【正文】 類與自然親密地結(jié)合 為目標(biāo)， 無害 、可 再生和積累 是根本要求 。索勒里 提出，其核心內(nèi)容是將 生態(tài)學(xué)同建筑學(xué) 相結(jié)合 ，用 符合生態(tài)原則作為新 城市模式 的最高準(zhǔn)則 ， 以提高能源 資源利用率， 消除 城市無 節(jié)制擴(kuò)張引發(fā) 的各種城市問題。生態(tài)學(xué)家約翰 赫爾左格分別對(duì)生態(tài)建筑理論進(jìn)行了豐富和完善。托德提出了 生態(tài)設(shè)計(jì) 要遵循與自然環(huán)境協(xié)同發(fā)展、減少對(duì)自然的破壞以及利用可再生資源三項(xiàng) 原則 。赫爾左格提出建筑師應(yīng)當(dāng)利用技術(shù)含量高的適宜技術(shù)，提高能源資源利用效率， 以 保持生態(tài)環(huán)境的健康，同時(shí)要關(guān)注設(shè)計(jì)的靈 活性和建筑元素的靈活性。 既有建筑節(jié)能的界定 既有建筑節(jié)能是指 對(duì) 已經(jīng)投入使用的建筑物 ，在保證為使用者提供穩(wěn)定舒適的生活和工作環(huán)境的前提下，降低 使用 能耗 ，使其 符合國家節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。 既有建筑節(jié)能首先要面對(duì)如何評(píng)價(jià)一座既有建筑的能耗，以決定既有建筑物是否節(jié)能的問題。例 如，是否是外墻外保溫，是否采用低輻射玻璃和帶呼吸的幕墻等。僅靠采用了多少節(jié)能技術(shù)來決定一座建筑是否節(jié)能，過于簡單化，而且盲目地采用一些不適宜的節(jié)能技術(shù)，不僅提高投資，還可能導(dǎo)致實(shí)際能耗增重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文 2 既有居住建筑的節(jié)能現(xiàn)狀分析 9 加。這種方法希望通過使用一定比例的可再生能源，減少常規(guī)能源的消耗量，來降低建筑實(shí)際的運(yùn)行能源消耗量。 ③ 能源利用效率比較法： 通過建筑物能源利用效率作為建筑物節(jié)能的評(píng)價(jià)指標(biāo)。同樣能源利用效率的建筑，由于使用者的行為模式不同，實(shí)際能耗可有相差很大，建筑節(jié)能的目的是減少建筑物的實(shí)際能耗。a） 熱量，室內(nèi)維持在 22186。而同樣的冬季氣候條件，上海地區(qū)住宅冬季采暖熱泵耗 電5 度，熱泵產(chǎn)熱量 12Kw/（ m2如果折合成全空間、全時(shí)間采暖，計(jì)算出的熱量超過 60Kw/（ m2從能源利用效率看，高于法國南部這座住宅建筑，但實(shí)際能耗又低于法國南部住宅，哪個(gè)更節(jié)能呢？ ④ 實(shí)際能耗數(shù)據(jù)比較法： 在滿足使用者生活需要的前提下，以建筑物實(shí)際消耗的能源作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。 既有居住建筑節(jié)能的現(xiàn)狀 我國 既有居住建筑 具有 規(guī)模大、能耗 高、污染嚴(yán)重等 特點(diǎn) [8]。 現(xiàn)有居住建筑 95%以上為高能耗建筑， 這些建筑的能耗占全社會(huì)總能耗近 30%，加上建材的生產(chǎn)能耗 %，約占全社會(huì)總能耗的 %。若按 65%節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)衡 量，僅每年新增建筑就多耗標(biāo)準(zhǔn)煤近 50 萬噸，多排放 CO2 130 萬噸， SO2 3000噸，煙塵 1500 噸，而全省的既有居住建筑則每年多耗標(biāo)準(zhǔn)煤 1220 萬噸，進(jìn)一步加劇了能源緊缺、空氣污染和環(huán)境惡化的矛盾。隨著人民生活水平的提高，對(duì)建筑 環(huán)境舒適度的需求日益提高，為改變冬冷夏熱的室內(nèi)環(huán)境，空調(diào)和熱水器能耗已成電力緊張的主要因素 ， 建筑使用能耗比例 將 會(huì)日益提高 [9]。 