綠色建筑中的生態(tài)節(jié)能設(shè)計探索

劉建軍

摘 要：當(dāng)今世界，隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展以及人口的膨脹，城市化進程在不斷加快。同時這也帶來了環(huán)境污染和能源的浪費，大量溫室氣體的排放導(dǎo)致全球在不停地變暖，夏季高溫現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)，而傳統(tǒng)辦公樓所呈現(xiàn)的問題也越來越顯著。而近些年來建筑與生態(tài)節(jié)能技術(shù)相結(jié)合的思想和方法正不斷出現(xiàn)，很多設(shè)計師紛紛開始探索設(shè)計可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)節(jié)能建筑。

關(guān)鍵詞：生態(tài)節(jié)能；辦公空間；技術(shù)措施

1 前言

近些年來建筑與生態(tài)節(jié)能技術(shù)相結(jié)合的思想和方法正不斷出現(xiàn)，很多設(shè)計師紛紛開始探索設(shè)計可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)節(jié)能建筑。

2 形體設(shè)計

目前很多建成的生態(tài)建筑往往只是在方案設(shè)計完成后再添加各種技術(shù)措施，當(dāng)建筑投入使用時又常常達不到預(yù)定的節(jié)能標(biāo)準，這反映了方案設(shè)計和技術(shù)結(jié)合不同步的現(xiàn)象。因此，設(shè)計師在設(shè)計之初就應(yīng)當(dāng)考慮如何才能把建筑形式與各項技術(shù)有機結(jié)合。

我們在建筑形體的設(shè)計中采用了斜面體、建筑形體挖洞和退臺三種構(gòu)成要素。斜面體由于頂部是斜切面的形式，因而在頂部放置光伏板就可以充分收集太陽能。在建筑形體上挖洞可以引導(dǎo)建筑自然通風(fēng)，提高室內(nèi)空間環(huán)境質(zhì)量。同時在建筑形體上挖洞遮擋了許多直射陽光，可以形成建筑自遮陽，是一種被動式遮陽的良好措施。另外這種手法還可以結(jié)合景觀水體和綠化一起考慮，在炎熱的夏季當(dāng)室外自然風(fēng)吹入室內(nèi)之前就可以經(jīng)歷一段降溫過程。

3 通風(fēng)遮陽策略

傳統(tǒng)辦公空間常常存在種種空氣不流通的情況，這使得室內(nèi)空氣質(zhì)量往往比較污濁，人們通常采用開啟空調(diào)的方式來加速空氣循環(huán)。這樣做雖然空氣質(zhì)量有所好轉(zhuǎn)，但是造成了大量能量的消耗，同時還向室外排出了大量溫室氣體污染環(huán)境。因此，如何從生態(tài)節(jié)能的角度來解決辦公空間的通風(fēng)問題是當(dāng)前我們值得研究的課題。

3.1 拔風(fēng)中庭

傳統(tǒng)中庭一般只作為交通空間和采光空間使用，功能較為單一。將中庭與拔風(fēng)裝置、可調(diào)節(jié)光伏板做結(jié)合。拔風(fēng)裝置采用了文丘里管，文丘里管是建筑師文丘里研究出的一種拔風(fēng)煙囪，可利用壓差原理有效的拔風(fēng)。它頂蓋的頂部輪廓長度小于底部輪廓長度，當(dāng)室內(nèi)的風(fēng)速達到一定速度時，由于它們的長度不同就導(dǎo)致了這兩部位氣壓的不同。這時，底部氣壓小于頂部與室外的平均氣壓，這樣就可以把管里的熱空氣吸出，從而起到有效的拔風(fēng)作用。同時，由于頂蓋采用透光材料，因此它既可以阻擋雨水，又能起到自然采光作用。可調(diào)節(jié)光伏板能夠沿一個固定的軸自由轉(zhuǎn)動，當(dāng)它轉(zhuǎn)至一定角度時頂棚則部分打開，因而也起到了一定的通風(fēng)作用。

3.2 可調(diào)節(jié)光伏百葉

在建筑中可采用“雙層表皮”的理念，即由外層百葉和內(nèi)層玻璃組成的雙層表皮。外層百葉是可以自動調(diào)節(jié)的，它不僅能起到遮陽的作用而且還能起到通風(fēng)的作用。在炎熱的夏季，百葉可旋轉(zhuǎn)至與內(nèi)層玻璃窗呈90度的位置，這樣可以最大限度保持室內(nèi)外的良好通風(fēng)。在寒冷的冬季，百葉可旋轉(zhuǎn)至與內(nèi)層玻璃窗平行的位置，這樣在內(nèi)外表皮之間就形成了一道空氣緩沖層，室外自然風(fēng)在吹入室內(nèi)之前要先經(jīng)過這一層，使自然風(fēng)在其中形成熱環(huán)流，在一定程度上提高了自然風(fēng)的溫度。

