與傳統(tong)玻璃幕(mu)墻(qiang)相比,雙(shuang)層(ceng)(ceng)(ceng)玻璃幕(mu)墻(qiang)在一定程度(du)上(shang)可(ke)改善建(jian)筑的(de)(de)熱(re)工性能(neng)然而,其(qi)優(you)勢(shi)能(neng)否發揮,還取決于建(jian)筑和(he)幕(mu)墻(qiang)的(de)(de)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)是否合(he)(he)理(li).目前世界上(shang)時雙(shuang)層(ceng)(ceng)(ceng)玻璃幕(mu)墻(qiang)節能(neng)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)的(de)(de)研究進展仍以基礎(chu)研究為主,相對(dui)于直接指導(dao)工程設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)仍有(you)距(ju)離該文在綜述國內外理(li)論和(he)實驗研究現(xian)狀的(de)(de)基拙上(shang),根據國內目前該類(lei)建(jian)筑設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)的(de)(de)合(he)(he)作方(fang)式和(he)流程,提出(chu)根據方(fang)案(an)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)、初步設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)和(he)施工圖設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)三個階(jie)(jie)段的(de)(de)不(bu)同任務(wu)采取相應的(de)(de)輔助設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)方(fang)法,強調(diao)應加強時以往設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)經驗的(de)(de)總(zong)結,以指導(dao)建(jian)筑師在方(fang)案(an)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)階(jie)(jie)段正確把握雙(shuang)層(ceng)(ceng)(ceng)玻璃幕(mu)墻(qiang)和(he)建(jian)筑設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)的(de)(de)結合(he)(he),實現(xian)有(you)效節能(neng)。
1背景
當今玻(bo)璃(li)幕(mu)(mu)墻(qiang)在(zai)現(xian)代(dai)建筑(zhu),特別是高(gao)層(ceng)辦(ban)公(gong)建筑(zhu)中(zhong)的(de)風靡程度有增(zeng)無減(jian),它幾乎是世界(jie)各大(da)城市(shi)辦(ban)公(gong)樓立面的(de)一(yi)(yi)致選擇。主要(yao)原因之(zhi)一(yi)(yi)是人們的(de)審美傾(qing)向仍然受現(xian)代(dai)主義風格(ge)的(de)影響,而(er)(er)玻(bo)璃(li)幕(mu)(mu)墻(qiang)不僅外觀簡潔、通透、富有現(xian)代(dai)感,甚至可(ke)以象征企業(ye)(ye)實力和(he)形象.因而(er)(er)受到(dao)眾多業(ye)(ye)主和(he)建筑(zhu)師的(de)青睞(lai)。然而(er)(er),人們為了(le)這種(zhong)獨特的(de)外觀也付出(chu)(chu)了(le)沉(chen)重的(de)代(dai)價,由(you)于傳(chuan)統玻(bo)璃(li)幕(mu)(mu)墻(qiang)的(de)保(bao)溫、隔熱(re)性能均遠不及傳(chuan)統墻(qiang)體,又缺乏(fa)合理減(jian)少夏季(ji)太陽(yang)過熱(re)的(de)措施(shi),大(da)大(da)增(zeng)加(jia)了(le)該(gai)類(lei)建筑(zhu)的(de)空調和(he)采暖(nuan)能耗(hao)。更(geng)近我(wo)國推出(chu)(chu)公(gong)共建筑(zhu)設計節能標(biao)準,對玻(bo)璃(li)幕(mu)(mu)墻(qiang)提出(chu)(chu)了(le)更(geng)嚴格(ge)的(de)熱(re)工要(yao)求。
與傳(chuan)統(tong)玻璃(li)幕(mu)(mu)墻(qiang)(qiang)相比,雙(shuang)層(ceng)玻璃(li)幕(mu)(mu)(DoubleSkinFalade,以后簡(jian)稱DsF)獨特的(de)(de)(de)(de)(de)夾(jia)(jia)層(ceng)設計(ji),不僅為(wei)提(ti)(ti)高(gao)幕(mu)(mu)墻(qiang)(qiang)的(de)(de)(de)(de)(de)保(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)隔熱(re)(re)性能(neng)(neng)上提(ti)(ti)供(gong)了(le)更(geng)多(duo)(duo)可(ke)能(neng)(neng),更(geng)重要的(de)(de)(de)(de)(de)是,為(wei)遮(zhe)陽構件(jian)提(ti)(ti)供(gong)了(le)一個(ge)棲身之地,使(shi)之既能(neng)(neng)有效(xiao)(xiao)遮(zhe)陽,又不破壞建(jian)筑(zhu)外(wai)觀(guan)。