我國20世紀60年代中期至70年代，由于片面的強調(diào)降低基本建設的造價和減輕結(jié)構(gòu)自重，導致一再削弱維護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱水平，采暖和空調(diào)能耗大    ，經(jīng)濟和社會效益都很差�，F(xiàn)我國建筑用能已接近全國能源消費總量的1/3。
    建筑在我國分為工業(yè)建筑和民用建筑。工業(yè)建筑本身能耗不大,所以國家還未對工業(yè)建筑作節(jié)能方面的要求。民用建筑又分為兩大類：居住建筑和公共建筑.在各專家編寫規(guī)范之前的社會調(diào)查階段中由電業(yè)總局與燃氣公司提供的數(shù)據(jù)顯示：就目前中國居民的消費水平和消費習慣而言，居住建筑能耗與公共建筑或國外居住建筑相比是非常少的。居住建筑提倡節(jié)能設計，目的是提高人們生活的舒適性。而公共建筑提倡節(jié)能設計才是建立集約型社會的關鍵環(huán)節(jié)。公共建筑分為以下幾類：辦公建筑(寫字樓、政府部門辦公樓)，商業(yè)建筑(商場、金融建筑),旅游建筑(旅館、娛樂場所)，科教文衛(wèi)建筑(文化、教育、科研、醫(yī)療、衛(wèi)生、體育)，通信建筑(郵電、通訊、廣播)以及交通運輸(機場、車站等)。有數(shù)據(jù)顯示：就政府部門辦公樓每年所消耗能量相當于全國八億農(nóng)民全年全部的能耗：辦公室里夏天穿毛衣御寒、冬天襯衣短袖解署、白天亮燈辦公、熱水機飲水機下班后沒人關�，F(xiàn)在全球范圍內(nèi)已開始能源緊張，尤以中國較為嚴重，隨著中國經(jīng)濟的高速發(fā)展,對能源的使用和節(jié)約就更加迫切了。
    其實建筑節(jié)能并不是一個新的課題，而是建筑基礎學科—建筑熱工學的一個部分，我國也早在1993年頒布了相應的規(guī)范《民用建筑熱工設計規(guī)范》， 1996年頒布了《民用建筑節(jié)能設計標注(采暖居住建筑部分)》, 2001年頒布了《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準》，這些規(guī)范的頒布，也反應了我國建筑節(jié)能的發(fā)展軌跡：由北向南，由居住建筑到公共建筑。但由于種種原因，這些規(guī)范的條款未列入國家強制性條文范圍內(nèi)，各地也未發(fā)布政府令加以強調(diào)，所以執(zhí)行力度也未達到應有的效果。但2005年7月1日頒布實施的《公共建筑節(jié)能設計標準》中有許多條款被列入國家的強制性條文內(nèi),相應的各地政府發(fā)布了具有地方法律效力的法令,上海市在2005年6月13日發(fā)布的政府令第50號：《上海市建筑節(jié)能管理辦法》強制規(guī)定：自2005年7月15日起新建住宅與政府投資的公共建筑必須進行節(jié)能設計。《辦法》的第九條與第十條分別對設計單位與圖紙審查機構(gòu)提出具體的要求。所以，對于建筑設計單位,建筑的節(jié)能設計已經(jīng)進入了一個全新的時期！
