把握時(shí)機(jī)建造高質(zhì)量及低能耗建筑
一、中國(guó)節(jié)能建筑的形勢(shì)
從中國(guó)目前建筑業(yè)發(fā)展的總體看，其主要特點(diǎn)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(zhǎng)，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(jì)未能充分考慮氣象因素，促使建筑不得不動(dòng)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(zhǎng)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(jì)，97年中國(guó)大約有350萬臺(tái)空調(diào)機(jī)出售，空調(diào)廠自1985年以來增長(zhǎng)了13倍，而這些空調(diào)設(shè)備需要足夠的電力。在長(zhǎng)江地區(qū)，夏季空調(diào)高峰期，住宅建筑耗電量已占整個(gè)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(jì)領(lǐng)域沒有卓有成效的節(jié)能手段，市場(chǎng)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(yùn)用方法缺乏對(duì)氣候條件的了解，能量耗費(fèi)大，效益差。建筑師對(duì)建筑節(jié)能技術(shù)認(rèn)識(shí)不足。
二、中國(guó)的時(shí)機(jī)
西歐的發(fā)達(dá)國(guó)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(shí)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(guó)國(guó)情的有效技術(shù)傳播到中國(guó)，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(diǎn)和不同點(diǎn)，而中國(guó)自身不同地區(qū)又有不相同點(diǎn)。如上海的許多大型建筑，大量引進(jìn)和使用美國(guó)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(duì)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(fèi)許多能源。在歐洲一項(xiàng)運(yùn)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(yùn)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(jì)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(shí)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)厝昝啃r(shí)的氣象數(shù)據(jù)，就能計(jì)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(shí)間和幅度。
什么是設(shè)計(jì)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(jì)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(gè)最重要的參數(shù)。
（1）熱得失率或太陽對(duì)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(duì)建筑室內(nèi)自由溫度的影響。
（2）熱量的時(shí)間常數(shù)τ=c/k，它是表示室內(nèi)熱慣性的一個(gè)量。這兩個(gè)參數(shù)對(duì)自由溫度的影響是很簡(jiǎn)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(dòng)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(dòng)也越大。
。時(shí)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(gè)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。