此(ci)(ci)外(wai),它還可(ke)以通(tong)(tong)過(guo)(guo)強化(hua)通(tong)(tong)風(feng)降(jiang)(jiang)溫(wen)(wen)(wen)來降(jiang)(jiang)低(di)建(jian)筑(zhu)能(neng)(neng)耗,因而(er)倍受(shou)建(jian)筑(zhu)師的(de)(de)(de)(de)(de)推(tui)崇(chong)。然而(er),采用(yong)(yong)DSF不僅會增加(jia)初(chu)投資,犧牲可(ke)觀(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)建(jian)筑(zhu)面積,同時(shi)其維修費用(yong)(yong)也(ye)高(gao)出(chu)一般幕(mu)(mu)墻(qiang)(qiang)。而(er)且,不能(neng)(neng)簡(jian)單地認為(wei)DSF一定具有更(geng)好的(de)(de)(de)(de)(de)保(bao)(bao)溫(wen)(wen)(wen)、隔熱(re)(re)、通(tong)(tong)風(feng)等熱(re)(re)工性能(neng)(neng),目前(qian)“大(da)多(duo)(duo)數類型的(de)(de)(de)(de)(de)DSF都不能(neng)(neng)同時(shi)減少(shao)采暖和制冷負荷(he),只有根據具體情況把不同類型結合(he)起(qi)來或改(gai)變(bian)系統(tong)設置,才可(ke)能(neng)(neng)比傳(chuan)統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)隔熱(re)(re)玻璃(li)加(jia)外(wai)遮(zhe)陽方(fang)案有實質性進步(bu)””’。例如(ru),更(geng)突(tu)出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)問題是如(ru)何合(he)理地設計(ji)夾(jia)(jia)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)尺寸(cun),因為(wei)其空(kong)間(jian)過(guo)(guo)小(xiao)將直接影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)DSF夏季和過(guo)(guo)渡(du)季的(de)(de)(de)(de)(de)通(tong)(tong)風(feng)降(jiang)(jiang)溫(wen)(wen)(wen)效(xiao)(xiao)果(guo)(guo)過(guo)(guo)大(da)則降(jiang)(jiang)低(di)了(le)空(kong)間(jian)使(shi)用(yong)(yong)效(xiao)(xiao)率。而(er)如(ru)果(guo)(guo)完全依靠(kao)機(ji)械通(tong)(tong)風(feng),雖然可(ke)以減小(xiao)夾(jia)(jia)層(ceng)寬度,但也(ye)存在(zai)著如(ru)何在(zai)通(tong)(tong)風(feng)降(jiang)(jiang)溫(wen)(wen)(wen)效(xiao)(xiao)果(guo)(guo)和風(feng)機(ji)能(neng)(neng)耗之間(jian)作優化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)問題此(ci)(ci)外(wai),夾(jia)(jia)層(ceng)自然通(tong)(tong)風(feng)還受(shou)室(shi)外(wai)風(feng)速(su)和風(feng)向的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)較大(da),目前(qian)還沒(mei)有令人滿(man)意的(de)(de)(de)(de)(de)整套(tao)方(fang)法可(ke)以指導(dao)選(xuan)擇設計(ji)條件(jian),預(yu)測運行效(xiao)(xiao)果(guo)(guo),并指導(dao)節點(dian)構造設計(ji)。在(zai)世界(jie)各國的(de)(de)(de)(de)(de)實踐當中也(ye)不乏(fa)有許多(duo)(duo)不太成功的(de)(de)(de)(de)(de)例子(zi)。可(ke)見,DSF的(de)(de)(de)(de)(de)選(xuan)用(yong)(yong)、設計(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)決策過(guo)(guo)程受(shou)到審美、熱(re)(re)舒適和節能(neng)(neng)二(er)方(fang)面因素的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(圖l),不是簡(jian)單的(de)(de)(de)(de)(de)“用(yong)(yong)了(le)就好”。
2國外相(xiang)關研究現(xian)狀