3.3 立體綠化

將綠色植被引入現(xiàn)代辦公空間已越來越多地被設(shè)計師采用，這樣可使辦公人員與綠色近距離接觸，同時也增加了人們駐足交流的機會，營造了一種生態(tài)優(yōu)美的高品質(zhì)辦公環(huán)境。

3.3.1 屋頂綠化

種植屋面常采用各種耐寒常綠的草坪花卉，它可以提高建筑的綠化覆蓋率，減少雨水的流失，抑制風(fēng)沙的襲擊。在夏季它可以通過綠色植物的吸收和反射作用降低熱量，同時植物自身水分的蒸發(fā)也可以釋放一定的熱量，從而降低了吹入室內(nèi)自然風(fēng)的溫度以及能量的消耗，起到了良好的生態(tài)效應(yīng)。

3.3.2 西墻豎向綠化

在辦公樓的西墻面采用了立體綠化遮陽技術(shù)，首先在墻面上安裝鋼框架，然后在地面種植藤蔓類植物，使它們纏繞于固定在墻體的構(gòu)件上。夏季它們可以吸收大量的太陽輻射，降低墻體的溫度，同時還可以有效的防止西曬，改善了室內(nèi)的小氣候。山墻綠化為室內(nèi)辦公人員創(chuàng)造了良好的視覺環(huán)境，使他們掩映在片片綠意之下。

3.4 相關(guān)技術(shù)措施

3.4.1 太陽能光伏光熱一體化

為提高太陽能的利用率同時得到可資利用的熱水和電力，我們將貯能式光伏系統(tǒng)與平板型太陽能熱水器結(jié)合起來，把光伏電池組件層壓在熱水器的扁盒式鋁合金集熱板上，構(gòu)成一套光優(yōu)光熱一體化系統(tǒng)，并通過實驗結(jié)果表明，在晴朗或多云的天氣條件下該系統(tǒng)比單獨的光伏或熱水系統(tǒng)效率有顯著提高。在建筑的頂層采用太陽能光伏電池、光電板技術(shù)。

3.4.2 光伏地?zé)嵋惑w化

該技術(shù)用于建筑采暖期供暖和其他季節(jié)，通過太陽能與地?zé)崮芫C合利用、熱泵連接式對流體進行加熱從而達到分房間供熱。它的主要組成部分為太陽能集熱器和太陽能輔助加熱空氣源熱泵機組，其他輔助設(shè)備與常規(guī)的中央熱水系統(tǒng)相同，包括太陽能循環(huán)泵、熱水加熱環(huán)泵、換熱器、熱水箱及U型換熱器等，它們共同構(gòu)成了建筑一體化太陽能地?zé)崮芸照{(diào)系統(tǒng)。

3.4.3 雨水收集及污水處理系統(tǒng)

該系統(tǒng)可將雨水留住或滲入地下，改善水環(huán)境和生態(tài)環(huán)境。同時它有效的增加了水資源，因此是一項節(jié)約用水的好措施。另外，該系統(tǒng)將室內(nèi)污水管中的廢水經(jīng)過埋設(shè)在池塘底部的介質(zhì)過濾后，可直接排入河流，有效的減弱了污水對河流的污染，起到了生態(tài)環(huán)保的作用。

3.4.4 人工濕地與景觀水體

采用潛流式人工濕地技術(shù)，它可以有效去除景觀水體中的有機物、氮和磷，同時減輕了出水氨臭的現(xiàn)象。因此，水池中的水可以長期進行循環(huán)處理并始終保持良好的水質(zhì)。景觀水體的引入，在夏季也能起到一定的降溫作用。它美化了自然景觀，為室內(nèi)辦公人員帶來了舒適的視覺感受。

4 結(jié)束語

在我國，綠色辦公建筑的生態(tài)節(jié)能設(shè)計目前還是一個新的研究課題。這種設(shè)計方法不僅能創(chuàng)造出舒適健康的辦公空間，而且有利于提高員工的工作效率，節(jié)約建筑設(shè)備的投資運行成本。通過太陽能光伏光熱一體化技術(shù)可滿足辦公樓的發(fā)電和熱水的需求，同時淺層地?zé)崮艿氖褂每蓾M足冬季采暖問題，從而大大降低了能耗，節(jié)約了國家寶貴的資源和能源。將綠色植物引入辦公空間，并充分利用自然采光和自然通風(fēng)，可大大減弱建筑對環(huán)境的負面影響并起到了良好的生態(tài)效應(yīng)。