淺談低碳環(huán)境下的綠色建筑設(shè)計(jì)

李丹

【摘 要】近年來(lái)，我國(guó)建筑行業(yè)技術(shù)發(fā)展十分迅速，建筑項(xiàng)目增多，尤其是高層的建筑越來(lái)越多，在空間上利用更加充分，功能性更強(qiáng)，在建設(shè)環(huán)節(jié)中建筑的施工階段能耗十分大，建筑能耗逐漸成為居民能源消耗的主體。如何設(shè)計(jì)低碳環(huán)保的綠色建筑，解決現(xiàn)代建筑節(jié)能的問(wèn)題，是建筑行業(yè)要不斷研究的課題。

【關(guān)鍵詞】低碳；綠色建筑；環(huán)境

在傳統(tǒng)的建筑工藝條件下，建筑規(guī)模的迅速增長(zhǎng)伴隨著資源的大量消耗和環(huán)境的嚴(yán)重破壞。而當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展，要求建筑在滿(mǎn)足人們使用需求的條件下，還要在其能源消耗上降低能耗，逐漸要求建設(shè)綠色建筑，對(duì)用水、用電、綠化等方面實(shí)現(xiàn)環(huán)境的優(yōu)化。

一、節(jié)能減排潛力大

根據(jù)能源研究所的統(tǒng)計(jì)研究，如果把建筑能耗全部電能、熱量折算成電量消耗，建筑能耗占到全社會(huì)總能耗的三分之一。在現(xiàn)代建筑中，越是大型的、綜合功用的建筑能耗越大，超大型建筑能占到總建筑耗能的70%以上，其中包括生產(chǎn)型建筑、公共設(shè)施建筑。而從全國(guó)總體來(lái)看，生產(chǎn)與公共設(shè)施建筑在資源消耗與環(huán)境保護(hù)方面只有損害沒(méi)有保護(hù)，急需在低碳節(jié)能、處理廢水廢氣、保護(hù)周邊環(huán)境上多下功夫。

在城市化進(jìn)程加速的今天，各類(lèi)建筑面積飛速的增長(zhǎng)，其耗能幅度成倍增大，在我國(guó)已有的建筑中，從設(shè)計(jì)理念、結(jié)構(gòu)和材料使用都比較傳統(tǒng)，傳統(tǒng)的建筑沒(méi)有進(jìn)行能源節(jié)約的設(shè)計(jì)，且隨著建筑的使用，電器的增多，其能耗排放都要高于現(xiàn)代建筑，因此，進(jìn)行技術(shù)升級(jí)的空間很大。同時(shí)應(yīng)該看到，節(jié)能減排實(shí)施方面，效果也不好，對(duì)于政策的落實(shí)或是節(jié)能減排硬件的使用還做的不到位。在節(jié)能減排的意識(shí)上，從生產(chǎn)到生活，人們意識(shí)不強(qiáng)，節(jié)能減排的措施掌握的還較少，而對(duì)于每個(gè)人來(lái)說(shuō)，一些節(jié)能降耗、保護(hù)環(huán)境的措施易于執(zhí)行，只要提高思想意識(shí)，就能大幅度的改善建筑的環(huán)保問(wèn)題。我國(guó)各級(jí)政府十分重視“節(jié)能減排”工作，而建筑的節(jié)能改造，就是政府的中心工作，所以，節(jié)能工作的推進(jìn)形勢(shì)向好，建筑的節(jié)能減排潛力很大。