DSF的(de)(de)(de)(de)(de)節能研(yan)究(jiu)(jiu)在(zai)國外,特別是(shi)歐洲已經開展了(le)有二十余(yu)年(nian),主要(yao)集中(zhong)(zhong)在(zai)只個方面傳熱(re)過程研(yan)究(jiu)(jiu)、和(he)建(jian)筑(zhu)(zhu)(zhu)運(yun)行模(mo)式結合的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)(jiu)以及全生(sheng)(sheng)命周(zhou)期(qi)分析.其中(zhong)(zhong)前兩(liang)個方面取得了(le)較多(duo)研(yan)究(jiu)(jiu)成果。作(zuo)為(wei)指導工(gong)程決(jue)策更(geng)(geng)有力的(de)(de)(de)(de)(de)依據,全生(sheng)(sheng)命周(zhou)期(qi)分析是(shi)整(zheng)個研(yan)究(jiu)(jiu)的(de)(de)(de)(de)(de)更(geng)(geng)終(zhong)目標(biao),而和(he)建(jian)筑(zhu)(zhu)(zhu)運(yun)行模(mo)式結合的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)(jiu)正是(shi)把微觀的(de)(de)(de)(de)(de)傳熱(re)研(yan)究(jiu)(jiu)成果與宏(hong)觀的(de)(de)(de)(de)(de)聯合了(le)幕墻系(xi)統(tong)、建(jian)筑(zhu)(zhu)(zhu)及空調系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)大模(mo)型連接起來的(de)(de)(de)(de)(de)紐帶,對實(shi)現建(jian)筑(zhu)(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)全年(nian)能耗模(mo)擬至關重要(yao)。
傳熱過程研究主要包括(kuo)理(li)論和實驗兩方面(mian)的(de)研究。其中理(li)論研究又分為(wei)節(jie)點控制容積方法(fa)和計算流(liu)(liu)體(ti)動力學模(mo)擬法(fa),實驗研究的(de)目的(de)則(ze)在(zai)于探(tan)討傳熱系(xi)(xi)數(shu)(shu)(shu)(shu)或者(zhe)(zhe)對(dui)(dui)流(liu)(liu)換熱系(xi)(xi)數(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)經驗公(gong)式,。這(zhe)些(xie)研究結果可(ke)以(yi)輔助(zhu)建立數(shu)(shu)(shu)(shu)值(zhi)模(mo)型,例如Grabe研究發現,夾層中的(de)自(zi)然流(liu)(liu)動阻力系(xi)(xi)數(shu)(shu)(shu)(shu)不能采(cai)用手冊中給出(chu)的(de)機械(xie)流(liu)(liu)動下的(de)阻力系(xi)(xi)數(shu)(shu)(shu)(shu)玻璃(li)表(biao)面(mian)對(dui)(dui)流(liu)(liu)換熱系(xi)(xi)數(shu)(shu)(shu)(shu)和整(zheng)個(ge)窗戶的(de)傳熱系(xi)(xi)數(shu)(shu)(shu)(shu)均隨著內外層玻璃(li)溫差呈線性變化,但是(shi)前者(zhe)(zhe)變化顯著,在(zai)溫和氣候地(di)區后者(zhe)(zhe)的(de)變化可(ke)以(yi)忽略。
和(he)建筑(zhu)運行模(mo)式(shi)結合(he)(he)的(de)研究(jiu)包括在(zai)(zai)(zai)特定建筑(zhu)布局條件下(xia)的(de)自(zi)然(ran)通(tong)(tong)過改果(guo)研究(jiu)和(he)結合(he)(he)空(kong)(kong)調系統(tong)的(de)研究(jiu)。計算方法主要有利用(yong)商業能(neng)耗(hao)模(mo)擬軟(ruan)件和(he)根據網(wang)絡(luo)法計算原理二次開發兩種。荷蘭學(xue)者Paassen的(de)研究(jiu)結果(guo)表(biao)明(ming),簡單的(de)夜間機(ji)(ji)械(xie)通(tong)(tong)風(feng)能(neng)降低40%的(de)裝(zhuang)機(ji)(ji)容量(liang)和(he)能(neng)耗(hao),如果(guo)考慮采用(yong)可(ke)控(kong)窗戶以(yi)及(ji)天(tian)(tian)氣(qi)預測系統(tong),節(jie)能(neng)潛力達到(dao)70%以(yi)比利時(shi)的(de)Gratia模(mo)擬發現,只有當幕(mu)墻(qiang)間距小(xiao)于40cm才會存在(zai)(zai)(zai)明(ming)顯的(de)壓力損失(shi)(shi),在(zai)(zai)(zai)大(da)多數幕(mu)墻(qiang)中,主要壓力損失(shi)(shi)出(chu)現在(zai)(zai)(zai)空(kong)(kong)氣(qi)出(chu)口(kou);對于南面幕(mu)墻(qiang),自(zi)然(ran)通(tong)(tong)風(feng)開口(kou)大(da)小(xiao)對夾層內(nei)溫度(du)影響(xiang)很大(da),但是(shi)在(zai)(zai)(zai)前(qian)面則影響(xiang)很小(xiao).在(zai)(zai)(zai)夜間利用(yong)穿堂風(feng)非常可(ke)行,但是(shi)在(zai)(zai)(zai)白天(tian)(tian)要非常慎重(zhong),防(fang)止(zhi)熱(re)(re)空(kong)(kong)氣(qi)進人室內(nei)。