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摘 要:本文是针对绿色建筑设计与工程技术的探讨。绿色建筑设计是降低建筑能耗、实现建筑行业可持续发展的重要措施,本文首先对绿色建筑的概念进行了简单介绍,而后针对相关设计要点、工程技术要点在绿色建筑中的应用作出了详细的分析。
关键词:绿色建筑设计;可持续发展;工程技术
1 绿色节能建筑概述
通常所说的绿色建筑是指以保证生态环境为前提,在建筑的设计与施工过程中通过环保、节能的手段,并尽可能地利用自然环境资源来提高建筑全寿命周期内的舒适、安全、生态、节能降耗等性能。绿色建筑与普通建筑的区别在于它通常需要遵循以下几点原则,如节约能源、材料循环利用、结合环境气候、把握整体设计观等。我国《绿色建筑评价标准》(2006年版)中对于绿色建筑的定义为:“在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材),保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。”由此可见,绿色建筑是符合于社会可持续发展战略的,更是今后建筑行业发展的必然趋势。
除了应满足以上几点理念之外,绿色建筑的设计还需遵循以下几点原则:①地区性原则,绿色建筑应紧密结合当地气候、环境(如地区主导风向,气温变化特点等),而不能一成不变地照搬案例;②系统一致性原则,绿色建筑与环境应当是一个完整系统,而非独立于环境之外,因此只有充分考虑环境对建筑的作用才能高效率实现绿色建筑;③利用率原则,绿色建筑应充分利用好环境资源,如太阳能、风能等可再生能源,并降低对不可再生能源(如水资源、土地资源)的使用,减少各阶段中垃圾、废气、废水的排放;④经济性原则,绿色建筑应保证室内环境、空气的健康与舒适的基础上,降低建筑施工与使用维护成本。
2 绿色节能设计与技术的应用
2.1 规划中的绿色设计
规划设计是项目建设的根本和依据,从设计着手,通过科学合理的建筑结构、朝向、楼间距、层高等措施,来达到节能的效果。具体来讲要掌握好以下内容:①建筑平面。对于现代化空调建筑,在室内面积一定的情况下应尽量采用外围护结构表面积小的建筑,以此来减少冷负荷而降低能耗。②建筑朝向。经试验证明,一个长宽比为4:1的南北向建筑要比同样大小的东西向建筑冷负荷少70%左右,这也就是为什么我国北方地区将南北向建筑称之为正房,而东西向建筑称为厢房。可见朝向对于建筑能耗的影响。③我们知道绿化植被可吸收二氧化碳而释放出洁净的氧气,住宅小区内的绿化便通过这一原理来条件碳氧平衡,从而降低温室效应,减轻城污染。同时,园区内的绿化还可起到隔热、降低噪音,改善局部微小气候等。④合理规划室内空间,可有效节约能耗。如对于自然通风建筑,可设计开敞的布局以及大面积的窗户,来增加自然通风的效果。而对于空调通风的建筑,则室内布局需要紧凑一些,而且要相应的减少窗户、洞口等面积,从而减少室内外空气自然流动,降低空调的负荷。
2.2 加强建筑外围护结构的措施
建筑外围护是指建筑与室外空气接触,能够抵挡室外不利环境的结构部分。根据专业计算分析,在其它工况条件不变的情况下,建筑围护结构的传热系数每增加1W/m2·K,相应的空调系统设计计算负荷需增加30%左右。而且现行的建筑施工中增加外围护结构的费用仅占项目建设总成本的5%左右,却可以达到20~40%的节能效果。
2.2.1 墙体节能措施
①现代化建筑中越来越多的使用到了混凝土小型空心砖来砌筑墙体,相对于传统的粘土红砖而言,空心砖制作过程中耗能小,不会毁坏农田、破坏生态平衡等,且有施工便捷,抗震性能强等优势。②外墙复合保温,包括外保温墙、内保温复合强以及夹心复合墙三类。其保温材料主要有聚苯乙烯泡沫板与砖墙、岩棉板等,这类材料普遍容重轻、吸水率小,可有效提高墙体的保温节能。③外墙保温砂浆。施工中多采用粉煤灰、膨胀珍珠岩等松散的无机材料,然后添加水泥制作而成保温砂浆,将其涂在内墙表面之后可以起到很好的保温效果,而且成本低廉。
2.2.2 门窗节能措施
建筑的门窗结构约占到建筑整体外围护结构面积的30%,而其能耗却占到了建筑总能耗的60~70%之间,且有近一半的热量在传输过程中损失。因此门、窗节能是建筑节能中的重点。①在确保室内采光、日照、通风等条件下,要尽量减少建筑门、窗洞口的面积。②对于夏季室外空气高、阳光充足的环境,可设置遮阳设施(如遮阳板),减少阳光通过门、窗、墙体射入到室内的热量,从而降低空调的负荷。③加强门、窗设计与施工的密封性。如在门、窗施工中加入密封条,改进门、窗结构来提高其密闭性,防止室内、外空气的对流带走热量。
