淺談低碳環(huán)境下的綠色建筑設(shè)計

李 丹/新疆有色冶金設(shè)計研究院有限公司

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淺談低碳環(huán)境下的綠色建筑設(shè)計

李 丹/新疆有色冶金設(shè)計研究院有限公司

【摘 要】近年來，我國建筑行業(yè)技術(shù)發(fā)展十分迅速，建筑項目增多，尤其是高層的建筑越來越多，在空間上利用更加充分，功能性更強，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)計低碳環(huán)保的綠色建筑，解決現(xiàn)代建筑節(jié)能的問題，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)模的迅速增長伴隨著資源的大量消耗和環(huán)境的嚴重破壞。而當今社會的發(fā)展，要求建筑在滿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，對用水、用電、綠化等方面實現(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。而從全國總體來看，生產(chǎn)與公共設(shè)施建筑在資源消耗與環(huán)境保護方面只有損害沒有保護，急需在低碳節(jié)能、處理廢水廢氣、保護周邊環(huán)境上多下功夫。

在城市化進程加速的今天，各類建筑面積飛速的增長，其耗能幅度成倍增大，在我國已有的建筑中，從設(shè)計理念、結(jié)構(gòu)和材料使用都比較傳統(tǒng)，傳統(tǒng)的建筑沒有進行能源節(jié)約的設(shè)計，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，進行技術(shù)升級的空間很大。同時應(yīng)該看到，節(jié)能減排實施方面，效果也不好，對于政策的落實或是節(jié)能減排硬件的使用還做的不到位。在節(jié)能減排的意識上，從生產(chǎn)到生活，人們意識不強，節(jié)能減排的措施掌握的還較少，而對于每個人來說，一些節(jié)能降耗、保護環(huán)境的措施易于執(zhí)行，只要提高思想意識，就能大幅度的改善建筑的環(huán)保問題。我國各級政府十分重視“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)能工作的推進形勢向好，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：一是通過設(shè)計，強化綠色建筑理念，進行節(jié)能改造。通過對建筑物的綠色設(shè)計創(chuàng)新，或者在建筑已有結(jié)構(gòu)中使用先進的節(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)境進一步受到保護。通過設(shè)計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，實現(xiàn)建筑項目的優(yōu)化。目前采用較多的可再生能源有太陽能、地熱、風能、生物能等，這些能源合理的利用，環(huán)保又節(jié)約成本，是長遠且生態(tài)的節(jié)能方法，是未來節(jié)能的主要思路。三是改善已有建筑的通風、取暖、空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計。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的建筑物的電器損耗，最大效率的利用溫度，進而實現(xiàn)建筑節(jié)能，提高效果。四是建立智能型樓宇。利用信息自動化手段實現(xiàn)建筑使用的智能控制和建筑使用能源的有效利用是當今建筑節(jié)能的新趨勢。通過電子計算機信息技術(shù)對大型建筑各個系統(tǒng)自行自動調(diào)節(jié)控制，可以減少人力，并達到有效的節(jié)能目的。

三、低碳環(huán)境下的綠色建筑設(shè)計方法

（一）建筑的外觀設(shè)計中的節(jié)能因素

建筑的朝向、構(gòu)型、窗戶、屋頂?shù)确矫娴脑O(shè)計都對耗能產(chǎn)生影響。第一，對于建筑物的朝向設(shè)計，原則是冬季能獲得足夠的日照并避開主導(dǎo)風向，夏季能利用自然通風并防止太陽輻射。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、夏季太陽輻射強度、風環(huán)境、圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)造形式等各方面的因素。應(yīng)權(quán)衡利弊，兼顧不同類型的建筑造型，盡可能地減少房間的外圍護面積，使體形不要太復(fù)雜，凹凸面不要過多，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)，以達到節(jié)能的目的。第三，窗的設(shè)計與建筑節(jié)能?，F(xiàn)代建筑的窗戶較大，大窗是現(xiàn)代建筑美觀設(shè)計的趨勢，然而，大窗設(shè)計不利于室內(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。屋頂綠化設(shè)計是一項很理想化的設(shè)計，且從暢想到實踐已經(jīng)改良了很多次，屋頂綠化經(jīng)過多年的技術(shù)改進，已經(jīng)成為了現(xiàn)代建筑的節(jié)能標志，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環(huán)境的影響，在內(nèi)部結(jié)構(gòu)方面也各有特點。因此，內(nèi)部構(gòu)造的設(shè)計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，內(nèi)部通道是人們進入室內(nèi)空間的必經(jīng)場所，內(nèi)部通道更是通風、空氣交換的重要場所，內(nèi)部通道也是管道交錯、線路敷設(shè)、水流通過的通道，熱量在此進行交換，水流從這里流過。由此，內(nèi)部通道設(shè)計是電器使用、廢水處理的重要場所。其次是大空間場所設(shè)計。大空間場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，如何做好大廳空調(diào)放置、通風設(shè)計、取暖設(shè)備設(shè)置，需要設(shè)計者具備較高的專業(yè)水平，如果安排得當，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，空調(diào)設(shè)計不但要顧及到空調(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，要考慮到風口穿過樓板將風送至中庭，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。例如會議室和辦公室的安排，特別要注意冷氣泄露的問題。要將空調(diào)房間集中設(shè)置，上下對齊。對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，然而當今社會人們對環(huán)境的要求更好，對健康材料、環(huán)保材料的選擇占到了絕對大的比重，因此，選擇材料對于環(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。窗戶設(shè)計的時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，從其電費的節(jié)省來講，很快就能收回。

（四）建筑內(nèi)的功能設(shè)計的節(jié)能

第一，配電系統(tǒng)設(shè)計。對于配電系統(tǒng)，在配電系統(tǒng)電壓等級的確定上，應(yīng)選用較高的配電電壓深入負荷中心。選用高效低耗變壓器，應(yīng)該使變壓器的實際負荷接近設(shè)計的最佳負荷；可考慮設(shè)專用變壓器，以降低變壓器損耗；負荷線路路徑盡量短，以降低線路損耗。

第二，電氣設(shè)計。對于照明，應(yīng)盡可能地選擇高光效光源即常說的節(jié)能燈泡。對于空調(diào)，要進行空調(diào)位置的優(yōu)化設(shè)計，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。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控制，現(xiàn)在的感應(yīng)設(shè)備與節(jié)水設(shè)備都較為先進，只要在設(shè)備上因地制宜的采用正確方式，就會在節(jié)約上取得很好的效果。

第四，可再生能源的利用。對于風能、太陽能的利用在我國的大城市的高層建筑上都已經(jīng)開始運用，其中利用風洞發(fā)電、利用太陽能蓄電的裝置在很多公共建筑上都能見到，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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