采用(yong)拔(ba)風(feng)煙囪則可(ke)以(yi)保證(zheng)即使沒有風(feng)壓作(zuo)用(yong),頂層建筑(zhu)也能(neng)達到(dao)通(tong)(tong)風(feng)效果(guo),但是(shi)需要調節(jie)開口(kou)大(da)小(xiao)以(yi)平衡各層通(tong)(tong)風(feng)量(liang)。李(li)保峰在(zai)(zai)(zai)其博士論文(wen)中對中國冬冷夏熱(re)(re)氣(qi)候條件下(xia)DsF的(de)熱(re)(re)工性(xing)能(neng)做了大(da)量(liang)實(shi)驗研究(jiu),提出(chu)外循環式(shi)更適(shi)宜這種氣(qi)候,而(er)(er)夾層寬度(du)以(yi)400mm為宜,夏季通(tong)(tong)風(feng)應以(yi)風(feng)壓為主而(er)(er)不是(shi)熱(re)(re)壓,遮陽百葉(xie)以(yi)及(ji)內(nei)外幕(mu)墻(qiang)比較理想的(de)材料分別是(shi)穿孔的(de)鋁合(he)(he)金和(he)高透(tou)玻璃。
同(tong)時(shi),一(yi)些建筑(zhu)的(de)實(shi)測(ce)結果(guo)為設計(ji)者(zhe)提供(gong)了(le)寶(bao)貴的(de)經驗。Pasquav在德(de)國西(xi)門(men)子大(da)樓的(de)測(ce)試結果(guo)表明(ming),如(ru)果(guo)允許出現短暫高溫(wen),整個大(da)樓全(quan)年(nian)可以(yi)采(cai)用自然(ran)通(tong)風,如(ru)果(guo)不設吊頂,夜間(jian)通(tong)風的(de)效(xiao)果(guo)可以(yi)大(da)大(da)提高。大(da)樓采(cai)用地源熱泵系統供(gong)冷,可滿足全(quan)年(nian)要求(qiu)。作者(zhe)同(tong)時(shi)指出DSF并不是(shi)(shi)在任何(he)地方和(he)任何(he)建筑(zhu)都是(shi)(shi)節能的(de),一(yi)些模擬假(jia)設的(de)邊界(jie)條(tiao)件需(xu)要仔細考慮,例如(ru)幕墻周邊的(de)溫(wen)度往(wang)往(wang)要比(bi)氣(qi)象觀測(ce)溫(wen)度高幾度;對于每層隔(ge)斷的(de)DSF,幕墻中(zhong)的(de)換氣(qi)量(liang)更取決于風速(su)和(he)風向,而(er)不是(shi)(shi)煙囪(cong)效(xiao)應在設計(ji)中(zhong)應該將雙層幕墻空(kong)間(jian)與(yu)通(tong)風口隔(ge)斷以(yi)防止夏季熱風倒灌,或者(zhe)設計(ji)小面積的(de)DSF而(er)不是(shi)(shi)整面,或者(zhe)像(xiang)德(de)國的(de)Dehi,中(zhong)心那樣在炎熱季節完全(quan)打(da)開外(wai)表幕墻,但是(shi)(shi)這種設計(ji)的(de)造價較高,同(tong)時(shi)導(dao)致冬(dong)季保溫(wen)性能降(jiang)低。 考試大(da)論(lun)壇
從(cong)全生(sheng)(sheng)命周(zhou)期(qi)分(fen)析(xi)特別是(shi)全年建筑能(neng)(neng)耗(hao)分(fen)析(xi)的(de)角度考(kao)察(cha)DSF的(de)研究(jiu)還很少,主(zhu)要(yao)研究(jiu)指(zhi)標(biao)包括全生(sheng)(sheng)命周(zhou)期(qi)經(jing)濟性(xing)和全生(sheng)(sheng)命周(zhou)期(qi)溫室氣體排放(fang)量。比(bi)較(jiao)具有代表性(xing)的(de)是(shi)土耳其學者Cetiner對伊斯坦布爾溫和氣候(hou)下的(de)分(fen)析(xi),結(jie)果表明雙(shuang)(shuang)層(ceng)幕(mu)墻(qiang)更(geng)高比(bi)單(dan)層(ceng)幕(mu)墻(qiang)更(geng)節(jie)能(neng)(neng)方案節(jie)能(neng)(neng)23%,而單(dan)層(ceng)幕(mu)墻(qiang)更(geng)便宜的(de)比(bi)雙(shuang)(shuang)層(ceng)幕(mu)墻(qiang)更(geng)便宜的(de)便宜25%。在雙(shuang)(shuang)幕(mu)墻(qiang)系統(tong)中(zhong),更(geng)省能(neng)(neng)方案可以降低33.9%的(de)能(neng)(neng)耗(hao),更(geng)貴的(de)方案在全生(sheng)(sheng)命周(zhou)期(qi)內節(jie)省7.7%的(de)資金(jin)。 考(kao)試(shi)大論壇(tan)
綜合以(yi)(yi)上研(yan)(yan)究現狀來看,現有的研(yan)(yan)究成果中(zhong)已經有部分(fen)結論(lun)可以(yi)(yi)用(yong)于指導設(she)計(ji),但是(shi)還(huan)無法(fa)滿足實際(ji)的需要。由于DSF傳熱過(guo)程復雜(za)、一天當(dang)中(zhong)和全年(nian)當(dang)中(zhong)尺度不一、準(zhun)確的室外邊界條件不易獲得等(deng)原因,目(mu)前還(huan)沒有一種(zhong)準(zhun)確、可靠的DSF建筑全年(nian)能(neng)耗(hao)模擬(ni)方法(fa)。同時,現有的計(ji)算(suan)方法(fa)操作復雜(za),對(dui)工(gong)程師要求很高,在工(gong)程應用(yong)中(zhong)不適合用(yong)來指導方案(an)設(she)計(ji)階(jie)段的工(gong)作,而適合用(yong)在深化設(she)計(ji)階(jie)段。