2.2.3 屋顶节能措施
夏季阳光直接照射在建筑屋顶,使得屋顶温度比建筑其它外围护结构都要高,尤其对于以沥青为建材且是平面屋顶的建筑,屋顶温度最高可达到六、七十度,对室内温度影响也很大。楼顶隔热、降温的措施主要有:①从设计角度着手,将顶层室内作为设备储藏间,或者设置隔热、通风层来形成二次隔热。还有的高档住宅小区在顶层设置游泳池、绿化植被或定期喷水降温,从而降低屋顶对室内温度的影响。②在普通的建筑屋顶上面涂上一层有高反射率的涂料,从而提高屋面对于阳光的反射能力,降低屋面对于阳光热量的吸收,减少室内空调的冷负荷,起到节能目的。这种方法多用在国外建筑中,最多可节约空调负荷50%左右。
3 绿色建筑经济性分析
绿色建筑应当是在保证各项性能及舒适度的基础上,同时又具备经济方面的优势。如上海某小区建筑项目为例,该小区中普遍使用铝合金断桥门窗,这种门窗材料的传热系数约为3.43W/m2·K。经统计得出,该小区周边环境中冬季室温评价温度为5℃时,室内温度为18℃,当年最低气温的天数为56d,阳光幅照度为135W/m2;到了夏季,室外温度为30℃时室内平均温度为26℃,最高气温的天数为82d,阳光幅照度为580W/m2。选取其中两栋同样建筑面积的单体楼(每栋均为4000m2左右,分别为1#与2#),其中1#楼采用遮阳系数为0.3的节能玻璃,该年度内整栋楼的制冷费用约为69502元,取暖费用为98743元;2#楼则采用遮阳系数为0.5的普通玻璃,当年的制冷费用为97277元,采暖费用为92175元。将两栋楼综合起来分析,我们可以得出1#楼由于采用了遮阳系数低的节能玻璃,当年的暖气费用虽然比2#楼要高出6568元,但制冷费用却要比2#楼低27775元,总体上节省了21207元,经济效益可谓是比较可观的。
4 结 语
绿色建筑是未来世界范围内建筑发展的必然趋势之一,而随着建筑功能化、智能化性能的提高,绿色建筑设计与相关技术在发展中还应积极做到与各学科之间的融合,以便于在建筑中得到全方位的应用。
参考文献
[1]曹志猛.我国建筑节能现状分析与综合利用[J].新疆电力技术,2011,26(02):79~80.
[2]王海龙.试论生态建筑观在建筑设计中的应用[J].黑龙江科技信息,2011,15(18):256~257.
[3]王恩茂,刘晓君.节能建筑的经济问题研究[J].建筑经济,2005(12):77~79.
[4]刘勇,林边,贾宁.绿色建筑设计与工程技术更新之刍议[J].西安工程大学学报,2012,04:470~473.
[5]王一平.为绿色建筑的循证设计研究[D].华中科技大学,2012.
关键词:绿色建筑设计;可持续发展;工程技术
1 绿色节能建筑概述
通常所说的绿色建筑是指以保证生态环境为前提,在建筑的设计与施工过程中通过环保、节能的手段,并尽可能地利用自然环境资源来提高建筑全寿命周期内的舒适、安全、生态、节能降耗等性能。绿色建筑与普通建筑的区别在于它通常需要遵循以下几点原则,如节约能源、材料循环利用、结合环境气候、把握整体设计观等。我国《绿色建筑评价标准》(2006年版)中对于绿色建筑的定义为:“在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材),保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。”由此可见,绿色建筑是符合于社会可持续发展战略的,更是今后建筑行业发展的必然趋势。
除了应满足以上几点理念之外,绿色建筑的设计还需遵循以下几点原则:①地区性原则,绿色建筑应紧密结合当地气候、环境(如地区主导风向,气温变化特点等),而不能一成不变地照搬案例;②系统一致性原则,绿色建筑与环境应当是一个完整系统,而非独立于环境之外,因此只有充分考虑环境对建筑的作用才能高效率实现绿色建筑;③利用率原则,绿色建筑应充分利用好环境资源,如太阳能、风能等可再生能源,并降低对不可再生能源(如水资源、土地资源)的使用,减少各阶段中垃圾、废气、废水的排放;④经济性原则,绿色建筑应保证室内环境、空气的健康与舒适的基础上,降低建筑施工与使用维护成本。
2 绿色节能设计与技术的应用
2.1 规划中的绿色设计
