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摘要:近年来,随着我国经济的快速发展,可持续发展理念已成为人们的共识,而高效节能的绿色建筑设计是可持续发展观的体现。要严格执行建筑节能标准,利用科学的整体设计,集绿色配置、自然通风与采光、新能源利用、低耗能维护结构与绿色建材为一体,采用新型建筑材料和建筑节能新技术、新工艺,降低建筑能耗,提高资源利用率。本文在此从几个不同的角度对如何做好绿色建筑节能设计做了一定的研究。
关键词:绿色建筑;墙体;屋顶;幕墙
前言
节能设计作为房屋建筑设计中的重点,可以减少原材料的使用,达到降低资源消耗和保护生态环境的目的。应综合分析地区气候特征,充分利用有利的气候条件和防御不利气候因素影响。达到降低不可再生能源消耗,促进我国建筑可持续发展。
一、绿色建筑节能设计概述
建筑节能是指在建筑工程项目的规划、设计、新建、改建和使用过程中,按照国家的有关法律法规,执行建筑节能标准,进行现代建筑的节能设计。对于室内的供热需求,首先要保证建筑物室内热环境质量,在此基础上减少供热采暖、热水供应的能耗问题,大量采用可再生能源,切实保护好地域的生态平衡,利用一切科技手段改善人居环境。
绿色建筑设计概念通常涵盖了工程项目的全部生命周期在内的一切生产、作业活动,它主要强调建筑过程当中合理利用资源,以此才能最大限度地节约出使用物资、资源,降低环境污染,保证人们在体验建筑空间功能、利用建筑空间进行作业的基础上,实现资源耗能最小化,改善以往节水、节能等的不利现状,促进生态绿色经济与现代建筑能够协调发展,满足现代人民的物质需求、精神需求、绿色环保需求等。
二、绿色建筑节能设计过程中的几个要点分析
1、合理选择建筑的地址
选址时应因地制宜,结合当地的气候、文化、经济、交通、能源供应等诸多因素进行综合分析,充分利用自然环境,以达到最经济、合理的效果。设计中要充分考虑夏季有利的主导风向和避免冬季不利的主导风向,合理安排群体布局和建筑朝向。如广西大部分地区属于夏热冬暖地区,夏季炎热多东南风、冬季寒冷多西北风,在进行小区群体布局时,一般将小体量的低层、独立式住宅放在南面,大体量的高层住宅放在最北面,可以最大限度地满足夏季自然通风和冬季阻挡不利的西北风的需要。
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2、建筑朝向绿色节能设计
进行绿色设计时应充分的考虑建筑的朝向,其目的是冬季能获得足够的日照并避开主导风向,夏季能利用自然通风并防止太阳辐射,减少对电器设备的依赖。在规划布局上,可以通过建筑的向阳面和背阴面形成不同的气压,即使在无风时也能形成通风,在建筑体型设计上形成风洞,使自然风在其中回旋,得到良好的通风效果。通过规划设计减少热岛效应,在改善室外环境舒适性的同时,减少建筑的空调能耗。
为了保证室内的日光照射,减少照明,节约能源,为使用者提供舒适的室内光环境,在进行绿色设计时采用明厅、明卧、明卫、明厨的设计,充分利用天然采光,减少人工照明能耗,达到节能的效果。
3、建筑单体设计
(1)墙体节能
墙体材料的保温性能将会对建筑的节能效果产生直接而重要的影响。我国建筑大部分选择实心粘土砖作为墙体材料,其保温性能一般难以满足设计标准。JGJ26-1995对外墙用材给出了如下规定:当建筑形体系数<0.3时,传热系数≤1.16W/(�K)。现在普遍应用的内抹灰砖墙在传热系数方面大多超出了规定值。所以,为满足节能的要求,应加大空心砖墙及其他墙体材料的推广力度。
(2)高效节能的外窗和幕墙系统
建筑结构中的窗户和玻璃幕墙在建筑维护结构中的能耗都相当大。随着科技的发展,新型的高性能的玻璃为窗和玻璃幕墙的保温和防辐射做出了极大的贡献。采用双层玻璃幕墙的形式是建筑内部保温的高效措施,它由两层或者三层玻璃组成,每层之间留有一定距离,这样在寒冷季节可以成为一个阳光温室,增加室内自然光采暖,达到节能的目的;而在炎热的季节利用烟囱效应对其进行热压通风,不断带走玻璃之间的热空气,从而降低室内温度,从容降低空调负荷。这种措施在高层建筑中使用起来更合适,它避免了由追截开窗通风引起的较难控制的空气紊流。
