建筑围护结构节能设计的措施

2014-12-04白云

建筑设计管理 2014年7期

白云

（上海新华建筑设计有限公司，上海 200081）

0 引言

早些年，国家把建筑节能的重点放在采暖地区，那是因为与南方炎热地区的建筑相比，当时采暖地区的建筑能耗要高得多。但是从20世纪末至今，社会的经济及用能的状况已经发生了很大的变化。由于南方经济的迅速发展，特别是上海地区走在了中国经济发展的前列，为了改善热环境，必须使用能源，制冷空调和采暖电器的普遍使用，建筑能耗迅速攀升。在建筑围护结构热工性能很差的条件下，建筑能耗的浪费更加严重。因此国家近几年把建筑节能工作从严寒地区、寒冷地区扩展到夏热冬冷地区和夏热冬暖地区，上海市就是典型的夏热冬暖地区之一。

1 目前建筑节能设计存在的问题分析

一般来说，在建筑设计的过程当中，一方面是建筑师持续不懈地保持着对建筑形式的追求，在这个追求的过程当中，建筑节能设计的往往也仅仅是一个链接，尤其是进入到施工图的设计阶段的时候往往就需要考虑怎样计算运用节能软件，淘汰一些不合时宜的落后的节能设计方法，同时这一过程中还需要结合项目所在地的当地气候状况，调整建筑的造型以及所配置的功能。另一方面，还应当重视建筑节能工程以及科学技术方面的一些内容，在当前绿色建筑标准为主设备和施工技术的内容，导致了专注于解决问题的建筑节能工程和淡化了建筑设计的颜色。

当前建筑节能设计也属于认知阶段，面临的现状的管道，因为大多数建筑设计单位生产、建筑节能设计可以从建筑主体结构，采用区域气候特征的措施。在夏热冬暖气候地区，例如，在该地区，通过隔热和通风为主要节能被广泛的应用，技术因素的主要影响集中在建筑能耗的建筑围护结构，从材料选择、结构设计和建筑的组合建模功能和其他方面。从建筑方案阶段，遵从节能干预的概念下就会存在不同的设计阶段。

2 节能住宅经济性在现实中存在的问题

很明显，基于前述的各项分析可以看出建设节能住宅能够带有非常大的潜在效益，但是事实上，不得不看到仅就节能住宅的建设来说，还是存在着不少的问题的。首先就是住宅的建筑成本过高的问题，对于多数的消费者来说，虽然说也都承认节能住宅由于其本身在温度调节上所具有的显著优势，但是实际上，因为真正的空调使用时间是很短的，因此这种由于空调使用时间缩短所带来的电费成本上的减少并不明显，因此对于多数的消费者来说，往往就会重视那些高出普通住宅的建造成本上，的确，就数据层面来说，不难看出节能住宅的建造成本能够远远地高出普通住宅至少一成的费用，这一比例决定了一座节能住宅基本能够和高出十几万元的费用，而消费者这样的考虑往往也就会被建筑商们注意到，并且建筑商本身也不会原因在这样的市场背景下，选择一种高出正常成本许多的建筑，为了能够很好地收回建筑成本进而取得建造利润收益，因此也就不难理解建筑商会选择建造一些更有市场的普通住宅，并选择在建造的过程当中使用一些比较廉价的建筑材料，并选择一些相对比较廉价的技术，对此，为了拓宽节能住宅的销售空间，并且充分地调动起购房者的观念，调动积极性，并促使建筑商促进逐步加大对节能住宅的投资，让消费者真正地认识到，这种节能房屋所带来的舒适性以及该建筑的长远利益，实际上是存在极大的开发空间的。

另外，还应当积极地推进节能相关概念的普及推广，进而促进居民以及开发商可以极大的推广这样的一种节能概念。节能住宅当然需要耗费一定的高昂成本，在市场整体形势相对较好的环境下，住宅节能与否，房子都卖得很好，这就让很多的开发商认为不需要花精力做这些流行性并不高的节能住宅。另外，节能住宅应用的档次差异也就会有材料价格上的较大差，但是从表面上又不可能看出差别，当然也就将开发商的投资兴趣吸引到这样的一种投资方向上。但是如果能够帮助居民们了解接触到节能住宅所能够具有的独特的舒适性，自然也就会选择这样的一种节能住宅，形成一个不小的市场需求。