3與建筑設計過(guo)程的結合
目前,關于DSF節能方面的研究主要集(ji)中(zhong)在歐美的大學、科研院所(suo)和少數(shu)實力雄厚的工(gong)(gong)程(cheng)設計(ji)(ji)公司。從事這方面的科研人員都具有深(shen)厚熱(re)工(gong)(gong)知識背景,而研究的思路(lu)基(ji)本(ben)上都是(shi)從對(dui)DSF傳(chuan)熱(re)過程(cheng)的分析(xi)出(chu)發,以探索合(he)理的數(shu)學模型和計(ji)(ji)算機模擬(ni)方法為目標,并(bing)且已經取得了一些(xie)成果,比如已經有能耗模擬(ni)軟件、CFD(ComututlonalRuldlFluidDynamics計(ji)(ji)算流體力學)模擬(ni)軟件等幾(ji)種(zhong)公認可(ke)以輔助能耗研究的方法。然(ran)而,這些(xie)方法普遍比較(jiao)復雜,不(bu)僅不(bu)可(ke)能被(bei)建筑師掌握,就連(lian)一般學熱(re)工(gong)(gong)出(chu)身的工(gong)(gong)程(cheng)師也(ye)需要經過特殊的培訓才能掌握。也(ye)就是(shi)說,DSF的節能研究還是(shi)屬于前沿領(ling)域(yu),將(jiang)其應用(yong)于實際工(gong)(gong)程(cheng),特別是(shi)指導(dao)建筑師做設計(ji)(ji)還有較(jiao)長的路(lu)要走。 來(lai)源:考(kao)試大
然而,工(gong)程實(shi)(shi)(shi)踐(jian)(jian)并不會因(yin)為(wei)(wei)科研沒有(you)充分發展而停止前(qian)進(jin)步伐。事(shi)實(shi)(shi)(shi)上(shang),近(jin)幾年來(lai),北京(jing)(jing)、上(shang)海等國內特大(da)城(cheng)(cheng)市中也有(you)一(yi)(yi)些(xie)豪華寫字樓、公寓(yu)陸續(xu)采用(yong)了DSF。然而這(zhe)(zhe)些(xie)項目(mu)(mu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)(shi)(shi)際運(yun)行效果(guo)和(he)所宣傳(chuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)普遍存(cun)在(zai)不同(tong)程度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)差距,一(yi)(yi)些(xie)樓盤采用(yong)DSF并不是(shi)完全出(chu)(chu)于節(jie)(jie)能效果(guo)和(he)經(jing)(jing)濟性考(kao)慮,而是(shi)包含房(fang)地(di)產炒作(zuo)(zuo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)目(mu)(mu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。畢竟(jing)DSF有(you)著時尚的(de)(de)(de)(de)(de)(de)外觀和(he)先進(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)理念(nian),預計今后一(yi)(yi)段時間(jian)內國內還將大(da)量(liang)涌現出(chu)(chu)這(zhe)(zhe)類(lei)建(jian)筑。工(gong)程實(shi)(shi)(shi)踐(jian)(jian)迫切需要(yao)經(jing)(jing)驗(yan)(yan)和(he)理論研究的(de)(de)(de)(de)(de)(de)指導,但目(mu)(mu)前(qian)為(wei)(wei)止,很多關于DSF節(jie)(jie)能效果(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)基本(ben)問(wen)題還沒有(you)令(ling)人比較滿意的(de)(de)(de)(de)(de)(de)答(da)案,比如:①DSF對北京(jing)(jing)、上(shang)海、深(shen)圳(zhen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氣(qi)候(hou)(hou)都(dou)適用(yong)么?節(jie)(jie)能效果(guo)是(shi)否(fou)(fou)明顯?②DSF是(shi)否(fou)(fou)同(tong)時適用(yong)于不同(tong)朝向(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)立面?其構造相同(tong)么?③DSF更適合(he)什么類(lei)型(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)建(jian)筑?住宅值得(de)使(shi)用(yong)嗎?……這(zhe)(zhe)些(xie)問(wen)題看(kan)似簡單、基本(ben),實(shi)(shi)(shi)則非(fei)常尖(jian)銳,因(yin)為(wei)(wei)對于任何一(yi)(yi)個(ge)打算采用(yong)DSF的(de)(de)(de)(de)(de)(de)項目(mu)(mu)而言,工(gong)作(zuo)(zuo)伊始就要(yao)回答(da)這(zhe)(zhe)些(xie)問(wen)題。