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建筑节能对建筑外立面的影响

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摘要:现代建筑的材料选择,相较以前发生了很大的改变,这种改变体现了如今对美观的追求、对特色的追求,同时体现了节能减排、低碳生活的理念。本文将探讨建筑节能建筑外立面影响的问题,并提出解决措施。

关键词:建筑节能;建筑外立面;建筑材料

Abstract: the modern building materials selection, compared with before changed a lot, this change reflects the beautiful pursuit, now to the pursuit of characteristic, and at the same time embodies the energy conservation and emission reduction, low carbon life concept. This paper will explore the energy conservation of the building to building facade of influence, and put forward solutions.

Keywords: building energy efficiency; Building outside elevation; Building materials

中图分类号:TU201.5文献标识码:A文章编号:

一、建筑节能

进入新世纪以来能源的急剧减少与需求量的急剧增加,都日益凸显出能源这一世界性问题的紧迫性,在当前的经济环境下,依赖能源来创造经济财富依然是人类创造财富的重要手段。化石能源是人类所利用能源中占比重最大的一种,而其不可再生性使得这种不可承受之重已然接近饱和状态。二十一世纪,哪个国家能够解决能源问题,哪个国家就可以掌控人类发展的命脉。

在能源的各种利用途径中,生活用能与工业用能是排在前两位的,世界人口已经突破70亿大关,生活用能的问题将会继续困扰着人类。在经济转型、绿色经济的口号下,人们日益认识到节能的重要性,因此,建筑节能迫在眉睫。我国建筑业经过了长期曲折的发展,目前各个环节已经比较成熟,在节能的情势下,要抛开许多以前铁的规律,必然会有一定的阵痛。可喜的是,中国的建筑业已经接受了节能这一理念,在节能的道路上迈开了很大的步子。在本文当中主要讨论的是建筑节能对建筑外立面的影响,所以对建筑内部的节能问题不做过多论述

(一).城市居民建筑节能内涵

城市居民建筑节能即城市民用建筑节能,是指在新建设的民用建筑中改变以往的用能方式,将能耗减低到最小值;同时,改变以前对于化石能源的严重依赖,逐渐采用新型能源,为居民供暖、供能。这一领域目前中国有很多大企业是出于世界领先地位的,并且已经将技术传输到了英国、德国等欧洲发达国家。民用建筑节能之所以紧迫,是因为人是城市的主体,人的居住场所在城市建筑中所占比例最大。中国目前的经济支柱是房地产业,房地产业面向的最大的市场便是民用建筑。在民用建筑节能领域,依然需要走很长的路。

(二).建筑外立面内涵

建筑外立面是指建筑本身与外部环境接触的地方,即一般理解的建筑的外墙,包括窗户等。建筑的外立面可以使用很多的建筑材料,如瓷砖、水泥、玻璃等,也有较为现今的聚合化学物等。传统的建筑外立面没有考虑到节能这一问题,所以使用的材料虽非全部都是高耗能的材料,但是无法体现节能思想。在现代建筑的外立面建设上,节能已经成为必须考虑的部分。

二、建筑外立面节能的措施

建筑外立面的节能变成可能,得益于当前科技手段的支持,科技是第一生产力,应用到建筑领域也是如此。建筑外立面的首要因素是安全,无论用什么材料都必须保证外立面与整个楼体的安全性,如果因为采用最节能的材料而使安全性降低,那这种改变是一种无用功。因此,不能孤立的看待建筑外立面的节能,要将它与建筑的整体构造联系起来。在建筑设计的整体背景下,建筑外立面也应当考虑建筑的物理和力学特征,这种联系使得各种考虑都能够包括在内,从而有最合适的选择。

(一).建筑外立面与建筑材料的关系

建筑外立面材料的选择应当与整个建筑所用材料在整体上是相适应的,这种适应体现在材料粘合的稳固性,以及能源的使用率上。一般建筑节能最大的问题是应对各种天气,如风霜雨雪晒冻等等,在选择安全的材料的同时,各种天气和气候不会对建筑的外立面造成损坏,同时能够达到抵御不同天气状况对建筑外立面的影响。在这种关系当中,保温与散热是最重要的两个方面。

1.保温

建筑节能需要建筑外立面保证其相应的功能,同时能够起到节能的作用。保温性是应当考虑的一个大的方面。建筑外立面有了保温的功能,会使冬天室内用能大大减少。在外立面保温的设计中,要做到不对承重柱和承重墙产生影响。在非承重功能的区域,尽量使用节能材料。非承重功能的墙体主要包括两个方面,一个是非可视性区域,一个是可视性区域。在非可视性区域的材料选择比在可视性区域的选择要宽,可变化性也大,而可视性区域目前只有外墙玻璃一种材料可以选择。在非可视性区域,外立面除了要保证使用材料能够达到节能的目的以外,