    以下著重介紹《公共建筑節(jié)能設計標準》對有關建筑部分的要求�！稑藴省繁葎偛盘岬揭酝�的有關規(guī)范要嚴格些,按照本標準設計,與未采取節(jié)能措施前相比，全年能耗應減少50%�！稑藴省返恼鹿�(jié)不多,共7頁17條,但簡明扼要,省去了復雜的熱工公式,歸納總結(jié)出來幾點要點，強調(diào)了規(guī)范的實用性。涉及到的基礎知識及術語結(jié)合規(guī)范本身展開敘述：
    一,熱工設計的分區(qū)：按照我國的氣候條件,劃分為五個分區(qū):嚴寒地區(qū),寒冷地區(qū),夏熱冬冷地區(qū),夏熱冬暖地區(qū)以及溫和地區(qū)。
    熱工分區(qū)的基本規(guī)律是：嚴寒地區(qū)和寒冷地區(qū)基本是我國的三北地區(qū)：東北,華北,西北。這些地區(qū)的地域遼闊，面積大，建筑節(jié)能設計起步也比較早，經(jīng)驗相對來說比較豐富，主要考慮的是冬季保溫。夏熱冬冷地區(qū)大體上是長江中下游地區(qū)，如：成都、武漢、南京、上海等，這些地區(qū)的建筑的節(jié)能設計由于歷史原因起步較晚，面積雖然不是最大，但人口密度高，也是我國經(jīng)濟最發(fā)達地區(qū)，可以說這一地區(qū)的節(jié)能潛力最大，效果也會最明顯。設計考慮的是冬季保溫與夏季防熱兼顧。夏熱冬暖地區(qū)大體上是華南地區(qū)：福州、廣州、南寧、臺北等。這些地區(qū)的建筑設計主要考慮的是夏季防熱。溫和地區(qū)，冬暖夏涼，四季如春，如：昆明、西昌、元江等。一般可不考慮夏季防熱，部分地區(qū)注意冬季保溫�！豆�共建筑節(jié)能設計標準》在這五個分區(qū)的基礎上根據(jù)公共建筑節(jié)能的設計特點作了些調(diào)整：把嚴寒地區(qū)細分為嚴寒A區(qū)與嚴寒B區(qū),而溫和地區(qū)不強制執(zhí)行節(jié)能設計標準。
    二,體形系數(shù):即建筑的外表面積與體積之間的比值.體形系數(shù)越小就越有利于節(jié)能,減少外表面與室外空氣的接觸,就能減少散熱。與以往的規(guī)范不同，新的《標準》中弱化了體形系數(shù)的概念，只在4.1.2條規(guī)定嚴寒地區(qū)與寒冷地區(qū)對體形系數(shù)的限制是≤0.4，其他地區(qū)該系數(shù)對建筑的節(jié)能體現(xiàn)不明顯,所以不作限定。
    三,熱傳導系數(shù)：這個概念是本標準的核心名詞.所有的圍護結(jié)構(gòu)：門、窗、外墻、屋頂以及地面都圍繞這個概念展開的。圖紙審查或政府檢查部門的抽查也是這個數(shù)據(jù)。她的名詞解釋為：圍護結(jié)構(gòu)兩側(cè)空氣溫度差為1℃，1h通過1m2面積傳遞的熱量，單位W/m2.k 。簡單的說便是熱量在某種材料里傳遞的速度,速度越小,那么這種材料的隔熱性能也就越好。怎樣求得這個數(shù)據(jù)呢？ 傳熱系數(shù)K0＝1/ R0 。
    R0 ，傳熱阻 ：R0 ＝ Ri + ∑R + Re 單位：m2/K .W
    Ri 與Re 分別是材料內(nèi)外表面的換熱阻。他們是固定數(shù)據(jù)，可由表差得：0.11m2/K .W 0.04m2/K .W 。
