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所屬欄目:建筑設計論文 發布日期:2010-09-02 10:36 熱度:
【摘要】能源匱乏是世界性的問題,節能是世界的當務之急,也是我國可持續發展的保障。本文從迫切性、可行性、技術性及現實性等幾方面闡述我國的建筑節能路向。
【關鍵詞】空談,建筑節能,關鍵,行政,技術
一前言
近幾十年來,特別是1973年爆發石油危機以來,建筑節能在其風靡世界的過程中,其內容和含義不斷更新,在發達國家,已經經歷了三個階段。開始時一般說成是energysavinginbuildings,就是我們現在所說的建筑節能;不久則改稱energyconservationinbuildings,即在建筑中保持能源,意思是要減少能源的散失;近來則普遍稱作energyefficiencyinbuildings,其含義是要提高建筑中的能源利用效率,不是消極意義上的節省,而是從積極意義上提高利用效率。在我國,現在仍然通稱為建筑節能,但含義應該是第三層意思,要比字面上的意義豐富、深刻得多。(引自楊善勤、郎四維、涂逢祥編著的《建筑節能》一書)
二建筑節能實施的關鍵
根據我國的體制,建筑節能實施的關鍵所在可分為兩個方面去分析:其一是的行政方面的政策、法律、規范;其二是建筑節能的技術支持。
先從行政方面去分析。立法是必然的,也是關鍵的第一步。有了法律、法規的規定,執法就有了依據,政府行使其審批權、監督權就有法可依,才能在節能工作中起到主導作用。按常規而論,先制定節約能源法作為一切節能法的母法是當然的事,在母法的基礎上可產生出新的法規、國家標準、行業標準、地方標準等一系列的規范性文件及標準來完善這個體系,但是由于我國幅員遼闊、氣候區多,涉及的區域由嚴寒地區至夏熱冬暖地區,從技術上跨度較大,所以在制定規范及標準時難度相當高,需要的技術支持力量也較大。從目前來看,立法基本上是做到了,但同時也產生了很多地方標準,難以統一。同一氣候區,根據不同的行政區域,有著不同的一套標準,同一氣候區由于不同的行政區域,標準也會不一樣(例如廣東境內的夏熱冬冷地區要進行東、西外墻及屋頂內表面溫度限定的要求,其它省就不用),顯而易見,這與各地的經濟實力、技術認同度是密切相關的。這自然就轉入第二個層面就是技術支持,因為作為政府部門,也只能做到行政層面,至于如何在建筑上實施,也就只能有待廣大的專家學者為政府依法行政提供技術支持了。
從技術支持方面去分析建筑節能,那問題就復雜起來了,因為科學是發展的,建筑節能工程是全世界同時在發展中,但在學術上、社會其他領域一樣會存在不同的流派特點,針對不同的氣候特點就有不同的處理手法。從宏觀而言,最起碼可以分出采暖地區與空調地區,即保溫與隔熱、通風的關系。從熱工原理上是相同的,但就其采取的措施則是截然不同的,通俗而言,就是爭取日照與減少太陽熱輻射(直射)的不同,這是矛盾產生的一個方面,然而,另一方面就是減少太陽熱輻射與衛生日照時間的矛盾。作為南方,尤其是夏熱冬暖地區,充足的日照通常不是人們所喜愛的,一般都千方百計地采取遮陽設施,令太陽光不致于直射入室內,反而言之,較為喜歡的是漫反射所帶來的光線,所以規范上的強制規定,在地方上執行起來就顯得力度不足了,因為它已經不是簡單的節能問題。
