的。如住宅设计,卧室与客厅应摆放在南边,而北边则摆放卫生间、厨房、贮藏间,但需要注意给排水管道不宜布置在北向外墙一侧。在公共建筑设计中,也应将仓库、卫生间、储物间、楼梯间布置在北边,而且最好采用单面走廊设计。
2.3.2 建筑节能在电气照明、热水供应等方面的应用
据有关的数据表明,建筑节能的主要对象是采暖与空调,约占65%左右。但也不能忽视电气照明、热水供应方面的节能。
电气照明应尽量选择节能型灯具,采取提高电力设备的功率因素,降低无功损耗等措施。
目前,太阳能热水器在西藏全区应用范围很广,大部分居民都使用热水器供应热水。但对公共建筑如宾馆等建筑,需要24小时供热水,一般采用电热或锅炉供热。所以,在西藏地区应着力研究集中式太阳能热水器的应用,以利于太阳能热水器在公共建筑中的应用,达到降低成本、节约能源的目的。
结束语
节约能耗,降低能耗,保护环境是可持续发展战略的重要组成部分。在建筑领域,我国建筑能耗已战全国总能耗的27.6%,并随着城乡建设的快速发展,将上升到35%以上。因此,建筑节能势在必行,是可持续发展战略实施的关键之一。随着社会的持续进步,人们的节能、环保意识将不断增强,节能建筑将逐步走人并最终融人我们的生活当中。
参考文献
1 刘加平.被动式太阳房
2 刘加平.现代建筑技术
3 刘加平.建筑学与建筑技术科学
4 林海燕.围护结构在建筑节能的作用
编辑:qijian
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