    ∑R是各層材料的熱阻之和。某單層材料的熱阻R=δ／λ，δ為該材料的厚度，單位是m，λ為該材料的導熱系數(shù)，單位是W/m .K。λ為此公式求值過程中的關鍵數(shù)據(jù)，也是每種材料的固有的屬性。她的名詞解釋為：1m厚的物體，兩側(cè)空氣溫度差為1℃，1h通過1m2面積傳遞的熱量，單位W/m.k 。通常把導熱系數(shù)λ小于0.3 W/m .K并能用于絕熱工程的材料，叫做絕熱材料。導熱系數(shù)是絕熱材料的最重要最基本的熱物理指標。例如：普通混凝土λ＝1.74W/m .K，鋼筋混凝土λ＝1.51W/m .K，多孔磚λ＝0.58W/m .K，聚乙烯泡沫塑料λ＝0.047W/m .K，聚氨酯硬泡沫塑料λ＝0.0216W/m .K，（這種材料在全球范圍內(nèi)尤其在歐美等發(fā)達國家作為建筑絕熱工程中最普遍使用的材料），而鑄鐵λ＝49.9W/m .K。實際的工程應用中，卡特比勒辦公樓的外墻部分設計采用聚異氰脲酸酯（PIR），這種更新型的材料λ＝0.020W/m .K，屬絕熱材料。這便是維護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)K值的求解過程。
 下面結(jié)合《公共建筑節(jié)能設計標準》對上海地區(qū)的各部分圍護結(jié)的隔熱要求構(gòu)逐一探討：
1.屋面：K≤0.70W/m2.k
    我們的習慣做法一般可以滿足這個要求。例如：120厚現(xiàn)澆混凝土樓板＋20厚水泥砂漿找平層＋泡沫混凝土找坡層最薄30厚＋40厚的λ＝0.03W/m .K擠塑板（XPS）＋防水層＋20厚水泥砂漿保護層，這樣的做法就可以達到K≤0.60W/m2.k。須注意關鍵的保溫層一般應選用40厚擠塑板，若選用聚苯板，厚度應增加至60。
2.外墻：K≤1.0W/m2.k
    不作外墻保溫的習慣做法是絕對達不到這個新規(guī)范要求的。例如：20厚水泥砂漿＋240厚多孔磚＋20厚水泥砂漿的無外墻外保溫的傳統(tǒng)構(gòu)造傳熱系數(shù)K＝1.66W/m2.k，即便在前段時間簡易的外墻保溫做法－保溫砂漿，也達不到規(guī)范的新要求。經(jīng)計算得知：在墻體與外墻砂漿之間增加20厚的λ＝0.03W/m .K擠塑板，這樣的構(gòu)造使得外墻整體的傳熱系數(shù)K＝0.86W/m2.k<1.0W/m2.k。這叫做外墻外保溫技術，是業(yè)界內(nèi)公認的一種效果很好的做法。他的優(yōu)點是技術成熟，產(chǎn)品壽命較長，也可使外墻的主要部分受到保護，大大降低溫度應力的起伏，提高結(jié)構(gòu)的耐久性。但他的缺點是在高層建筑中有安全隱患，外墻面磚的做法受到限制。外墻內(nèi)保溫的做法不能很好的解決建筑熱橋的問題，同時房間內(nèi)部使用和改造都受到很大的限制，所以現(xiàn)在工程上已很少用這種做法了。還有一種做法叫做中間保溫，做兩層墻，中間夾保溫材料，這種做法效果好，是建筑保溫的發(fā)展趨勢，國外的工程中這種做法早已普及，在我國的發(fā)展受到限制主要是因為一造價高，二構(gòu)造做法與現(xiàn)行的做法差別太大，影響面廣，難以一時普及。
3.外窗部分