既有建筑布局過于追求整齊劃一，多采用行列式 ，在主導(dǎo)風(fēng)向上建筑物之間遮擋較多，不利于借助 自然 通風(fēng)交換空氣，提高空氣質(zhì)量， 減少建筑空調(diào)能耗 。 二是 建筑體型 不科學(xué) ，能量損失 大 。 三是 屋面處理簡單， 保溫隔熱 性能差。 四是 門窗 氣密性 差，熱量 傳 輸 快。普通玻璃對(duì)進(jìn)入室內(nèi)的陽光沒有任何改變，冬天陽光輻射熱量不足，夏天進(jìn)入室內(nèi)的太陽輻射熱又太高，節(jié)能效果差 ，是節(jié)能改造的另一重點(diǎn)。 墻體一般 用 實(shí)心粘土磚， 24CM 厚，有的在外表刷 墻 漆或貼磁磚作為保護(hù)層，但基本沒有保溫措施，熱工性能較差，空調(diào)和采暖的能耗都較高 ，也是優(yōu)先改造的重點(diǎn)。 大部分采用的是分散式空調(diào)，雖然可以分區(qū)、按需求靈活使 用，但設(shè)備能效比偏低，不利于節(jié)能。 既有居住建筑節(jié)能現(xiàn)狀分析 造成我國既有建筑能耗高，面積大，并且仍然快速增加的原因是多方面的，歸納起來，主要有技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和管理三個(gè)方面的原因。 ① 節(jié)能設(shè)計(jì)水平低。在過去相當(dāng)長的時(shí)期內(nèi)，建筑設(shè)計(jì)主要關(guān)注建筑物的平面布局、空間設(shè)計(jì)以及 造型 設(shè)計(jì)，基本沒有或很少涉及節(jié)能設(shè)計(jì)，導(dǎo)致建造出來的建筑只能提供 基本的居住 功能，而沒有考慮節(jié)約資源能源和居住使用者的舒適性要求。對(duì)節(jié)能設(shè)計(jì)的長期忽視，也造成節(jié)能設(shè)計(jì)工作發(fā)展緩慢，設(shè)計(jì)技術(shù)和手段落后。歐美等發(fā)達(dá)國家普遍對(duì)建筑節(jié)能技術(shù)的綜合研究能力較為重視。美國有勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室，其下屬有很多實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)，分別從事新型建筑材料、能源、光源以至燈具等的相關(guān)研究，并通過企業(yè)將研究成果及時(shí)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，由此顯示了國家實(shí)驗(yàn)室強(qiáng)勁的綜合研究實(shí)力和而向市場的敏銳意識(shí)。 ③ 節(jié)能產(chǎn)品品種少、質(zhì)量不高。國外節(jié)能產(chǎn)品不僅講究質(zhì)量，而且講究人性化設(shè)計(jì)。比如，門窗框過去可供選擇的只有木、鋼和鋁合金三種材料，無法同時(shí)滿足堅(jiān)固耐久和氣密性好的要求；玻璃也只能選擇普通玻璃，熱工性能比現(xiàn)在常用的塑 鋼 和 節(jié)能玻璃等新型節(jié)能材料相差甚遠(yuǎn)，用這樣的材料建造出來的建筑能耗高是必然的。 ① 經(jīng)濟(jì) 發(fā)展水平制約節(jié)能建筑 的 消費(fèi)需求。只有在較低層次的需求得到滿足之后，較高層次的需求才會(huì)有足夠的活力驅(qū)動(dòng)行為。在過去相當(dāng)長的時(shí)期內(nèi)，我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力不 強(qiáng)，人民工資收入水平非常低，對(duì)住房的需求只能停留在有所居最基本的層次上，對(duì) 節(jié)能、舒適這些 功能根本不敢奢望， 整個(gè)社會(huì)消費(fèi)理念是對(duì)住房的需求遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)先于對(duì)節(jié)能住宅的需求。