建筑构造以及外立面厚度也应当考虑在内,使这种设计的功能达到最优状态。如果使用对了材料,而厚度不够,也不能达到节能的目的。非可视性区域的节能是建筑外立面节能设计中最重要的部分所以要着重考虑。

2.散热

建筑外立面散热的考虑与建筑外立面保温的考虑一样,都是应对天气对建筑物的影响而进行的考虑,它们在理论上是相同的。在冬季需要保温,而到了夏季就需要对建筑物进行散热。建筑外立面散热可以减少室内空调的使用,有效地减少电能消耗。选择建筑外立面材料,在考虑散热的同时,也应当考虑减少对干热空气的吸收率,若室内温度低于室外温度,要防止高热的空气流向低热的空气,防止室外的高温影响到室内的相较低温。采取的措施有关闭建筑外立面,这种做法主要是关闭窗户,同时,在窗户玻璃的选择上也可以做文章,选择吸热效果差的玻璃。在建筑外立面的非可视区域,也可以选择吸热效果差的材料,这样可以达到上述效果。

3.材料吸热性

选择建筑外立面材料,要考虑它的吸热性。吸热性差的材料,能够在冬天防止室内相较高的温度流向室外,在夏天室外相较高的温度流向室内。这种选择可以有效减少室内空调的使用,减少能耗,同时对建筑外立面本身也是一种保护。在物理上,物质有热胀冷缩的属性,如果一个物质的吸热性过强,在由高温转向低温、或有低温转向高温的构成中,一胀一缩,会使它的分子结构发生变化,这种变化如果是整体进行的,或者作用非常强烈,会使整个外立面产生损坏,最终形成肉眼可视的裂隙。裂隙的产生会减少外立面的使用寿命,同时对建筑本身的安全而言也是一个隐患。在选择外立面建筑材料的过程中,一定要考虑建筑材料的吸热性,把它的节能功效发挥出来,同时也要保护它自身不受或减少受到影响。

三、因地制宜与探索精神

(一).因地制宜

在马克思主义方法论中,具体问题具体分析是非常重要的一个方面。具体到建筑外立面的节能设计上,不同地区的不同气候类型需要因地制宜地选择。我国主要的气候类型包括亚热带季风气候、暖温带大陆性季风气候、寒温带季风气候、温带大陆性季风气候。不同的气候造就了各地不同的建筑,如闽广一带的土楼、皖南的白墙建筑、东北的矮墙建筑、西北的窑洞,这些传统建筑对于现代建筑的节能方面依然有借鉴意义。在不同地域进行建筑物建设时,要考虑到当地的气候特点,如冷热、干湿、雨水酸碱度、日晒强度、台风等等。在这些气候特点中,有许多是可以利用的,比如日晒强度、冷热等等。在立面墙体上可以使用吸热效果较差的材料,以减小物理伤害,但在建筑物的屋顶可以使用能吸收转化热能的材料或设备来利用这些自然资源,也可以起到节能的作用。其实这些做法已经改变了传统的建筑外立面形态,比如今天大部分的建筑屋顶上都有一个个并排而立的太阳能吸热器,在人们的日常生活中也已经接受了用太阳能来烧热水的观念。

(二).探索精神:慕尼黑安联球场的启示

现代建筑已经改变了以往中规中矩的建设观念,许许多多奇形怪状的建筑被人们建起,矗立在世界各地,在这些新思维的建筑物被设计之处,无一例外的考虑到了建筑外立面对节能的影响,比较著名的是位于啤酒城德国慕尼黑的慕尼黑安联球场,是拜仁慕尼黑的主场。安联球场看起来像是一个巨大的潜水艇,外立面是一个个连接起来的巨大菱形气垫,使用的材料是ETFE(四氟乙烯),目前安联球场所有的电力供应都是由这种材料吸收转化的太阳能提供的,而ETFE目前已经为国内建筑所应用,比较著名的是奥运会水上项目的主体育馆“水立方”。

这个建筑启示我们要有探索的精神,建筑材料不能只局限于传统的材料,在能源日益紧缺的今天,应当探索更能为节能减排做贡献的建筑材料,将其应用到建筑外立面上。这种变化不仅能使建筑物的外立面功能得到优化,也是建筑物外观变革的一个契机。

总结:

现代社会中,节能理念已经深入到各个领域,建筑节能可以有效减少能源的使用,建筑外立面的设计也可以加入加深这种变化。选择建筑外立面材料,在保证其安全性的同时,将会更多的考虑节能理念。

参考文献:

[1]柏丽. 浅析民用建筑节能与建筑外立面设计关系[J].城市建设理论研究,2011(14)

[2]边颖. 基于工作过程的建筑外立面设计课程改革[J].职业技术教育,2009(30)