规划设计是项目建设的根本和依据,从设计着手,通过科学合理的建筑结构、朝向、楼间距、层高等措施,来达到节能的效果。具体来讲要掌握好以下内容:①建筑平面。对于现代化空调建筑,在室内面积一定的情况下应尽量采用外围护结构表面积小的建筑,以此来减少冷负荷而降低能耗。②建筑朝向。经试验证明,一个长宽比为4:1的南北向建筑要比同样大小的东西向建筑冷负荷少70%左右,这也就是为什么我国北方地区将南北向建筑称之为正房,而东西向建筑称为厢房。可见朝向对于建筑能耗的影响。③我们知道绿化植被可吸收二氧化碳而释放出洁净的氧气,住宅小区内的绿化便通过这一原理来条件碳氧平衡,从而降低温室效应,减轻城污染。同时,园区内的绿化还可起到隔热、降低噪音,改善局部微小气候等。④合理规划室内空间,可有效节约能耗。如对于自然通风建筑,可设计开敞的布局以及大面积的窗户,来增加自然通风的效果。而对于空调通风的建筑,则室内布局需要紧凑一些,而且要相应的减少窗户、洞口等面积,从而减少室内外空气自然流动,降低空调的负荷。
2.2 加强建筑外围护结构的措施
建筑外围护是指建筑与室外空气接触,能够抵挡室外不利环境的结构部分。根据专业计算分析,在其它工况条件不变的情况下,建筑围护结构的传热系数每增加1W/m2·K,相应的空调系统设计计算负荷需增加30%左右。而且现行的建筑施工中增加外围护结构的费用仅占项目建设总成本的5%左右,却可以达到20~40%的节能效果。
2.2.1 墙体节能措施
①现代化建筑中越来越多的使用到了混凝土小型空心砖来砌筑墙体,相对于传统的粘土红砖而言,空心砖制作过程中耗能小,不会毁坏农田、破坏生态平衡等,且有施工便捷,抗震性能强等优势。②外墙复合保温,包括外保温墙、内保温复合强以及夹心复合墙三类。其保温材料主要有聚苯乙烯泡沫板与砖墙、岩棉板等,这类材料普遍容重轻、吸水率小,可有效提高墙体的保温节能。③外墙保温砂浆。施工中多采用粉煤灰、膨胀珍珠岩等松散的无机材料,然后添加水泥制作而成保温砂浆,将其涂在内墙表面之后可以起到很好的保温效果,而且成本低廉。
2.2.2 门窗节能措施
建筑的门窗结构约占到建筑整体外围护结构面积的30%,而其能耗却占到了建筑总能耗的60~70%之间,且有近一半的热量在传输过程中损失。因此门、窗节能是建筑节能中的重点。①在确保室内采光、日照、通风等条件下,要尽量减少建筑门、窗洞口的面积。②对于夏季室外空气高、阳光充足的环境,可设置遮阳设施(如遮阳板),减少阳光通过门、窗、墙体射入到室内的热量,从而降低空调的负荷。③加强门、窗设计与施工的密封性。如在门、窗施工中加入密封条,改进门、窗结构来提高其密闭性,防止室内、外空气的对流带走热量。
2.2.3 屋顶节能措施
夏季阳光直接照射在建筑屋顶,使得屋顶温度比建筑其它外围护结构都要高,尤其对于以沥青为建材且是平面屋顶的建筑,屋顶温度最高可达到六、七十度,对室内温度影响也很大。楼顶隔热、降温的措施主要有:①从设计角度着手,将顶层室内作为设备储藏间,或者设置隔热、通风层来形成二次隔热。还有的高档住宅小区在顶层设置游泳池、绿化植被或定期喷水降温,从而降低屋顶对室内温度的影响。②在普通的建筑屋顶上面涂上一层有高反射率的涂料,从而提高屋面对于阳光的反射能力,降低屋面对于阳光热量的吸收,减少室内空调的冷负荷,起到节能目的。这种方法多用在国外建筑中,最多可节约空调负荷50%左右。
3 绿色建筑经济性分析
绿色建筑应当是在保证各项性能及舒适度的基础上,同时又具备经济方面的优势。如上海某小区建筑项目为例,该小区中普遍使用铝合金断桥门窗,这种门窗材料的传热系数约为3.43W/m2·K。经统计得出,该小区周边环境中冬季室温评价温度为5℃时,室内温度为18℃,当年最低气温的天数为56d,阳光幅照度为135W/m2;到了夏季,室外温度为30℃时室内平均温度为26℃,最高气温的天数为82d,阳光幅照度为580W/m2。选取其中两栋同样建筑面积的单体楼(每栋均为4000m2左右,分别为1#与2#),其中1#楼采用遮阳系数为0.3的节能玻璃,该年度内整栋楼的制冷费用约为69502元,取暖费用为98743元;2#楼则采用遮阳系数为0.5的普通玻璃,当年的制冷费用为97277元,采暖费用为92175元。将两栋楼综合起来分析,我们可以得出1#楼由于采用了遮阳系数低的节能玻璃,当年的暖气费用虽然比2#楼要高出6568元,但制冷费用却要比2#楼低27775元,总体上节省了21207元,经济效益可谓是比较可观的。
4 结 语
绿色建筑是未来世界范围内建筑发展的必然趋势之一,而随着建筑功能化、智能化性能的提高,绿色建筑设计与相关技术在发展中还应积极做到与各学科之间的融合,以便于在建筑中得到全方位的应用。
参考文献
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[5]王一平.为绿色建筑的循证设计研究[D].华中科技大学,2012.