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摘要:建筑作为人类经济生活的重要活动场所, 被时代赋予了强烈的使命。将绿色生命的概念赋予建筑, 是为了让建筑有健康和再生的机理, 使建筑与生态系统联系起来, 从而为人们提供舒适和可持续的生活与工作环境本文探讨了绿色节能建筑设计。
关键词:绿色;节能;建筑设计;策略
中图分类号:TM08 文献标识码:A 文章编号:
绿色建筑作为一个新兴产物, 对环保、节能的要求, 值得探索、研究和尝试, 这一道路是漫长而又艰辛的。随着工业时代向信息时代的迈进, 随着工业文明向绿色文明的转变, 可持续发展将成为当今社会的主旋律。绿色建筑理论的发展将导致建筑学技术内容的极大丰富与建筑艺术创造的相应发展, 绿色建筑必将以自身的独特风格、千姿百态的建筑形态与生态环境融为一体。
一、绿色节能建筑设计基本要求
1、关注建筑的全寿命周期
建筑从最初的规划设计到随后的建造、运行、改造及至最终拆除,形成了一个全寿命周期。若考虑到建筑的构成材料,这一周期还应前溯至原材料的开采、运输和加工过程,向后追溯到建筑废弃、拆毁后的垃圾处理等全过程。关注建筑的全寿命周期就意味着,不仅要在规划设计阶段充分考虑并利用环境因素,还要确保施工过程对环境的影响降至最低,且在运行阶段能为人们提供健康、舒适、低耗、无害的空间,并将拆除过程对环境的危害降到最低。
2、适应自然条件、保护自然环境
建筑设计应充分利用场地周边的自然条件,保留和利用地形、地貌、植被和自然水系,保持历史文化与景观的连续性;充分考虑当地气候特征的生态环境,建筑风格、规模与周围环境保持协调;应尽可能减少对自然环境的负面影响,如减少有害气体、废弃物的排放,减少对生态环境的破坏。
3、绿色建筑应优化设计和管理,选择适用的技术、材料和产品;合理利用并优化资源配置,减少对资源的占有和消耗;最大限度提高资源、能源和原材料的利用效率,积极促进资源的综合利用;延长建筑物整体使用寿命,增强其性能及适应性。
4、建筑节能
降低能源消耗是绿色建筑最重要的特征之一。建筑节能是指建筑物规划、设计、新建(改建、扩建)、改造和使用过程中,执行建筑节能标准,采用节能型建筑技术、工艺、设备、材料和产品,提高保温隔热性能和采暖供热、空调制冷热系统效率,加强建筑物用能系统的运行管理,利用可再生能源,在保证建筑物室内环境质量的前提下,减少采暖供热、空调制冷,控制照明、热水供应的能耗。
二、绿色节能建筑设计策略
1、绿色建筑的建筑规划与整体设计
(1)要科学合理地选择绿色建筑的地址,在进行绿色建筑的选址时要充分考虑当地的文化、气候、能源供应以及交通等诸多因素,力求达到既经济又合理的理想效果。
(2)要对绿色建筑的外部环境进行合理设计, 可以在绿色建筑周围科学布置植被、水面等以利于使得其局部微气候得到改善, 进而从一定程度上可以避免热岛效应以达到使得建筑内部能耗减少的目的。
(3)对绿色建筑的形态进行科学设计, 要使得绿色建筑的整体体量和内部空间的分隔以及建筑朝向都科学合理,进而实现绿色建筑的自然通风和自然采光以减少其对各类设备的依赖。
2、建筑围护结构的节能设计
(1)墙体节能设计。在整个建筑工程节能设计中,外墙作为整个建筑外围护结构的核心组成部分,其使用的材料性能将直接影响着住户的日常生活及建筑的实际消耗能量。在整个墙体节能技术中,其节能方式主要是通过高效保温隔热材料实现的,通过相应的施工技术,将其填入墙体内,使其在原有的基础上形成复合墙体,在提高墙体热阻性能的同时,还能确保墙体的实际施工质量。
(2)外窗節能设计。在整个工程建筑中,窗户的核心功能在于实现建筑工程的采光、通风,同时也有着围护作用。在整个窗户的节能设计中,设计人员应结合工程的整体构造,严格控制窗墙面积比,然后选择保温隔热效果好的窗户。