雖然國外的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)量(liang)實(shi)(shi)(shi)踐(jian)(jian)積累了一(yi)(yi)些(xie)經(jing)(jing)驗(yan)(yan),但是(shi)DSF的(de)(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)(shi)(shi)際運(yun)行表現因(yin)不同(tong)城(cheng)(cheng)市的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氣(qi)候(hou)(hou)條件,乃至單棟建(jian)筑周邊的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況(kuang)都(dou)有(you)很大(da)差異。因(yin)此(ci),想把它的(de)(de)(de)(de)(de)(de)優點(dian)充分發揮出(chu)(chu)來(lai),創造舒(shu)適的(de)(de)(de)(de)(de)(de)室內環(huan)境(jing),避免夏季夾層(ceng)內過熱以及(ji)真正做(zuo)到節(jie)(jie)能,并不是(shi)件容易的(de)(de)(de)(de)(de)(de)事(shi)。只有(you)在(zai)設(she)計中結合(he)具體(ti)建(jian)筑的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況(kuang)合(he)理選型(xing),并且充分做(zuo)好正確的(de)(de)(de)(de)(de)(de)計算、模擬甚至實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)前(qian)提下才能實(shi)(shi)(shi)現。因(yin)此(ci),國內各大(da)城(cheng)(cheng)市的(de)(de)(de)(de)(de)(de)建(jian)筑在(zai)采用(yong)DSF的(de)(de)(de)(de)(de)(de)決策中應堅持謹慎的(de)(de)(de)(de)(de)(de)態度(du),充分重視預先的(de)(de)(de)(de)(de)(de)計算和(he)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)工(gong)作(zuo)(zuo)。
而考(kao)察目(mu)前國(guo)內幕墻設(she)(she)計(ji)中的(de)(de)(de)合作(zuo)方(fang)式和(he)流程(cheng),基(ji)本(ben)上(shang)(shang)都(dou)(dou)是(shi)在(zai)建(jian)(jian)筑體形、布局方(fang)案都(dou)(dou)已經(jing)(jing)確定(ding)之后(hou),由建(jian)(jian)筑師做出(chu)基(ji)本(ben)的(de)(de)(de)立(li)面劃(hua)分方(fang)案,然(ran)后(hou)交給幕墻廠家來完(wan)成(cheng)施工(gong)圖設(she)(she)計(ji),其(qi)間主要(yao)的(de)(de)(de)考(kao)慮因素是(shi)結構安裝(zhuang)和(he)防止冷橋。更(geng)后(hou)暖通(tong)設(she)(she)備工(gong)程(cheng)師再根據廠家提(ti)供的(de)(de)(de)幕墻參數(shu)計(ji)算空(kong)調(diao)負荷,所采用的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)也基(ji)本(ben)上(shang)(shang)是(shi)在(zai)傳統墻體房間負荷計(ji)算的(de)(de)(de)基(ji)礎上(shang)(shang)做一(yi)(yi)些修(xiu)改,由于沒有(you)經(jing)(jing)驗常常設(she)(she)定(ding)很高的(de)(de)(de)安全系數(shu),導致大(da)量(liang)能源浪(lang)費(fei)。在(zai)這樣的(de)(de)(de)設(she)(she)計(ji)過程(cheng)中,如果建(jian)(jian)筑師對DSF沒有(you)比較深(shen)人的(de)(de)(de)了解(jie),缺乏建(jian)(jian)筑節能整(zheng)體設(she)(she)計(ji)策略,就(jiu)不可能真正(zheng)發(fa)揮(hui)出(chu)DSF的(de)(de)(de)優勢。相反,國(guo)內外一(yi)(yi)些成(cheng)功的(de)(de)(de)案例,比如法(fa)蘭克福(fu)商業銀行、位于波恩的(de)(de)(de)DeutschePost以及國(guo)內剛建(jian)(jian)成(cheng)的(de)(de)(de)清華大(da)學超低能耗樓,正(zheng)是(shi)從(cong)建(jian)(jian)筑方(fang)案設(she)(she)計(ji)階段開始(shi)就(jiu)把(ba)圍護結構設(she)(she)計(ji)有(you)機地(di)考(kao)慮進去(qu)(圖2),逐步深(shen)人發(fa)展(zhan),更(geng)終(zhong)把(ba)DSF的(de)(de)(de)節能和(he)生態(tai)優勢充分發(fa)揮(hui)出(chu)來。