因此，我國大量非節(jié)能住宅的建造和存在是特定經(jīng)濟(jì)條件下的產(chǎn)物。為促進(jìn)建筑節(jié)能工作的發(fā)展，國外發(fā)達(dá)國家采取了許多積極的政策措施，以政策扶持拉動(dòng)建筑節(jié)能。為此，《能源節(jié)約法》鼓勵(lì)企重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文 2 既有居住建筑的節(jié)能現(xiàn)狀分析 12 業(yè)和個(gè)人對(duì)老建筑進(jìn)行節(jié)能改造，并實(shí) 行強(qiáng)制報(bào) 廢措施。 在財(cái)政補(bǔ)助方面，對(duì)既有建筑的節(jié)能改造，給予貸款優(yōu)惠。此外，對(duì)于采用新型技術(shù)，國家還有一定的補(bǔ)助。過去受財(cái)力 制約，國家 無力承擔(dān)推動(dòng)節(jié)能建筑建造改造的激勵(lì)成本；現(xiàn)在盡管有一些信貸、稅收等激勵(lì)性政策，但范圍很窄，力度有限。 管理方面 節(jié)能法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)滯后、社會(huì)節(jié)能意識(shí)不強(qiáng)、監(jiān)督不力是造成大量既有建筑節(jié)能不達(dá)標(biāo)的主要原因。政府對(duì)建筑節(jié)能的行政推動(dòng)不力，缺乏有效的監(jiān)督管理和行政問責(zé)，雖然制定了建筑節(jié)能相關(guān)的法律法規(guī)和政策，但節(jié)能法規(guī)和強(qiáng)制性命令落實(shí)情況不如人意。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：北方地區(qū)的節(jié)能設(shè)計(jì)達(dá)到 90%，但這些做了 節(jié)能設(shè)計(jì)的項(xiàng)目只有 50%左右按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)去做；夏熱冬暖地區(qū) 有 節(jié)能設(shè)計(jì)的占 19%，實(shí)際實(shí)施的有 %；夏熱冬冷地區(qū)有節(jié)能設(shè)計(jì)的占 20%，實(shí)際實(shí)施的有 44%。 ② 節(jié)能法規(guī)體系不健全?！督ㄖā穼?duì)建筑節(jié)能 都是支持、 鼓 勵(lì)、提倡等倡導(dǎo)性條款 ，缺少強(qiáng)制性 。由于 法律法規(guī)體系不配套、可操作性不強(qiáng)， 基 本建設(shè) 的各個(gè)環(huán)節(jié) 從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、質(zhì)量監(jiān)督等對(duì)建筑節(jié)能的監(jiān)管難以實(shí)施。 ③ 節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范更新慢。為預(yù)防再次全球能源危機(jī)，各國紛紛建立了 建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。我國雖然制定了一些設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和節(jié)能規(guī)范，但制定時(shí)間早，內(nèi)容更新慢，強(qiáng)制性不強(qiáng)，落實(shí)效果并不理想，影響了建筑節(jié)能的推進(jìn)。政府及有關(guān)人員對(duì)建筑節(jié)能的重要性和緊迫性認(rèn)識(shí)不足，尚未列入重要議事日程。設(shè)計(jì)和施工單位對(duì)已有建筑節(jié)能法規(guī)政策和強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行不堅(jiān)決。