(3) 屋顶节能设计。屋顶节能主要是指通过在其屋顶上采取措施来实现建筑节能,在改善生态环境的同时,还能减少建筑资源的浪费与建筑成本的投入。在这种设计模式中,能够充分调动建筑资源的优势,最大限度的实现建筑节能的目的。如隔热保温层的使用,能够凭借自身的优势,最大限度的阻挡屋面对太阳辐射热的吸收。
3、采光通风设计
采光是影响人工环境质量的一项重要指标, 可以将其分为人工照明和自然采光两种方式。采光的低能耗策略是在人工照明与自然采光之间达成一种平衡, 即尽量减少人工照明, 而充分利用自然光。对于自然风的利用是体现可持续性与生态设计的另一重要方面。有效的自然通风可以创造一种清新自然的人工环境, 同时减少依靠机械通风的能耗。例如, 在某大厦的设计中, 大厦的圆形穹顶对大厦的采光照明和通风起到了至关重要的作用。它的核心是一个称之为光线雕刻家的倒锥体光反射装置, 锥体上的反射板可以将水平光线反射成柔和的漫射光, 照亮整个大厅。当天气晴朗时, 白天的绝大部分时间不需要人工照明。此外, 一个360b转动的舌形遮阳板装置, 可根据每天中太阳高度角的变化而旋转, 以遮挡过强的阳光照射和刺眼的光线。每当夜幕降临时, 这一过程会颠倒过来, 锥体上的反射板将大厅内的灯光反射进玻璃穹顶, 穹顶变成了美丽的灯塔, 也达到了减少人工照明的目的。该大厦的自然通风策略很有新意。夏季的新鲜热空气通过建筑前的花园草坪和树林得以过滤, 降温后通过门窗开口进入侧厅, 经庭院进一步降温后进入大厅, 再经由砖拱和新建玻璃拱的两重穹顶产生的有效正负压差, 将暖空气由上部玻璃穹顶的开口排出。玻璃穹顶倒锥体光反射装置内安装的通风管和热转换器, 也起到吸收、排除室内热空气的作用。
4、可再生能源利用的设计
(1)太阳能的利用
在太阳能比较丰富的地区,所有的建筑都应该用太阳能,如果此建筑用热水的量比较大,就在其屋顶建筑足够其使用的太阳能热水器,也在相邻用热水量不大的建筑屋顶建太阳能热水器,以补充用量大的建筑。在这些地区的农村也应该全部用上太阳能电池,以供照明用电,并将此太阳能电池连入国家电网,剩余部分可以卖给国家,不足部分从国家来购买,这样也可以增加大众的节能意识。同时加快技术开发建太阳能建筑,在实践较成功的情况下,进一步在全国可用的地区进行推广。
(2)风能的利用
我国风力资源十分丰富,据国家气象局提供的资料显示:中国陆上50m 高度可利用的风力资源为5 亿多千瓦,海上风力资源也超过5 亿千瓦,储量居世界首位,远远超过可利用的水能资源的3.78 亿千瓦,与储量相比,我国风能资源利用在庞大的能源消费中不值一提。据统计,截至2004 年末,我国风力发电总装机容量为76 万千瓦,仅占全国电力装机总量的不足千分之二。在亚洲,印度以300 万千瓦居首位,我国仅为印度的不到四分之一。所以我国应该尽最大可能的开发我国的风能资源,可以进行丰富与贫乏地区平衡,也可以将地方性风能发电设施与国家电网相结合,采用多余的电能卖给国家、缺少的电能从国家电网中买入的方法,尽可能实现风能丰富地区的建筑所需电能自给。
5、水资源的利用设计
雨水的收集和污水的处理与回收利用是建筑节水的有效措施, 通过低技术的建筑处理及后续工种的配合, 收集的雨水可用于浇灌或景观水景, 改善建筑的生态环境。污水的回收利用是建筑内的洗漱污水经特殊设备净化处理后, 再用于冲厕或者浇灌等。人工湿地污水处理系统和雨水收集利用及灌溉技术的应用, 使水资源的利用实现了最大化。系统可以长期稳定运行, 且节省投资, 运行费用低。
参考文献:
[1] 李建忠. 既有建筑围护结构节能改造技术及经济分析[J]. 铁道标准设计. 2011(07)