二、建筑節(jié)能技術(shù)概述

根據(jù)現(xiàn)代優(yōu)秀建筑的技術(shù)研究可以了解到，建筑節(jié)能、環(huán)保技術(shù)有如下方式：一是通過(guò)設(shè)計(jì)，強(qiáng)化綠色建筑理念，進(jìn)行節(jié)能改造。通過(guò)對(duì)建筑物的綠色設(shè)計(jì)創(chuàng)新，或者在建筑已有結(jié)構(gòu)中使用先進(jìn)的節(jié)能材料，使得建筑物能耗顯著降低，資源利用率相應(yīng)提高，環(huán)境進(jìn)一步受到保護(hù)。通過(guò)設(shè)計(jì)的改變和已有建筑的改造，效果十分明顯。二是在建筑物中利用可再生能源，實(shí)現(xiàn)建筑項(xiàng)目的優(yōu)化。目前采用較多的可再生能源有太陽(yáng)能、地?zé)?、風(fēng)能、生物能等，這些能源合理的利用，環(huán)保又節(jié)約成本，是長(zhǎng)遠(yuǎn)且生態(tài)的節(jié)能方法，是未來(lái)節(jié)能的主要思路。三是改善已有建筑的通風(fēng)、取暖、空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。大型建筑的空調(diào)與取暖是建筑的最主要耗能部分，因此，優(yōu)化建筑的通風(fēng)與取暖管道敷設(shè)，提高熱能使用效果，減少因溫度變化帶來(lái)的建筑物的電器損耗，最大效率的利用溫度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能，提高效果。四是建立智能型樓宇。利用信息自動(dòng)化手段實(shí)現(xiàn)建筑使用的智能控制和建筑使用能源的有效利用是當(dāng)今建筑節(jié)能的新趨勢(shì)。通過(guò)電子計(jì)算機(jī)信息技術(shù)對(duì)大型建筑各個(gè)系統(tǒng)自行自動(dòng)調(diào)節(jié)控制，可以減少人力，并達(dá)到有效的節(jié)能目的。

三、低碳環(huán)境下的綠色建筑設(shè)計(jì)方法

（一）建筑的外觀(guān)設(shè)計(jì)中的節(jié)能因素

建筑的朝向、構(gòu)型、窗戶(hù)、屋頂?shù)确矫娴脑O(shè)計(jì)都對(duì)耗能產(chǎn)生影響。第一，對(duì)于建筑物的朝向設(shè)計(jì)，原則是冬季能獲得足夠的日照并避開(kāi)主導(dǎo)風(fēng)向，夏季能利用自然通風(fēng)并防止太陽(yáng)輻射。第二，體型，如何合理地確定建筑形狀，必須考慮本地區(qū)氣候條件，冬、夏季太陽(yáng)輻射強(qiáng)度、風(fēng)環(huán)境、圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造形式等各方面的因素。應(yīng)權(quán)衡利弊，兼顧不同類(lèi)型的建筑造型，盡可能地減少房間的外圍護(hù)面積，使體形不要太復(fù)雜，凹凸面不要過(guò)多，避免因體形復(fù)雜和凸凹太多形成外墻面積增大而提高體形系數(shù)，以達(dá)到節(jié)能的目的。第三，窗的設(shè)計(jì)與建筑節(jié)能?，F(xiàn)代建筑的窗戶(hù)較大，大窗是現(xiàn)代建筑美觀(guān)設(shè)計(jì)的趨勢(shì)，然而，大窗設(shè)計(jì)不利于室內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)，尤其是冬季不利于保溫，夏季室內(nèi)溫度上升加快，側(cè)面加大了空調(diào)暖氣的使用頻率，增加了建筑的能耗。第四，屋頂綠化設(shè)計(jì)。屋頂綠化設(shè)計(jì)是一項(xiàng)很理想化的設(shè)計(jì)，且從暢想到實(shí)踐已經(jīng)改良了很多次，屋頂綠化經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)改進(jìn)，已經(jīng)成為了現(xiàn)代建筑的節(jié)能標(biāo)志，屋頂綠化不但能改變環(huán)境與生態(tài)，還能在保溫與生活用水的利用上給建筑提供很大幫助。