住戶對(duì)建筑節(jié)能關(guān)心度低，不了解圍護(hù)結(jié)構(gòu)和門窗等保溫隔熱性能，不大關(guān)心建筑壽命周期，習(xí)慣于冬天有暖氣、夏天開空調(diào)，缺乏民眾參與和社會(huì)監(jiān)督。全球的氣候條件（太陽輻射、地軸傾斜、空氣流動(dòng)及地形）決定了任何地域的溫度、濕度、輻射能力、空氣流動(dòng)、風(fēng)和天空條件等氣候性質(zhì)，并且氣候作為某一特定地位是一項(xiàng)已知條件 ，是設(shè)計(jì) 、改造 必須遵守的客觀前提。因此，研究氣候的構(gòu)成要素及各地區(qū)的氣候特征，對(duì)于建筑 節(jié)能改造設(shè)計(jì) 十分必要 [10]。 太陽是世界上最大的可再生能源來源，節(jié)能建筑首先在于盡可能地應(yīng)用 太陽光采熱通風(fēng) ，達(dá)到節(jié)能目的。 風(fēng)與氣壓和高度直接相關(guān)。 建筑節(jié)能 要根據(jù) 某一地區(qū)風(fēng)玫瑰圖，確定當(dāng)?shù)囟竞拖募镜闹鲗?dǎo)風(fēng)向，合理利用自然通風(fēng)，同時(shí)注意減少建筑物的風(fēng)陰影。 建筑節(jié)能要 根據(jù) 當(dāng)?shù)販囟群蜐穸鹊姆植紖^(qū)間和持續(xù)時(shí)間，采取相應(yīng)的節(jié)能 技術(shù)措施 調(diào)節(jié)建筑物內(nèi)部微氣候環(huán)境，為使用者提供舒適的生活工作空間。從建筑熱工設(shè)計(jì)角度看，我國可以劃分為嚴(yán)寒地區(qū)、寒冷地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)、夏熱冬暖地區(qū)、溫和地區(qū)五個(gè)氣候分區(qū)， 如圖 。 不同熱工設(shè)計(jì)分區(qū)，節(jié)能設(shè)計(jì)和改造的重點(diǎn)也不同 [13]。因此，采暖是生重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文 3 既有居住建筑的節(jié)能改造設(shè)計(jì) 15 存的基本需求，也是節(jié)能改造設(shè)計(jì)中面臨的主要問題。 夏熱冬冷地區(qū)：大部分地區(qū)夏季悶熱， 7 月平均氣溫 2530 度，年日平均氣溫高于或等于 25 度的日數(shù)為 40110 天；冬季濕冷， 1 月平均氣溫為 010 度；年降水量大，四季相對(duì)濕度變化不大；太陽輻射較低，日照偏少， 12 月至翌年 2 月盛行偏北風(fēng)， 68 月盛行偏南風(fēng)。與北方采暖地區(qū)相比，體型系數(shù)對(duì)夏熱冬冷地區(qū)住宅全年能耗的影響程度要小，節(jié)能 改造時(shí)不應(yīng)追求過 小的體型系數(shù)。 夏熱冬暖地區(qū)：長夏無冬，溫高 濕重，氣溫年較差和日較差均小，雨量充沛，太陽高度較大，日照較少，太陽輻射強(qiáng)烈。 溫和地區(qū)：溫和地區(qū)住宅建筑 節(jié)能改造 設(shè)計(jì)在材料選擇上一般可考慮中等蓄熱性能的材料，并采用連 地構(gòu)造或架空構(gòu)造的形式。南向窗戶設(shè)置外遮陽，東西朝向窗戶設(shè)置活動(dòng)遮陽，以實(shí)現(xiàn)夏季遮陽和冬季加強(qiáng)日照。 同時(shí)，由于既有建筑的布局已經(jīng) 存在，又給節(jié)能改造的 平面設(shè)計(jì)帶來了很大的制約。 平面 節(jié)能 改造 設(shè)計(jì) 遵 循 的原則 ① 向陽原則 。 比如，在住宅高低不同時(shí)，應(yīng)按從南向北高度依次上升的原則布置，停車場等宜位于住宅北面，如圖 所示。日照標(biāo)準(zhǔn)一般由日照時(shí)間和日照質(zhì)量來衡量 [14]。 我國建筑規(guī)范規(guī)定：居住建筑應(yīng)保證充足的日照，住宅建筑日照標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)滿足《住宅建筑規(guī)范》（ GB503522020）規(guī)定的日照時(shí)數(shù)。