大型场馆节能改造新措施

关键词：大型科技类场馆；节能改造；被动式技术 

　　1 被动式节能技术概述 

　　被动式建筑设计理念就是尽量不使用常规能源，只利用自然界的阳光、风等可再生资源，从规划、设计等环节配合以实际环境特征进行改善和创造出舒适健康的居住条件。它所强调的是：设计方法要根据当地气候条件进行合理组织，充分考虑建筑居住功能和形式要求等。 

　　在国内外很多传统建筑中也有较多采用被动式节能设计策略，虽然地理位置不同，但在相似气候条件下的建筑形式却很相似。正如“形式追随气候”的说法一样，即使这论断不完全正确，但是在物质资源匮乏的条件下，想要拥有舒适健康的环境，就得依靠建筑本身来实现，这就使得建筑必须和外界环境相融合，最大限度的利用自然为人类提供的物质条件，减小气候对建筑热环境的不利影响。和被动方式相对应的是主动是建筑技术，主动式建筑技术是依靠对可再生资源的直接利用或者通过机械设备对可再生资源利用为建筑内部供冷或供暖。被动式节能技术的合理运用可以为建筑所有者和使用者带来很大好处： 

　　（1）运行能耗：全年较低的能源消耗。 

　　（2）投资：生命周期成本低，经济回报高，相对于未来能源价格的上涨又有很高的经济独立性，这些将导致更高的使用率和满意度，随之而来的是较高的建筑价值和较低的风险。 

　　（3）舒适性：更好的热舒适性，减少对产生噪声的机械设备的依赖。 

　　（4）工作效率：增加的日照，高质量馆内光环境可以提高生产效率。 

　　（5）维护费用：减少对机械系统的依赖，从而降低建筑维护成本。 

　　（6）环保：降低对不可再生能源利用和对化石燃料的依赖。 

　　2 大型场馆节能改造新措施 

　　2.1 被动式太阳能建筑采暖 

　　被动式太阳能建筑无需机械设备就能获得太阳能采暖，而主动式则相反。被动式太阳能采暖是将建筑朝向和周围自然、人文环境进行合理组织分布，对外部体形和内部空间做相应的技术处理，同时恰当的选择建筑材料进行结构构造来获得热量，解决冬季建筑物采暖问题。按对传热获取方式的不同，被动式太阳能建筑采暖分为直接式、间接式、混合式。 

　　（1）直接式 

　　直接式是被动式采暖系统中最简单的形式。这种方式与一般建筑外形相似，外部艺术处理灵活，不需额外增加特殊集热装置，最容易推广。房间本身是一个集热、储热体。夏季太阳光透过南向玻璃窗进入馆内，地面和墙体吸收储蓄热量，表面温度逐渐升高，吸收的热量部分以对流方式供给馆内空气，部分以辐射方式与其它周围结构内表面进行热交换，还有一部分则由墙体和地板把热量传入馆内储存起来。冬季没有日照时，吸收的热量释放出来，加热馆内空气，维持室温，其余热量传递到馆外。直接式获取太阳能集热方式，适用于与立面结合，能够创造出简约、现代的立面效果。 

　　（2）间接式 

　　在采暖期，间接式有附加阳光间和特朗伯集热墙两种较实用形式。特朗伯集热墙是近些年发展起来的一种外墙集热系统。特朗伯墙是将集热墙向阳外表面涂以深色的选择性涂层加强吸热并减少辐射散热，它吸收了最古老的利用厚厚的热惰性建筑材料来维持馆内温度的做法，但是又具备自身更轻便和较高热效率及更主动的适应气候变化的能力，使得该墙体成为集热器和储热器。冬季白天，通过被加热的空气间层中的空气，经由墙顶和底部透气孔向馆内供暖。冬季夜间主要依靠墙体白天自身的蓄热向馆内传递热量，维持馆内温度。 

　　（3）混合获取方式 

　　综合以上通过窗体直接吸收热量的直接式和运用阳光收集器的间接获取太阳能方式，使房间内部更加有效的吸收太阳辐射热，促进馆内热量的高效可控循环。 

　　2.2 提高窗户玻璃的隔热能力 

　　窗户是建筑物内外热交换最活跃的部位，窗户可以造成热损失为建筑墙体的5～6倍。窗户能耗是整个建筑能耗的2/5，由此可见控制好玻璃门窗的传热是整个建筑节能的重要环节。 

　　（1）选用合适的窗墙比 

　　现代建筑往往为了美化装饰加大窗洞口面积，造成功能性正常适用的情况下，建筑内部机械耗能增加。从节能角度考虑，窗口大小的选择应该根据建筑朝向、建筑使用功能、外部景观的欣赏等因素进行综合客观地考虑应用。 

　　（2）选择合适的门窗构造 

　　从表1可以看出，增加窗户的玻璃层数，同时利用空气夹层可以有效改善窗户隔热效果，提高节能率。从传热学方面解释，增加一层外窗户玻璃，传热量相应减少40%。 

　　（3）节能玻璃的使用 

　　玻璃的材料各有特点，在采光要求高、由被动式太阳辐射采暖需求的建筑中，使用透明玻璃是较好的选择；在需要解决过高的亮度比所造成的眩光问题的建筑中和需要避免太阳辐射造成制冷负荷增加的地区可以使用热反射玻璃；另外吸热玻璃和光谱选择型玻璃较为灵活，能在采光和得热控制中较好平衡。 

　　结语 

　　本文通过对被动式建筑技能策略进行系统的阐述，使被动式建筑在读者面前有一个整体的认识和解读。笔者近几年对被动式建筑的理论学习和实地考察发现，被动式节能策略不仅适用于新建建筑，对既有大型场所的改造项目也同样适用，节能空间非常大，节能效果相当明显。 

　　[1]涂逢祥.建筑节能[M].北京：中国建筑工业出版社，2010，08. 

　　[2]张国强，尚守平，徐峰.可持续建筑技术[M].北京：中国建筑工业出版社，2009.