（二）建筑內(nèi)部形式的節(jié)能因素

無(wú)論是大型公共建筑、生產(chǎn)設(shè)施，還是民用生活建筑，其功能決定了能源的消耗與對(duì)環(huán)境的影響，在內(nèi)部結(jié)構(gòu)方面也各有特點(diǎn)。因此，內(nèi)部構(gòu)造的設(shè)計(jì)很大程度上決定了建筑的節(jié)能情況。首先，建筑內(nèi)部通道設(shè)計(jì)，內(nèi)部通道是人們進(jìn)入室內(nèi)空間的必經(jīng)場(chǎng)所，內(nèi)部通道更是通風(fēng)、空氣交換的重要場(chǎng)所，內(nèi)部通道也是管道交錯(cuò)、線(xiàn)路敷設(shè)、水流通過(guò)的通道，熱量在此進(jìn)行交換，水流從這里流過(guò)。由此，內(nèi)部通道設(shè)計(jì)是電器使用、廢水處理的重要場(chǎng)所。其次是大空間場(chǎng)所設(shè)計(jì)。大空間場(chǎng)所消耗能源的速度更快，電器使用的效率更低，不容易做好節(jié)能工作。例如大廳設(shè)計(jì)，如何做好大廳空調(diào)放置、通風(fēng)設(shè)計(jì)、取暖設(shè)備設(shè)置，需要設(shè)計(jì)者具備較高的專(zhuān)業(yè)水平，如果安排得當(dāng)，能夠大大節(jié)省電力與材料。第三，是室內(nèi)的空調(diào)管道設(shè)計(jì)，空調(diào)設(shè)計(jì)不但要顧及到空調(diào)送冷，還要顧及到熱交換，在大空間的公共建筑中，不只是將空調(diào)管道建在上方，還要考慮采用地面送冷，要考慮到風(fēng)口穿過(guò)樓板將風(fēng)送至中庭，這種不增加能耗的送冷，也能提高人的舒適度。第四，要考慮到空間的劃分。例如會(huì)議室和辦公室的安排，特別要注意冷氣泄露的問(wèn)題。要將空調(diào)房間集中設(shè)置，上下對(duì)齊。對(duì)溫濕度要求相近的房間宜相臨布置，屋頂應(yīng)有良好的隔熱措施。

（三）建筑材料選擇的節(jié)能因素

材料在建筑行業(yè)中一定程度上代表了時(shí)代的科技發(fā)展水平。成本低、效果好的材料是建筑企業(yè)所青睞的，然而當(dāng)今社會(huì)人們對(duì)環(huán)境的要求更好，對(duì)健康材料、環(huán)保材料的選擇占到了絕對(duì)大的比重，因此，選擇材料對(duì)于環(huán)保十分重要。

首先是框架選擇，以鋼結(jié)構(gòu)為例，鋼材為可回收利用材料，在建筑拆除后鋼結(jié)構(gòu)框架可以回收，因此，鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用本身就節(jié)省了資源。在結(jié)構(gòu)上，鋼結(jié)構(gòu)大大降低了梁高，節(jié)省了空間。

第二，窗戶(hù)的用材，同朝向的雙層窗的節(jié)能率必然比單層窗更加節(jié)能。窗戶(hù)設(shè)計(jì)的時(shí)候盡可能選用斷熱橋鋁合金窗或塑鋼窗，少用或者不用單玻彩鋁窗、單玻推拉塑鋼窗。雖然初期成本較高，但隨著節(jié)能效率的提高，其耗能的減小，保溫效果的提高，從其電費(fèi)的節(jié)省來(lái)講，很快就能收回。

（四）建筑內(nèi)的功能設(shè)計(jì)的節(jié)能

第一，配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)。對(duì)于配電系統(tǒng)，在配電系統(tǒng)電壓等級(jí)的確定上，應(yīng)選用較高的配電電壓深入負(fù)荷中心。選用高效低耗變壓器，應(yīng)該使變壓器的實(shí)際負(fù)荷接近設(shè)計(jì)的最佳負(fù)荷；可考慮設(shè)專(zhuān)用變壓器，以降低變壓器損耗；負(fù)荷線(xiàn)路路徑盡量短，以降低線(xiàn)路損耗。

第二，電氣設(shè)計(jì)。對(duì)于照明，應(yīng)盡可能地選擇高光效光源即常說(shuō)的節(jié)能燈泡。對(duì)于空調(diào)，要進(jìn)行空調(diào)位置的優(yōu)化設(shè)計(jì)，要將空調(diào)的制冷制熱效果發(fā)揮到極致。

第三，給排水設(shè)計(jì)。公共建筑的用水是資源節(jié)約的重要一環(huán)，其原則就是做到自動(dòng)控制，現(xiàn)在的感應(yīng)設(shè)備與節(jié)水設(shè)備都較為先進(jìn)，只要在設(shè)備上因地制宜的采用正確方式，就會(huì)在節(jié)約上取得很好的效果。

第四，可再生能源的利用。對(duì)于風(fēng)能、太陽(yáng)能的利用在我國(guó)的大城市的高層建筑上都已經(jīng)開(kāi)始運(yùn)用，其中利用風(fēng)洞發(fā)電、利用太陽(yáng)能蓄電的裝置在很多公共建筑上都能見(jiàn)到，有效的利用了空間和可再生能源，大大節(jié)約了電能和熱能。

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