(3)屋顶节能
由于屋顶受到的是阳光的直接照射,建筑物的屋顶表层温度要大大高于其余围护结构,其耗热量大约占整层建筑热量消耗的7 ~ 8成。有实践数据表明,夏季顶层的房屋,其室内温度要比其余层房间高3℃左右。由此可见,为了形成二次隔热,在设计时可以在屋顶设置隔热层或是直接将设备间设置在屋顶上,以减少屋顶温度的影响。同时,考虑到一些因素,比如倒置式的屋顶比正置式的屋顶更加耐久:非金属的浅色屋面较深色的屋面有更高的反射率,对于能源的消耗更加少,屋顶排水可以采用有组织的排水系统,收集到的雨水可以用于日常生活如浇花等等,这些都可以节省资源。因此可以在选择屋顶形式时采用倒置式、有蓄水屋、浅色的屋顶。
4、自然通风
风压与热压是实现自然通风的两种手段,二者互为补充、密不可分。风压通风是利用建筑的迎风面与具有良好外部风环境的地区,选择有利通风的建筑朝向、控制建筑进深、“引导”自然通风等,可实现良好的风压通风效果。热压通风,是利用热空气上升,从建筑上部排风口排出污浊的热空气,从建筑底部吸入新鲜的冷空气,实现建筑内部的自然通风。一般在不良的外部风环境地区,或进深较大的建筑,多利用热压或热压风压兼用,实现自然通风。在设计中,可利用建筑物内部贯穿多层的竖向空间(如楼梯间、中庭),结合拔风井、风塔等构造,创造出满足热压式自然通风进出风口的高差。福斯特设计的德国议会大厦玻璃穹顶,既是采光的“光庭”,更是热压式自然通风的“风塔”。
5、遮阳设计
外遮阳是最有效的遮阳设施,它直接将80%的太阳辐射热量遮挡于室外,有效地降低了空调负荷,节约了能量。在窗户合适部位加设遮阳挡板,可以巧妙地遮蔽夏季入射角度很大的强烈阳光,而在冬季,由于太阳入射角度的降低,阳光又可以入射到室内,从而吸收热量,降低室内的热负荷。
6、立体绿化设计
将屋面设置成为空中花园的形式,在其中种植各种常绿的草坪花卉。这样不仅能够降低建筑物的燥热性,也能够通过蒸发,降低对能源的消耗。在每一层建筑物的公共部分,也可以通过外挑等里面的造型,在其中种植一部分绿色植物,从而让每一层建筑都拥有绿化交织的渗透。良好的自然采光不仅能够帮助植物生长,也有利于人与自然的有效结合,达到亲近大自然的目的。
7、水资源循环
绿色建筑中“水系统”指在满足建筑功能、用水水量、水质需要的前提下,将水景观、水资源综合运用、污染操控、生态修复技术等集成一体的水环境系统,它将建筑给水、污水处置与中水再利用、排水、雨水再利用、水景、生态等子系统有机地结合起来。生态现象水景规划应遵照整体性水资源的可持续运用及水资源的再生及循环性的准则,以节水及防止环境污染为基本目标,对雨水资源收集并加以运用,通过雨水收集系统后处理,悉数用来补偿现象水。也可将生活中的优质排水经处置系统处理后,以补充景观水,通过现象用水综合处理系统得到进一步净化。
三、可再生能源的利用
随着不可再生能源的不断消耗,人们开始重视可再生能源的研究。太阳能是一种资源丰富的清洁能源,在建筑中可增加太阳能的利用,如设计并建造太阳能光电屋顶、太阳能电力墙和太阳能光电玻璃,将太阳能转化为建筑本身需要的电能和热能。此外,风能也是一种开发利用较为方更的一种清洁能源,除了建筑的自然通风外,还可以安装风力发电和风力致热设备,将风能转化为建筑内可直接使用的能源。可再生能源的利用可以很大程度的缓解我国能源紧张的现状。
四、结语
综上,节能减排,加快建筑节能建设,已是建筑设计行业发展的必然趋势。应考虑建筑的全寿命周期内的能源消耗,推行高效节能的绿色建筑设计,注重墙体、门窗、屋面等几个关键环节设计,强化自然通风、遮阳、立体绿化,加强可再生资源利用,实现建设事业健康、协调、可持续发展的重大战略性工作。
参考文献:
[1]钱丽娟. 浅谈绿色建筑中的建筑节能创新[J].山西建筑,2008,34(15):229-230.
[2]李凯,秦红媚. 节能建筑设计技术研究[J]. 科技资讯,2008,(34).
论文作者:莫丽珊
论文发表刊物:《防护工程》2018年第22期
论文发表时间:2018/11/22
标签:建筑论文; 屋顶论文; 自然论文; 节能论文; 建筑节能论文; 室内论文; 风压论文; 《防护工程》2018年第22期论文;