把握時機(jī)建造高質(zhì)量及低能耗建筑

　　一、中國節(jié)能建筑的形勢

　　從中國目前建筑業(yè)發(fā)展的總體看，其主要特點和問題是：建筑標(biāo)準(zhǔn)提高，建筑能耗增大。隨著經(jīng)濟(jì)的增長，人均收也不斷提高，越來越多的建筑開始逐步改善其室內(nèi)的使用環(huán)境舒適度。由于建筑設(shè)計未能充分考慮氣象因素，促使建筑不得不動用大量采暖和制冷設(shè)備來解決舒適問題。

　　目前建筑中最明顯的增長跡象是安裝空調(diào)設(shè)備，這似乎成了改善室內(nèi)使用環(huán)境舒適度的標(biāo)志。但是這也帶來新的問題，即更大量的能源需求。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，97年中國大約有350萬臺空調(diào)機(jī)出售，空調(diào)廠自1985年以來增長了13倍，而這些空調(diào)設(shè)備需要足夠的電力。在長江地區(qū)，夏季空調(diào)高峰期，住宅建筑耗電量已占整個供電量的1/3.建設(shè)量大，建設(shè)速度快。建筑節(jié)能技術(shù)和手段不完善。建筑節(jié)能技術(shù)包括：建筑新材料、新工藝、新設(shè)備和新方法。目前在設(shè)計領(lǐng)域沒有卓有成效的節(jié)能手段，市場上相應(yīng)的建筑材料性能指標(biāo)均不夠理想。某些引進(jìn)的采暖或制冷設(shè)備和運用方法缺乏對氣候條件的了解，能量耗費大，效益差。建筑師對建筑節(jié)能技術(shù)認(rèn)識不足。

　　二、中國的時機(jī)

　　西歐的發(fā)達(dá)國家在70年代曾經(jīng)歷了兩次可怕的能源危機(jī)。為此，在這以后的20多年里做了大量的節(jié)能研究和實踐工作，找到了許多卓有成效的方法和途徑，并已進(jìn)入技術(shù)成熟階段。如何把先進(jìn)的，適合中國國情的有效技術(shù)傳播到中國，這需要認(rèn)真考慮最重要的邊界條件，也就是什么是與歐洲的相同點和不同點，而中國自身不同地區(qū)又有不相同點。如上海的許多大型建筑，大量引進(jìn)和使用美國的空調(diào)技術(shù)和設(shè)備，其設(shè)備工作方法主要是依靠冷卻空氣大功率送風(fēng)和大溫差空氣對流來降低室內(nèi)溫度，這種設(shè)備耗能大，功效差，再加上上海是夏季高濕度地區(qū)，用空氣制冷需除去空氣中的濕度這浪費許多能源。在歐洲一項運用冷卻的天棚或地面的低輻射制冷配合送少量干燥空氣防止結(jié)露的技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟地被廣泛運用，成效非常顯著。由于低溫差輻射沒有冷氣流的感覺，沒有任何噪聲，室內(nèi)感覺十分舒適。此技術(shù)所耗的能源只相當(dāng)上海使用空調(diào)技術(shù)的60%.

　　三、節(jié)能技術(shù)理論和方法

　　什么是低功率和低能耗的節(jié)能建筑要使設(shè)計的建筑在沒有使用任何采暖或制冷設(shè)備的前提下，讓一年四季的室內(nèi)氣溫盡可能地維持或接近在舒適范圍內(nèi)（不同地區(qū)根據(jù)不同的生活習(xí)慣和經(jīng)濟(jì)條件有不同的舒適范圍，歐洲為20～26℃）。只考慮在氣候條件影響下的建筑室內(nèi)氣溫稱作室內(nèi)自由溫度或室內(nèi)自然溫度。室內(nèi)自由溫度處在舒適范圍外的時間越少，能耗越小，所需調(diào)整溫差的幅度越小。這也清楚地表明了采暖和制冷設(shè)備的主要任務(wù)，即輔助調(diào)整室內(nèi)自然溫度達(dá)到舒適范圍之內(nèi)。只要擁有當(dāng)?shù)厝�年每小時的氣象數(shù)據(jù)，就能計算出任何建筑的室內(nèi)自由溫度，得出全年必要的室內(nèi)溫度修正時間和幅度。

　　什么是設(shè)計適合氣候條件的建筑的手段與能耗相關(guān)的建筑主要因素是：

　　。外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的總傳熱系數(shù)K0（w/㎡.k），它表示建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)（包括透明和非透明部分）通過導(dǎo)熱和空氣交換每度每平方米所損失的熱量值。

　　。太陽能通過外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的總平均透射系數(shù)G.它與外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中透明部分（窗等）的面積，其太陽能透射系數(shù)和非透明部分（外墻等）的面積有關(guān)。

　　。房間內(nèi)部的蓄熱能力C.即建筑內(nèi)結(jié)構(gòu)總蓄熱量（包括樓板，地面和內(nèi)墻）與外圍護(hù)結(jié)構(gòu)散熱面積之比。依靠這些性能，就能設(shè)計出適合氣候條件的建筑，通過這些因素還可以推導(dǎo)出兩個最重要的參數(shù)。

　�。�1）熱得失率或太陽對室外溫度的修正系數(shù)γ=G/K0.它主要表示太陽能穿過建筑物透明部分對建筑室內(nèi)自由溫度的影響。

　�。�2）熱量的時間常數(shù)τ=C/K，它是表示室內(nèi)熱慣性的一個量。這兩個參數(shù)對自由溫度的影響是很簡單的：

　　。得失率γ可以影響和改變每日室內(nèi)自由溫度變化的平均值和上下浮動的幅度。得失率越大，室內(nèi)日平均自由溫度就越高，而每日溫度浮動也越大。

　　。時間常數(shù)τ只影響和改變室內(nèi)每日平均溫度的變化幅度，保持室內(nèi)自由溫度變化的穩(wěn)定性，但它不影響室內(nèi)自由溫度的平均值。τ越大，室內(nèi)溫度變化幅度越小，穩(wěn)定性越好。在這個基礎(chǔ)上，適合氣候條件的建筑戰(zhàn)略變得非常清楚：

　　。利用γ調(diào)整室內(nèi)自由溫度在一年四季里盡可能地接近或進(jìn)入室內(nèi)舒適溫度范圍。