    由于外窗在建筑中變化豐富，窗框材料、玻璃品種，有無遮陽等都會嚴重影響建筑熱工性能，所以，規(guī)范在這部分的規(guī)定并沒有一刀切。根據(jù)窗墻比系數(shù)的不同，對窗體的要求分成不同的幾類。所謂窗墻比，并非窗和墻的面積的比值，而是窗與其所在墻體的面積之比。規(guī)范在保證外窗自然采光的范圍內(nèi)鼓勵窗的面積越小越好，即窗墻比越小越好。因為就現(xiàn)在已知能做到的最好的窗：雙玻中空雙腔充惰性氣體40厚，鋁合金斷熱型材，這種窗體構(gòu)造的傳熱系數(shù)K＝1.5W/m2.k，而普通的單玻鋁合金窗的傳熱系數(shù)K＝6.4W/m2.k，是墻的6倍。據(jù)統(tǒng)計，通過窗流失的熱量占建筑能耗的46％，因此控制窗墻比是個有效的節(jié)能手段�！稑藴省分袕娭埔�(guī)定“建筑每個朝向的窗（包括透明幕墻）墻面積比均不應大于0.7”，此規(guī)定一出，必將會極大的影響建筑外觀，金茂大廈或者東方藝術中心等全玻璃的建筑勢必會大大的減少。夏熱冬冷地區(qū)（上海）是這樣詳細規(guī)定的：當窗墻比≤0.2時，窗的傳熱系數(shù)K≤4.7W/m2.k。在實際工程的應用中，塑鋼單玻窗或鋁合金雙玻窗可以滿足要求，但鋼鋁單玻窗不滿足要求。由此可見，在任何情況下，普通鋁合金單玻窗是達不到要求的，必將會面臨被淘汰的境地；當窗墻比在0.2和0.3之間時，窗的K≤3.5W/m2.k。雙玻鋁合金中空（16厚空氣層）的傳熱系數(shù)K＝3.6W/m2.k，同樣不滿足要求，若改為斷熱橋的鋁合金型材便滿足。當窗墻比在0.3和0.4之間，窗的傳熱系數(shù)K≤3.0W/m2.k。斷熱橋鋁合金中空玻璃可以滿足要求。當窗墻比在0.4至0.5之間，窗的K≤2.8W/m2.k。當窗墻比在0.5至0.7之間，窗的K≤2.5W/m2.k，一般情況下中空充惰性氣體玻璃鍍膜斷熱橋鋁合金的窗體構(gòu)造可滿足要求。以上為《公共建筑節(jié)能設計標準》對窗的要求，窗體構(gòu)造部分是平時總結(jié)的一般規(guī)律，規(guī)范并未提及，在遇到實際工程應進行具體分析和計算�！稑藴省烦�了對窗的傳熱系數(shù)做了具體規(guī)定外，還有另外一個有關窗的概念影響建筑的熱工性能：遮陽系數(shù)，SC值。簡言之，對太陽光的遮擋程度。共兩種形式：有外遮陽式，無外遮陽式。并不是一提到遮陽就得在室外設置外遮陽擋板，無外遮陽時，通過玻璃的鍍膜，也會產(chǎn)生遮陽的作用，當然規(guī)范提倡在夏熱冬冷地區(qū)設置外遮陽措施�！稑藴省愤@樣規(guī)定：有外遮陽時，遮陽系數(shù)＝玻璃的遮陽系數(shù)×外遮陽的遮陽系數(shù)；無外遮陽時，遮陽系數(shù)＝玻璃的遮陽系數(shù)。遮陽系數(shù)越小，阻止陽光進入室內(nèi)的效果就越好。外遮陽系數(shù)雖有很復雜的公式，但很容易理解。無外遮陽時，玻璃的遮陽系數(shù)是這樣求得的：以3mm的標準白玻璃的太陽光透過率0.89為基數(shù)，建筑物所使用玻璃的太陽光透過率除以0.89得出的數(shù)字就是玻璃的遮陽系數(shù)�！稑藴省芬�(guī)定窗墻比≤0.2時，外窗玻璃的SC不作要求，其他情況的窗墻比要求SC在0.4和0.6之間，東南西向的玻璃鼓勵鍍膜。 
    至此《公共建筑節(jié)能設計標準》的主要的硬性內(nèi)容就總結(jié)完成了，最后，《標準》還提到了一個軟概念：權衡判斷，為尊重建筑師的創(chuàng)意，在設計過程中，即便有違反強制性條文的做法，也不一定會因此不能通過審查，可以通過提高建筑其他部分的的性能來滿足整體建筑的計算能耗。
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