[2] 秦波,齐海丽. 绿色建筑思考[J]. 陕西建筑. 2008(12)
[3] 孙延军,李澎,刘冰. 谈绿色建筑设计[J]. 陕西建筑. 2008(09)
关键词:绿色;节能;建筑设计;策略
中图分类号:TM08 文献标识码:A 文章编号:
绿色建筑作为一个新兴产物, 对环保、节能的要求, 值得探索、研究和尝试, 这一道路是漫长而又艰辛的。随着工业时代向信息时代的迈进, 随着工业文明向绿色文明的转变, 可持续发展将成为当今社会的主旋律。绿色建筑理论的发展将导致建筑学技术内容的极大丰富与建筑艺术创造的相应发展, 绿色建筑必将以自身的独特风格、千姿百态的建筑形态与生态环境融为一体。
一、绿色节能建筑设计基本要求
1、关注建筑的全寿命周期
建筑从最初的规划设计到随后的建造、运行、改造及至最终拆除,形成了一个全寿命周期。若考虑到建筑的构成材料,这一周期还应前溯至原材料的开采、运输和加工过程,向后追溯到建筑废弃、拆毁后的垃圾处理等全过程。关注建筑的全寿命周期就意味着,不仅要在规划设计阶段充分考虑并利用环境因素,还要确保施工过程对环境的影响降至最低,且在运行阶段能为人们提供健康、舒适、低耗、无害的空间,并将拆除过程对环境的危害降到最低。
2、适应自然条件、保护自然环境
建筑设计应充分利用场地周边的自然条件,保留和利用地形、地貌、植被和自然水系,保持历史文化与景观的连续性;充分考虑当地气候特征的生态环境,建筑风格、规模与周围环境保持协调;应尽可能减少对自然环境的负面影响,如减少有害气体、废弃物的排放,减少对生态环境的破坏。
3、绿色建筑应优化设计和管理,选择适用的技术、材料和产品;合理利用并优化资源配置,减少对资源的占有和消耗;最大限度提高资源、能源和原材料的利用效率,积极促进资源的综合利用;延长建筑物整体使用寿命,增强其性能及适应性。
4、建筑节能
降低能源消耗是绿色建筑最重要的特征之一。建筑节能是指建筑物规划、设计、新建(改建、扩建)、改造和使用过程中,执行建筑节能标准,采用节能型建筑技术、工艺、设备、材料和产品,提高保温隔热性能和采暖供热、空调制冷热系统效率,加强建筑物用能系统的运行管理,利用可再生能源,在保证建筑物室内环境质量的前提下,减少采暖供热、空调制冷,控制照明、热水供应的能耗。
二、绿色节能建筑设计策略
1、绿色建筑的建筑规划与整体设计
(1)要科学合理地选择绿色建筑的地址,在进行绿色建筑的选址时要充分考虑当地的文化、气候、能源供应以及交通等诸多因素,力求达到既经济又合理的理想效果。
(2)要对绿色建筑的外部环境进行合理设计, 可以在绿色建筑周围科学布置植被、水面等以利于使得其局部微气候得到改善, 进而从一定程度上可以避免热岛效应以达到使得建筑内部能耗减少的目的。
(3)对绿色建筑的形态进行科学设计, 要使得绿色建筑的整体体量和内部空间的分隔以及建筑朝向都科学合理,进而实现绿色建筑的自然通风和自然采光以减少其对各类设备的依赖。
2、建筑围护结构的节能设计
(1)墙体节能设计。在整个建筑工程节能设计中,外墙作为整个建筑外围护结构的核心组成部分,其使用的材料性能将直接影响着住户的日常生活及建筑的实际消耗能量。在整个墙体节能技术中,其节能方式主要是通过高效保温隔热材料实现的,通过相应的施工技术,将其填入墙体内,使其在原有的基础上形成复合墙体,在提高墙体热阻性能的同时,还能确保墙体的实际施工质量。
(2)外窗節能设计。在整个工程建筑中,窗户的核心功能在于实现建筑工程的采光、通风,同时也有着围护作用。在整个窗户的节能设计中,设计人员应结合工程的整体构造,严格控制窗墙面积比,然后选择保温隔热效果好的窗户。