當年我在清華大學建筑系讀書時,畢業設計的課題就是建筑熱工方向,當年師從張家璋先生從事農村被動式太陽房的設計與研究,對建筑熱工的認識較深刻。在當時的課題里,采用大面積的玻璃令室內產生溫室效應,以求達到采暖的目的,可見日照對寒冷地區的重要性(當時項目地點在河北石家莊市)。但畢業后回到廣東從事建筑設計就大感不一了。因為廣東這個地區是亞熱帶氣候,日照充足,從傳統的嶺南園林建筑到現在的新建筑都在很大程度上反映了嶺南人對日照有著不同的解讀,總是千方百計地避免直射陽光的照射,這就可見,不同的地區對日照有著不同的需求和喜惡。
然而除了對日照有不同的需求外,還有對地表熱源的不同看法。采暖地區到了采暖期,地面在未經處理的情況下,會耗掉相當大的熱能,因而需要做好地面保溫,使之與地表的低溫土壤隔開,避免熱量散失,因而它需要的地面熱阻就較大,反之,非采暖地區則以空調制冷能耗為主,則室內地面就有不同的處理方法了,因為地球是很好的調溫蓄熱體,在長期沒有直射陽光照射的地面,其地面溫度是較室溫低的,它反過來吸收室內的熱量,因此就沒有必要去對其熱阻再作人為處理,但規范上還對其進行強制性的規定,這就不太必要了(最起碼在夏熱冬暖的南區就沒這必要)。這樣做的話,一方面可能會增加投資,另一方面使之大大減弱了其調溫作用,不大可取,應區別對待。這僅是其中的一個小問題。然而更大的問題在于到底怎樣的建筑才是真正的節能建筑。按目前,因為各地的經濟實力不同,墻材不一,某些地區建成了一批高能耗的建筑,反而說是節能建筑。各地行政主管部門對建筑節能的理解不一,有很大的差異,究其原因,可能有三種:其一,對節能的認知度不同,執行力度不同;其二,對節能原理不太明白,主觀地解讀規范,盲目地執行;其三,規范的問題。這可能是最大的問題。因為我們現在使用的是對比法來評定是否達標,標準提出的50%節能目標,是有其比較基準的,即以20世紀80年代改革開放初期建造的建筑作為比較能耗的基礎。這就意未著對比的參照物的標準是否合適,這是其一,另外,這種對比法還有一個問題,比如一棟全玻璃幕墻的建筑的節能問題又怎樣去計算呢?難道就是用20世紀80年代使用普通玻璃來對比嗎?這些問題,在對比法的框架下,恐怕很難妥善解決。從這些方面來看,就證明了節能建筑的推廣,不是光靠技術人員去做就行了,它應該是全民性的推廣,最起碼要讓全國人民都認識到為什么要節能,如何在各行各業、各個領域去節能,這最起碼的概念是要明確的。
三如何在實踐中解決關鍵問題
現階段建筑節能在我國建筑實踐中還應視為初級階段(因為盡管在技術要求上好像要按前言里說的第三個階段,但實際上從各方面條件來說都未達到它所要求的境界)。首要問題是全民性推廣節能的重要性、迫切性及其概念,令人們都意識到其重要性及迫切性,還要粗略地理解節能的概念。
與此同時,更重要的是對規范及地方標準的修編。盡管現在規范及地方標準都有了,但我總覺得這些規范、標準的修訂并不完善。作為按氣候區劃分的規范沒有兼顧到所涵蓋的地區的特殊性,因而導致各行政區域各自出現不同的地方標準,這樣就使其上層規范的嚴謹性受到挑戰,也會造成各地在執行時的混亂局面。各自為政不利于推廣、交流,而且難逃地方保護之嫌。我覺得省級主管部門應重視這些問題,應規范所轄地區的執行,否則,國家有國家標準、行業標準,省有地方標準,各城市又有各自的實施細則或標準,那么到底以什么標準去執行就變得混亂了,這個法律問題其實是顯而易見的,但執行起來就不一樣了。很多城市都有自己的標準、格式,不按其城市的標準、格式,那怕你按省的標準、格式,就是不能通過審批,其格式的花樣百出更是不勝枚舉了。其實,在技術上來說,無非是列出各種指標而已,但現在就變成是形式主義的官樣文章上了,這又有何必要呢?技術上總有其標準性,為什么就不能統一格式呢?這就造成浪費時間在一些細枝末節上,反而忽略了節能創新的主流。