當(dāng)日照間距確定后，再復(fù)核其他因素對(duì)間距的要求。 圖 避免遮擋 Figure Avoid shading 重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文 3 既有居住建筑的節(jié)能改造設(shè)計(jì) 17 表 我國主要城市日照間距系數(shù)標(biāo)準(zhǔn) Table sunshine spacing coefficient standard of China’ major cities 序號(hào) 城市 名稱 緯度 （北緯） 冬至日 大寒日 現(xiàn)行采用標(biāo)準(zhǔn) 正午 影長率 日照 1h 正午 影長率 日照 1h 日照 2h 日照 3h 1 漠河 53186。 2 哈爾濱 45186。 3 長春 43186。 4 烏魯木齊 43186。 5 沈陽 41186。 6 呼和浩特 40186。 7 大同 40186。 8 北京 39186。 9 天津 39186。 10 銀川 38186。 11 石家莊 38186。 12 太原 37186。 13 濟(jì)南 36186。 14 蘭州 36186。 15 鄭州 36186。 16 西安 34186。 17 南京 32186。 18 合肥 31186。 ② 通風(fēng)原則 。每個(gè)地區(qū)都有不同的冬季和夏季主導(dǎo)風(fēng)向，這對(duì)建筑物朝向的選擇和房間的自然 通風(fēng)能力的充分發(fā)揮具有重要的指導(dǎo)意義。要充分利用 建筑物的布局， 形 成有利的通風(fēng)條件， 改善 建筑物的通風(fēng) 。要避開不利風(fēng)向，在冬季主導(dǎo)風(fēng)吹來方向上，建筑之間應(yīng)當(dāng)形成閉合，做到避風(fēng)節(jié) 能，并盡可能使道路走向與冬季主導(dǎo)風(fēng)向平行，利于避免積雪。要保持后排建筑避開前排建筑的風(fēng)影區(qū)，使小區(qū)內(nèi)通風(fēng)順暢 [15]。 在對(duì)群體建筑進(jìn)行改造時(shí)，可拆除不必要的附屬建筑，確保小區(qū)通風(fēng)和光照。 平面風(fēng)路設(shè)計(jì)的主要措施是對(duì)風(fēng)向、風(fēng)速和流場分布進(jìn)行控制 和 引導(dǎo)，開口的平面位置、進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口的面積比及相對(duì)位置是影響風(fēng)向、風(fēng)速和流場分布的重要因素。 較為 可行的 節(jié)能 改造措施 ① 優(yōu)化 建筑體型。在 改造 設(shè)計(jì)中考慮建筑體形對(duì)節(jié)能的影響時(shí)，應(yīng)把握控制體形系數(shù)、日輻射得熱量和避風(fēng)三個(gè)因素。體形系數(shù)越大， 建筑 物散熱越快 ， 越不節(jié)能 。 減少建筑面寬，加大建筑幢深。 日輻射得熱量：冬季得熱 越多，建筑節(jié)能效果越明顯。圖 顯示相同體積建筑排列成不同體型和朝向時(shí)的日輻射得熱情況。 避風(fēng)： 當(dāng) 風(fēng)吹向建筑物 時(shí) ， 會(huì)在建筑物背風(fēng)面產(chǎn)生風(fēng)陰影，在風(fēng)陰影區(qū)內(nèi)，風(fēng)速 、風(fēng)壓 低，流場紊亂。建筑物越長、越高、進(jìn)深越小，其背面產(chǎn)生的風(fēng)陰影區(qū)越大 如圖 。 ② 在單元入口設(shè)置擋風(fēng)門斗。對(duì)于北方地區(qū)的住宅來說，冬天開啟時(shí)會(huì)有大量冷空氣灌入樓梯間，會(huì)使該單元住宅室溫下降 1~3 度，多消耗的熱能達(dá)到全部采暖能源的 10%。因此，北方地區(qū)在既有住宅單元的出入口加裝保溫門、 設(shè)置擋風(fēng)門斗就十分必要。 ③ 增 加 綠化和水景。 綠化主要通過圖 體型與得熱 Figure The relationship between