(3) 屋顶节能设计。屋顶节能主要是指通过在其屋顶上采取措施来实现建筑节能,在改善生态环境的同时,还能减少建筑资源的浪费与建筑成本的投入。在这种设计模式中,能够充分调动建筑资源的优势,最大限度的实现建筑节能的目的。如隔热保温层的使用,能够凭借自身的优势,最大限度的阻挡屋面对太阳辐射热的吸收。
3、采光通风设计
采光是影响人工环境质量的一项重要指标, 可以将其分为人工照明和自然采光两种方式。采光的低能耗策略是在人工照明与自然采光之间达成一种平衡, 即尽量减少人工照明, 而充分利用自然光。对于自然风的利用是体现可持续性与生态设计的另一重要方面。有效的自然通风可以创造一种清新自然的人工环境, 同时减少依靠机械通风的能耗。例如, 在某大厦的设计中, 大厦的圆形穹顶对大厦的采光照明和通风起到了至关重要的作用。它的核心是一个称之为光线雕刻家的倒锥体光反射装置, 锥体上的反射板可以将水平光线反射成柔和的漫射光, 照亮整个大厅。当天气晴朗时, 白天的绝大部分时间不需要人工照明。此外, 一个360b转动的舌形遮阳板装置, 可根据每天中太阳高度角的变化而旋转, 以遮挡过强的阳光照射和刺眼的光线。每当夜幕降临时, 这一过程会颠倒过来, 锥体上的反射板将大厅内的灯光反射进玻璃穹顶, 穹顶变成了美丽的灯塔, 也达到了减少人工照明的目的。该大厦的自然通风策略很有新意。夏季的新鲜热空气通过建筑前的花园草坪和树林得以过滤, 降温后通过门窗开口进入侧厅, 经庭院进一步降温后进入大厅, 再经由砖拱和新建玻璃拱的两重穹顶产生的有效正负压差, 将暖空气由上部玻璃穹顶的开口排出。玻璃穹顶倒锥体光反射装置内安装的通风管和热转换器, 也起到吸收、排除室内热空气的作用。
4、可再生能源利用的设计
(1)太阳能的利用
在太阳能比较丰富的地区,所有的建筑都应该用太阳能,如果此建筑用热水的量比较大,就在其屋顶建筑足够其使用的太阳能热水器,也在相邻用热水量不大的建筑屋顶建太阳能热水器,以补充用量大的建筑。在这些地区的农村也应该全部用上太阳能电池,以供照明用电,并将此太阳能电池连入国家电网,剩余部分可以卖给国家,不足部分从国家来购买,这样也可以增加大众的节能意识。同时加快技术开发建太阳能建筑,在实践较成功的情况下,进一步在全国可用的地区进行推广。
(2)风能的利用
我国风力资源十分丰富,据国家气象局提供的资料显示:中国陆上50m 高度可利用的风力资源为5 亿多千瓦,海上风力资源也超过5 亿千瓦,储量居世界首位,远远超过可利用的水能资源的3.78 亿千瓦,与储量相比,我国风能资源利用在庞大的能源消费中不值一提。据统计,截至2004 年末,我国风力发电总装机容量为76 万千瓦,仅占全国电力装机总量的不足千分之二。在亚洲,印度以300 万千瓦居首位,我国仅为印度的不到四分之一。所以我国应该尽最大可能的开发我国的风能资源,可以进行丰富与贫乏地区平衡,也可以将地方性风能发电设施与国家电网相结合,采用多余的电能卖给国家、缺少的电能从国家电网中买入的方法,尽可能实现风能丰富地区的建筑所需电能自给。
5、水资源的利用设计
雨水的收集和污水的处理与回收利用是建筑节水的有效措施, 通过低技术的建筑处理及后续工种的配合, 收集的雨水可用于浇灌或景观水景, 改善建筑的生态环境。污水的回收利用是建筑内的洗漱污水经特殊设备净化处理后, 再用于冲厕或者浇灌等。人工湿地污水处理系统和雨水收集利用及灌溉技术的应用, 使水资源的利用实现了最大化。系统可以长期稳定运行, 且节省投资, 运行费用低。
参考文献:
[1] 李建忠. 既有建筑围护结构节能改造技术及经济分析[J]. 铁道标准设计. 2011(07)
[2] 秦波,齐海丽. 绿色建筑思考[J]. 陕西建筑. 2008(12)
[3] 孙延军,李澎,刘冰. 谈绿色建筑设计[J]. 陕西建筑. 2008(09)