就現行的規范、標準而言,我覺得并不是真正的節能辦法,因為,首先建筑是為了滿足人們生產、生活、工作、休閑等功能需要為目的,就可以以每平方米能耗來規定各種功能的建筑的能耗作為標準來實施建筑節能,這就是限值法。我認為這種方法才是真正能達到節能效率的做法,既簡單又好理解。反之,我們現行的規范是采用對比法,大大地限制了建筑師的創意,其局限性又大。建筑物的朝向是多變的,但為了便于計算就限定了一定的范圍值,這顯然是不科學的,退一步講,限定也只能適用于規定性指標的計算,不應應用到性能性指標的計算上,在現行標準的框架下,會出現一個建筑物只有三個朝向的情況。這種計算方式下得出的規定性指標,根本就無法從根本上控制其節能率。從實際節能的角度出發,應該采用較為科學的限值法,那么就無論你把建筑設計成什么體型,什么朝向都無所謂,這也很大程度地解放了建筑師們在創作過程中的約束,就不會因為節能要求而去先入為主地局限了創作思維,這才是雙贏的做法。若用此法,在行政審批上也簡單得多,對他們的專業技術要求,也相對要求低些,那么就更好地深入到基層,而不是現在很多問題只停留在技術層面的爭論,而主動權往往掌握于個別專家學者手上,讓他們樂此不彼地到處解釋、說明;還有的問題就是目前國內的計算軟件不成熟,軟件開發商們要花太多的時間去為一些標準或有地方標準的地區量身定做軟件,而沒有從根本上對自身軟件的缺憾去深入探求,在初始階段就給他們帶來太多的不必要的麻煩,而去忽略其實質性問題,那是否是舍本逐末的做法呢?因而追根溯源,問題還是來自政府主管部門,節能政策作為國策去執行,當然有壓力,但如何正確地去解決這個壓力就必須依靠專家、學者們,因而就會出現現時的這種矛盾的局面。
四對節能標準的解讀
首先,我們不得不承認節能規范及其衍生出來的地方標準制訂時間均較為倉促,致使很多問題都未認真考慮全面,就舉兩個例子來說一下:第一,就是夏熱冬暖地區關于采取了節能措施后,屋面及外墻的當量附加熱阻如何選用的問題,就未在標準中明確起來,致使出現兩派意見。現時最流行且被采用的做法是:當進行規定性指標評定時可選用,性能性指標評定時不可選用,這種做法很難與修訂標準時的初衷相吻合。因為其條文解釋時提及到:當沒有太陽照射時(陰天、黑夜時)外墻、屋面向外輻射散熱存在有不同的問題,則應予考慮,因為性能性指標評定是以24小時來計算的,有大部分時間是日照不強或者無日光照射,不考慮其當量附加熱阻,顯然是不妥當,但從提高地方的節能效率而言,則可以取消其在動態計算中的使用亦未嘗不可,但這是站在不同的出發點來看這個問題了。第二,就是判定墻體朝向的規定更顯得過于簡約,如此劃分并不科學。從理論上來說,作為規定性指標判定時這樣的規定也不見得科學,實際工程中建筑物一般都有偏角,這種情況下,這種簡單的規定顯然是簡化了許多計算,更適合于工程設計,但并不十分科學準確,現在有計算機輔助設計,將各個方向投影分解,亦不是麻煩,因而從理論上亦不應簡單地對其進行規定;對其進行動態計算時就更不科學,因為參照建筑的設置已經遵循了這一規則,再對其選擇朝向,其計算顯然是多余的,因為這一原則已貫穿在整個計算邏輯中去了。