可見(jian),為了避免損失(shi),國內(nei)應(ying)盡快探索能(neng)(neng)正(zheng)確指導DSF實(shi)(shi)踐(jian)的(de)(de)(de)理論和(he)(he)經驗。但必須注意的(de)(de)(de)是,我(wo)們不能(neng)(neng)一(yi)味沿著(zhu)歐洲的(de)(de)(de)研(yan)究思(si)路.一(yi)切從(cong)傳熱(re)機(ji)理出發(fa)。這方(fang)(fang)(fang)面的(de)(de)(de)研(yan)究固然非常重要(yao),然而國內(nei)有(you)能(neng)(neng)力(li)開(kai)展這類計(ji)算、實(shi)(shi)驗研(yan)究的(de)(de)(de)科(ke)研(yan)機(ji)構(gou)和(he)(he)企業(ye)并不多,而且目(mu)前(qian)這些(xie)方(fang)(fang)(fang)法費時費力(li),尚(shang)不能(neng)(neng)滿足當(dang)前(qian)方(fang)(fang)(fang)案(an)設(she)(she)計(ji)階段(duan)的(de)(de)(de)需要(yao)。所以,我(wo)們必須同時探索能(neng)(neng)夠更(geng)為直(zhi)接(jie)地(di)指導建(jian)(jian)筑(zhu)設(she)(she)計(ji)的(de)(de)(de)方(fang)(fang)(fang)法。考慮(lv)到(dao)一(yi)般建(jian)(jian)筑(zhu)師的(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)和(he)(he)思(si)考方(fang)(fang)(fang)式,應(ying)該為他們提供一(yi)些(xie)比(bi)理論計(ji)算研(yan)究更(geng)為直(zhi)觀的(de)(de)(de)設(she)(she)計(ji)依(yi)據,諸如一(yi)些(xie)方(fang)(fang)(fang)便查詢的(de)(de)(de)手冊。其中(zhong)不僅(jin)應(ying)該比(bi)較系(xi)統地(di)介紹DSF節能(neng)(neng)設(she)(she)計(ji)的(de)(de)(de)基礎知(zhi)識,還應(ying)總結(jie)歸(gui)納已有(you)的(de)(de)(de)設(she)(she)計(ji)經驗和(he)(he)科(ke)研(yan)成(cheng)果,以圖表(biao)的(de)(de)(de)形(xing)式直(zhi)觀表(biao)達(da),使(shi)建(jian)(jian)筑(zhu)師從(cong)一(yi)開(kai)始就可以根據項(xiang)目(mu)所處地(di)理位置、氣候條件、建(jian)(jian)筑(zhu)規模和(he)(he)用途、建(jian)(jian)筑(zhu)平面布局和(he)(he)使(shi)用情(qing)況等因素來(lai)判斷DSF的(de)(de)(de)適用程度(du)和(he)(he)合理的(de)(de)(de)方(fang)(fang)(fang)案(an)。此(ci)外,對以往相關作(zuo)品的(de)(de)(de)方(fang)(fang)(fang)案(an)發(fa)展過程、DSF和(he)(he)建(jian)(jian)筑(zhu)整體生態(tai)策略(lve)的(de)(de)(de)配(pei)合,以及(ji)(ji)及(ji)(ji)得失(shi)之處的(de)(de)(de)分(fen)析(xi)點評也是啟發(fa)和(he)(he)指導建(jian)(jian)筑(zhu)師構(gou)思(si)的(de)(de)(de)更(geng)有(you)效的(de)(de)(de)方(fang)(fang)(fang)法之一(yi)。做(zuo)這件工(gong)作(zuo)不僅(jin)要(yao)收集很多案(an)例資料,做(zuo)一(yi)些(xie)基本的(de)(de)(de)分(fen)類和(he)(he)總結(jie),還需要(yao)充(chong)分(fen)考慮(lv)到(dao)現有(you)理論和(he)(he)實(shi)(shi)驗研(yan)究取得的(de)(de)(de)成(cheng)果,用正(zheng)確的(de)(de)(de)理論來(lai)分(fen)析(xi)經驗事實(shi)(shi)才能(neng)(neng)得到(dao)可信(xin)結(jie)論。
筆者認為,針對(dui)DSF設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji),建筑(zhu)(zhu)(zhu)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)過程(cheng)中的(de)(de)(de)三個(ge)階(jie)段(duan)(方(fang)(fang)案設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)、初步(bu)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)施工(gong)圖(tu)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji))應該各自有(you)不(bu)同的(de)(de)(de)任務(wu)和(he)相應的(de)(de)(de)輔(fu)助設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)手段(duan)(圖(tu)3)。