3 案例分析

3.1 新泾镇简介

新泾镇位于上海市的长宁区，整个的规划用地大约4.9 km2，常住人口有5~8万人。整个的一期工程正处于吴淞江南岸，正处于沪宁高速路北，西面连接墨玉南路，并连接到东面的一、二期工程分隔地带，属于安亭中心镇的一新镇一期的用地，建设用地 1.8 km2，规划总计2.5 km2，总计开发面积已达到了106万 m2。

图1 新泾镇总平面图

3.2 新泾镇住宅的外围护结构节能设计

3.2.1 外墙系统

上海市一直以来所奉行的建筑隔热标准素来较低。仅就目前所实行的规范来说，建筑物的外墙传热系数值为1.5 W/（m2·K）以下，不过德国类似于这个的标准却仅有0.55 W/（m2·K），上海现有的房屋标准如果按照德国的来，则能够真正满足这一诉求的也仅仅有三成左右而已。这种在保暖上的性能特征，不但提升了房屋的住房舒适程度，同时也大大地降低了能耗。

目前，所开发的新泾镇楼盘的外墙所运用的基本都是一些外墙外保温的技术。目前所竣工的建筑住宅当中基本上都是沿用了“Sto经典”系统，外墙的全部墙体全部使用70 mm厚度的EPS保温板，建筑保温层选择的是90 mm厚度的XPS保温板，整座建筑的传热系数已经降低到0.42 W/（m2·K），该技术的应用成功地控制了住宅的建筑成本，仅仅有100元而已，而冬夏温度变动较大的时间也比往常有效减少用电费用至少有五成左右。

3.2.2 外窗系统

新泾镇的住宅在节能设计方面同样也关注了窗户上的节能，小镇在窗户的设计上不使用墙面大窗的设计思路，而是选择了一种全新的思路，也就是双层中空玻璃窗，这一窗户的设计起到了很好的内外双向阻热的效果，大大地降低了房屋的整体窗户传热系数，也就是1.8 W/（m2·K），从而阻挡了窗外的寒冷以及酷热。在窗框和窗洞的缝隙设计上使用了一种阻热设计的思路，拒绝任何热传导现象。内部建筑的设计上则选择使用下旋平开窗的方式，进行向内开启，方便而简洁，另外这样的设计对于保持屋内的整洁也具有极好的效果。与以往的平开窗相比，该种设计方案继承了欧式风格的这样一种设计思路，能够给室内留下十分充足的开启单元，赋予建筑物足够的灵活性，并产生迥异其他建筑的换气法，形成室内更舒适的自然对流现象。

3.2.3 遮阳系统

为了有效地适应上海地区夏季的天气状况，新泾镇的小区建设上还特意地安装了外卷帘遮阳系统，从而将整个小区建筑的遮阳率一度达到80%，大大降低太阳带给建筑物的直接辐射；另外还能够遮挡漫射的辐射，有效地缓解普通建筑物当中常见的辐射对人体的消极影响，与此同时有效降低房屋制冷荷载，大大降低建筑所承受的来自夏季太阳的高强度炙烤，冬季也能够利用太阳照射，实现很好的节能效果。

此外，也会有的窗帘效果，确保室内的安全私密。

3.2.4 屋顶、地面系统

屋顶位置设置相对较厚的保温层，对女儿墙的部分加以包裹，地面的构造处理上将隔热层拓展到地面冻土层的下部，达成一种闭合的保温隔热的体系，从而避免能量出现流失。

3.3 新泾镇存在的问题

新泾镇使用周边式的布局方式是德式城市住宅布局，组团布置的方式也获得了来自德国建筑

图2 住宅外观颜色一

图3 住宅外观颜色一

师的极大认同，同时在新泾镇的建造的这种周边式布局上也能呈现出独有的中国特色。而房屋朝向不同也使得在设计之初的德方建筑师运用了不少的东西向住宅一实现一种完美周边式住宅的布局。不过伴随设计的逐步深化，即便是使用了一种加长街坊的南北向长度，转而压缩东西向，将方形转变为矩形街区的手法，依旧是留下东西向住宅，多少也给夏天留下隐患。

新泾镇的住宅在外观的颜色选择上考虑到了对住宅理念的配合，多是深色调，不利于夏季阳光的反射，给墙面增大了辐射负荷（如图2、3所示）。