建筑專家談中國傳統(tǒng)建筑節(jié)能與創(chuàng)新應(yīng)用

實踐應(yīng)用

內(nèi)容導(dǎo)讀：具有中國傳統(tǒng)建筑特點的大屋頂有效地起到了隔熱保溫的功能，隔墻與門窗的設(shè)計也起到通風(fēng)與屏蔽的功能，但是與現(xiàn)代節(jié)能保溫材料和設(shè)備比較起來，仍然落后了很多。本文就如何在傳統(tǒng)建筑中應(yīng)用現(xiàn)代節(jié)能技術(shù)進(jìn)行了思考，隨著仿傳統(tǒng)建筑形制建筑的大量興起，節(jié)能技術(shù)也更多地植入進(jìn)來。

文/張 勇 徐慶迎

中國傳統(tǒng)木架構(gòu)建筑是歷史文化民族智慧和自然情感的傳承，是適合當(dāng)?shù)貧夂蚝蜕罘绞降墓?jié)能建筑。新型節(jié)能系統(tǒng)的使用，更增強(qiáng)了傳統(tǒng)建筑的生命力。

一、中國傳統(tǒng)建筑的節(jié)能要點

中國傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑是歷經(jīng)幾千年逐步發(fā)展完善起來的，從最初的半地穴建筑，發(fā)展到高臺建筑，繼而形成了完整的傳統(tǒng)建筑體系。根據(jù)地域不同，形成了各種風(fēng)格，臺基基礎(chǔ)承托木構(gòu)架結(jié)構(gòu)與非承重墻體，形成了優(yōu)美的外形輪廓線。尤其對環(huán)境的融合與依賴，造就了中國傳統(tǒng)建筑天人合一的藝術(shù)境界，同時也充分利用了環(huán)境與溫度的條件，對傳統(tǒng)生活方式起到了積極的作用。

1.屋面構(gòu)造

中國傳統(tǒng)建筑采用大屋頂形式，尤其是官式建筑，屋頂高高聳起，室內(nèi)空間開敞。承重與圍護(hù)結(jié)構(gòu)分工明確，屋頂重量由木構(gòu)架來承擔(dān)，外墻起遮擋陽光、隔熱防寒的作用。（圖1）

圖1 河南民權(quán)縣白云寺建筑

在江西省，很多傳統(tǒng)民居采用二層的廳樓住宅，樓上通常用作儲藏，存放糧油器物等，一般較為低矮陰暗，不作居室，民間向有“寒熱不登樓”之說，這也從一個側(cè)面說明傳統(tǒng)建筑對環(huán)境溫度的適應(yīng)和利用。

2.墻體構(gòu)造

中國傳統(tǒng)建筑墻體不承重，這種結(jié)構(gòu)賦予建筑物以極大的靈活性，而且有利于防震、抗震，木構(gòu)架結(jié)構(gòu)比較類似今天的框架結(jié)構(gòu)，由于木材本身具有的特性，而構(gòu)架的結(jié)構(gòu)所用斗拱和榫卯又都有若干伸縮余地，因此在一定限度內(nèi)可減少由地震所引起的危害，“墻倒屋不塌”形象地表達(dá)了這種結(jié)構(gòu)的特點。墻體由土磚或青磚砌筑，厚度可達(dá)60厘米，保溫效果顯著。室內(nèi)的隔扇門屬于“門墻”，即用門做墻，有多種形式，如可拆卸的墻、可開啟的墻、活動的墻，在中國南方炎熱地區(qū)使用較多（圖2），在炎熱的夏天可以增加通風(fēng)。

圖2 江西景德鎮(zhèn)民居棧板墻

3.采光

門窗也作為墻體的一部分，既有通風(fēng)透光的作用，又起到建筑圍護(hù)的用途。例如故宮的支摘窗，夏季將外窗支起、內(nèi)窗打開，既可采光，又可透氣。冬季將內(nèi)窗關(guān)閉，外窗放下來進(jìn)行外圍護(hù)，起到保暖隔寒的作用（圖3），而蘇州園林更多采用了與北方支摘窗相仿的合和窗（圖4）。

圖3 北京頤和園樂壽堂支摘窗

圖4 蘇州留園涵碧山房和合窗

中國南方園林中漏窗的應(yīng)用是對采光最美的解釋，充分利用光影的特點，通過回環(huán)曲折的廊廡，營造出移步易景的視覺享受。

二、現(xiàn)代建筑的節(jié)能要素

1.保溫系統(tǒng)

現(xiàn)代建筑普遍采用物理保溫系統(tǒng)，分為內(nèi)保溫和外保溫兩種，都是將保溫材料附著在建筑墻體上，起到隔斷內(nèi)外空氣流通從而保溫的目的。同時，結(jié)合屋面保溫層和保護(hù)層，以及門窗隔熱與密封材料的使用，充分達(dá)到保溫節(jié)能的目的。

2.采光系統(tǒng)

現(xiàn)代建筑的采光有更多的優(yōu)勢，利用斷橋隔熱型材，配合LOW-E玻璃或者太陽能系統(tǒng)材料，在阻隔溫度傳遞的同時，還能防紫外線。隨著技術(shù)的進(jìn)步，采光系統(tǒng)從最初的木框玻璃門窗發(fā)展到金屬框架玻璃門窗，又發(fā)展到雙層玻璃門窗、附加各種功能貼膜的門窗、斷橋型材三玻兩腔玻璃門窗（圖5），發(fā)展到現(xiàn)在出現(xiàn)了更加先進(jìn)的光導(dǎo)管采光材料。技術(shù)越來越先進(jìn)，越來越脫離最原始的隔溫采光的單一需求，越來越服務(wù)于生活質(zhì)量。