在方(fang)(fang)案設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)階(jie)段(duan),由于已確(que)定(ding)的(de)(de)(de)建筑(zhu)(zhu)(zhu)信(xin)息非(fei)常(chang)有(you)限,應主(zhu)(zhu)要(yao)依據其(qi)他工(gong)程(cheng)經驗(yan)和(he)理論(lun)(lun)研究的(de)(de)(de)基(ji)本結(jie)(jie)論(lun)(lun),再結(jie)(jie)合具體的(de)(de)(de)氣候和(he)周(zhou)邊(bian)環(huan)境(jing)做(zuo)出初步(bu)判斷,結(jie)(jie)合建筑(zhu)(zhu)(zhu)室內空(kong)間組織整體考(kao)慮,同時利用粗糙的(de)(de)(de)模型開展模擬(ni)計(ji)(ji)(ji)(ji)算以輔(fu)助淘汰和(he)選(xuan)擇方(fang)(fang)案;在初步(bu)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)階(jie)段(duan),建筑(zhu)(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)基(ji)本尺寸、結(jie)(jie)構和(he)空(kong)調(diao)形式有(you)待確(que)定(ding),可以對(dui)既有(you)的(de)(de)(de)幾個(ge)方(fang)(fang)案與HVAc(HeatinVentilationandAirConditioning暖通及空(kong)調(diao))系統組合,進行(xing)全(quan)生(sheng)命(ming)周(zhou)期經濟(ji)分析和(he)全(quan)年能耗分析,選(xuan)擇更(geng)佳(jia)組合方(fang)(fang)案,方(fang)(fang)法(fa)主(zhu)(zhu)要(yao)是CFD和(he)能耗模擬(ni)軟(ruan)件,對(dui)于重要(yao)建筑(zhu)(zhu)(zhu)還應該進行(xing)風洞實驗(yan)和(he)幕墻足尺實驗(yan);更(geng)后在施工(gong)圖(tu)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)階(jie)段(duan),主(zhu)(zhu)要(yao)任務(wu)是深人(ren)優化選(xuan)定(ding)的(de)(de)(de)方(fang)(fang)案,推敲尺寸設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji),完成空(kong)調(diao)系統容(rong)量設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)自動控制方(fang)(fang)案,可依靠CFD模擬(ni)計(ji)(ji)(ji)(ji)算優化DSF尺寸和(he)出人(ren)口設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji),以能耗模擬(ni)軟(ruan)件輔(fu)助空(kong)調(diao)系統設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)。這樣可以使得DSF和(he)建筑(zhu)(zhu)(zhu)有(you)機結(jie)(jie)合,建筑(zhu)(zhu)(zhu)師與工(gong)程(cheng)師有(you)效合作(zuo),整個(ge)決策和(he)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)過程(cheng)有(you)章可循。
結語
我(wo)國對建(jian)(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)節能的(de)(de)(de)(de)重視迫切(qie)要求能夠有效輔助雙層(ceng)玻璃(li)幕墻設計的(de)(de)(de)(de)方(fang)法,而國外目前取(qu)得的(de)(de)(de)(de)研(yan)究成(cheng)果操(cao)作起來對工(gong)程(cheng)(cheng)師的(de)(de)(de)(de)要求較(jiao)高,且費(fei)時費(fei)力(li),適合(he)用于(yu)深人發(fa)(fa)展方(fang)案(an)的(de)(de)(de)(de)后期階(jie)段。而初期的(de)(de)(de)(de)結(jie)合(he)建(jian)(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)設計的(de)(de)(de)(de)方(fang)案(an)比較(jiao)需(xu)要更適合(he)建(jian)(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)師掌握(wo)的(de)(de)(de)(de)、能更直接地指導工(gong)程(cheng)(cheng)實(shi)踐的(de)(de)(de)(de)方(fang)法。因此,在開展熱工(gong)理論(lun)、實(shi)驗研(yan)究的(de)(de)(de)(de)同時,應盡(jin)快開展對已(yi)有工(gong)程(cheng)(cheng)經驗的(de)(de)(de)(de)分析和(he)總結(jie),并針(zhen)對建(jian)(jian)(jian)(jian)設項目在不(bu)同設計階(jie)段的(de)(de)(de)(de)特點和(he)明確任務(wu)(wu),提出可行的(de)(de)(de)(de)、真正使熱工(gong)研(yan)究成(cheng)果服務(wu)(wu)于(yu)建(jian)(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)設計的(de)(de)(de)(de)成(cheng)果,從而保證DSF的(de)(de)(de)(de)優勢(shi)更有效地發(fa)(fa)揮出來。