再者,規范的制訂亦存在兩種可能性,或者稱之為兩派吧,F時我們使用的對比法顯然是簡單,但我卻認為其不科學。因為這樣規定對建筑設計是一個局限,而且參照建筑物的定位起點存在問題。而限值法則較為科學,因為它是以最終能耗限值作為評定標準,作節能率來講是較為直觀有效,節能的目標更能充分表現出來,從對建筑設計的制約來講,則大大減少。簡單來講,對比法具有更大的相對性,而限值法則有較大的實際性和絕對性,亦能更有效的對建筑物進行節能設計及減少一些人為主觀因素的干擾。因而規范及標準在這一點上更顯示出其時效性不強。我覺得用不了多久,這些規范及其衍生標準隨時間的推移、更多人對節能的重視及認識而不得不向更合理的方向進行修訂。而且我們國內的建筑從業人員素質參差,認識不同,解讀深度不足,結合其工作崗位不同,就會出現局面太亂,各地對同一標準執行力度及方向不同。在這里我就一個具體的工程實例作出分析:該工程是一所中學里的風雨操場,按我們這個氣候區及地方習慣做法,一般都設計為外墻上設大面積的百葉窗,在建筑設計上充分考慮其自然通風、采光及聲學設計,因此這十來年中所建的風雨操場均較受好評。但節能標準實施后,則帶來的問題就大了,大部分人均死套規范,要求對其進行節能計算,這顯然是荒唐的。因為節能設計并不應簡單地被認為是節能計算,運用熱工原理在建筑設計上作出合理的設計,本身就是節能設計。況且針對這種特殊的非空調建筑已足矣,再去強調節能計算,顯然多余。因為對其進行節能計算,首先要使建筑空間作密封假設才行(顯然這種假設后,建筑物已不再是原來的建筑物了),那么百葉窗就變了普通窗,改變了其固有的通風特性,再者,計算結果又如何在實際工程中實現呢?這個問題顯然就是他們自已都無法解釋的做法,換言之就是不允許該類建筑存在?那么與其使用的現實需要顯然是相悖的。
五對建筑節能路向的反思及展望
綜上所述,可見現行建筑節能存在的問題還很多,并不成熟。當務之急是盡快調整規范、標準,開發更有效的墻能材料,政府應對新型材料加以扶持、推廣。
更重要的是對從事節能管理的人員進行必要的崗位培訓,使其較為專業化,而不是簡單的行政干預。離開了技術作為支持的行政干預,后果是不堪設想的。試想一個不懂得熱工原理的人去管理節能設計的實施,那只會定出更多不切實際的規定,甚至就以上所提及的爭議性問題的仲裁或執行都顯得蒼白無力,更為甚者可能會鬧出笑話(某市某區曾規定:對僅滿足性能性指標的建筑必須增加空調設計,就連學校教室也要按此規定執行)。
對設計從業人員而言,則更應著眼于基礎知識的掌握,因為在某些地區存在一個很怪的現象,建筑專業的人員大多不是學建筑學專業的,而是其他專業轉過來的,由于地方上對建筑的不理解及不重視,甚至出現做結構設計沒有前途的就改行做建筑設計,又不從基礎學起,對建筑物理就更不用說了,連基本的畫法幾何、空間概念都未有,如何去做得好呢?
因此要搞好建筑節能應該是一個全民性的運動,尤其是專業人員,更應從自身做起,而帶動周邊人群,對節能的必要性進行深刻的理解,而不應使其流為一種形式。
六結束語
基于以上所陳述的現狀及對未來的展望,建筑節能在建筑發展的大潮流中,人們可以明顯地看出,建筑節能是一個極為重要的熱點,是建筑技術進步的一個重大標志,也是社會進步的一個重要反映,作為建筑師必須知難而上,奮起直追,在掌握好專業知識的前提下,大力推行節能理念,帶動周圍的人群,從我做起,從現在做起,發揮全社會的力量,將建筑節能工作做好,以適應社會的持續發展,為提高節能效率打下良好的社會基礎。
參考文獻:
1.《建筑節能》楊善勤、郎四維、涂逢祥編著
2.《民用建筑熱工設計規范》(GB50176-93)
3.《夏熱冬暖地區居住建筑節能設計標準》(JGJ75-2003)
4.《夏熱冬暖地區居住建筑節能設計標準》廣東省實施細則(DBJ15-50-2006)
5.《公共建筑節能設計標準》(GB50189-2005)
6.《公共建筑節能設計標準》廣東省實施細則(DBJ15-51-2007)
文章標題:空談建筑節能
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