圖5 新建鄭州亳都項目大面積采光門窗

3.太陽能

太陽能是新興的能源與節(jié)能系統(tǒng)，它包含了太陽能發(fā)電系統(tǒng)、太陽能熱水系統(tǒng)、屋頂太陽能系統(tǒng)、太陽能采暖系統(tǒng)。我們的生活中已經(jīng)大量地應(yīng)用太陽能帶給我們的生活便利，洗漱的熱水、家庭用電，甚至出行的交通工具很多都利用了太陽能的動力。

4.空氣能

空氣能是更先進(jìn)的能源技術(shù)，它包含了空氣能空調(diào)、空氣能熱泵、空氣能采暖、空氣能熱水、空氣能地暖等。雖然技術(shù)還沒有達(dá)到普及應(yīng)用的階段，但在未來的發(fā)展應(yīng)該是充滿期待的。

三、如何在傳統(tǒng)建筑植入節(jié)能技術(shù)

“十一五”以來，我國在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時，在能源緊缺和環(huán)境污染的雙重壓力之下，節(jié)能減排工作得到了政府越來越多的重視。政府在“十一五”期間出臺了一系列的節(jié)能減排政策，社會各界也對節(jié)能減排廣泛關(guān)注，當(dāng)前，對節(jié)能減排的政策執(zhí)行情況進(jìn)行研究變成了學(xué)術(shù)界的熱點問題。

節(jié)能減排作為發(fā)達(dá)國家保障國家能源安全，降低環(huán)境污染，減少溫室氣體排放，確保社會、經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要措施，得到越來越高的重視。借鑒國外古建筑保護(hù)利用的范例，如何在國內(nèi)傳統(tǒng)建筑中植入節(jié)能技術(shù)也是一個重要課題。

1.保溫系統(tǒng)應(yīng)用

在北方傳統(tǒng)四合院的建設(shè)中，為保持傳統(tǒng)外觀的觀感，已經(jīng)大量應(yīng)用內(nèi)保溫材料（圖6）。在屋面施工中也植入了保溫與防水層，然后再鋪裝傳統(tǒng)瓦件，效果與功能雙豐收。

圖6 現(xiàn)代合院保溫系統(tǒng)應(yīng)用

2.采光系統(tǒng)應(yīng)用

現(xiàn)代建筑門窗生產(chǎn)企業(yè)，為適應(yīng)其在傳統(tǒng)民居的使用，開發(fā)了很多傳統(tǒng)風(fēng)格的節(jié)能門窗材料。在節(jié)能技術(shù)的支持下，仿古鋁合金斷橋門窗、木包鋁仿古門窗（圖7）、復(fù)合材料仿古門窗等大量涌現(xiàn)。

圖7 鄭州亳都項目木包鋁斷橋隔熱門窗系統(tǒng)應(yīng)用

3.傳統(tǒng)材料的改進(jìn)

傳統(tǒng)建筑所采用的材料，在過去幾百年都因循古制，勞動密集度高，有些材料的生產(chǎn)對環(huán)境污染較大。現(xiàn)在國家支持新技術(shù)、新材料的開發(fā)應(yīng)用，傳統(tǒng)建筑材料也在變革。例如，傳統(tǒng)的火窯黏土瓦已經(jīng)被建筑灰渣壓制、廢陶瓷粉等材料代替，目前作為技術(shù)含量較高的一類綠色環(huán)保建材，其不但可以實現(xiàn)廢物的利用，同時還可起到改善環(huán)境的作用，故相比普通建材更具顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

金屬瓦的應(yīng)用也是一大改進(jìn)，金屬瓦包括鋅鋁合金瓦、銅合金瓦（圖8）等。金屬瓦的最大特點是采用物理安裝，能夠大量減少水泥砂漿的使用量，可以加裝保溫層，既環(huán)保又節(jié)能。

圖8 鄭州亳都項目金屬瓦與瓦當(dāng)

四、結(jié) 語

傳統(tǒng)建筑是中華五千年文明留給我們的寶貴遺產(chǎn)，是我國勞動人民在長期的生產(chǎn)生活實踐中不斷改進(jìn)發(fā)展的技術(shù)成果。對其中所蘊(yùn)含的節(jié)能技術(shù)對其進(jìn)行研究整理，不僅將使我們更全面地了解傳統(tǒng)建筑，也必將為現(xiàn)代建筑節(jié)能設(shè)計提供新思路。我們研究開發(fā)傳統(tǒng)建筑的節(jié)能材料與措施，最終目的是達(dá)到古人在營造中“天人合一”的生活理念，這是建筑行業(yè)的發(fā)展方向之一。

（本文作者：張勇，山東麓澤裝飾工程有限公司總工程師；徐慶迎，中建八局第二建設(shè)有限公司裝飾公司副總經(jīng)理。本文入編《中國民族建筑學(xué)術(shù)論文特輯2024》）

參考文獻(xiàn)
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（本文經(jīng)作者授權(quán)，中國民族建筑研究會信息宣傳部整理、編輯，更多精彩內(nèi)容敬請期待下期）