淺探綠色節(jié)能建筑設(shè)計(jì)論文
關(guān)鍵詞：綠色；節(jié)能；建筑設(shè)計(jì)
摘要：我國(guó)是一個(gè)能源消耗大國(guó)，發(fā)展綠色節(jié)能建筑，是降低建筑能耗的必由之路。隨著“綠色文化”的廣泛傳播，綠色建筑也相應(yīng)產(chǎn)生。綠色建筑，意在把綠色理念賦于建筑，使建筑富有生機(jī)，富有活力，使建筑和可持續(xù)發(fā)展聯(lián)系在一起，使建筑和生態(tài)系統(tǒng)聯(lián)系在一起。大力發(fā)展綠色建筑，才能適應(yīng)現(xiàn)代城市生態(tài)建設(shè)發(fā)展的需要，才能實(shí)現(xiàn)人、建筑與自然的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。
1、建筑規(guī)劃階段的節(jié)能設(shè)計(jì)
在建筑規(guī)劃階段，要慎重考慮建筑選址、建筑布局、建筑體型、間距、朝向、季風(fēng)風(fēng)向和綠化配置等因素對(duì)建筑節(jié)能的影響，改善熱環(huán)境。在規(guī)劃設(shè)計(jì)中，分析形成氣候的決定因素（輻射因素、大氣因素、環(huán)境因素、地理因素）的利弊，從改善城市環(huán)境和區(qū)域環(huán)境出發(fā)，根據(jù)不同地區(qū)的地形及小氣候，合理布置建筑群，盡量避免不利因素的影響。另外還要考慮對(duì)太陽(yáng)能、季風(fēng)風(fēng)向、地形等自然因素的利用，以達(dá)到節(jié)能之目的。
1、1基于建筑選址、布局以及季風(fēng)風(fēng)向的節(jié)能設(shè)計(jì)
建筑物盡量布置在向陽(yáng)和避風(fēng)的地方，向陽(yáng)有利于建筑物充分利用太陽(yáng)能，避風(fēng)可盡量減少建筑物的熱損失。建筑布局時(shí)、一方面要控制城市規(guī)模，并在規(guī)劃設(shè)計(jì)中，注意避免人口密度與建筑密度較高的功能區(qū)連片布置，控制區(qū)域密度。另一方面，在南方炎熱地區(qū)，要考慮一定數(shù)量的街道與當(dāng)?shù)叵募局鲗?dǎo)風(fēng)向基本一致，這樣可以加強(qiáng)市區(qū)和郊區(qū)之間的熱交換，促使城市中心區(qū)多余的熱量迅速轉(zhuǎn)移到郊外。
1、2基于建筑體型、朝向、間距的節(jié)能設(shè)計(jì)
1、2、1建筑體型的節(jié)能
在建筑設(shè)計(jì)中，要適當(dāng)控制建筑體型系數(shù)。有研究表明，體型系數(shù)每增大0、叭，耗熱量指標(biāo)約增加2、5%。建筑體型系數(shù)一般宜控制在0、30以下。一般來(lái)說(shuō)，控制或降低體型系數(shù)的方法有：減少建筑面寬，加大進(jìn)深或增加組合體，增加建筑物的層數(shù)，選用長(zhǎng)條型建筑外形等，而形體復(fù)雜、凹凸面過(guò)多的塔式建筑對(duì)節(jié)能不利。建筑體型系數(shù)還與建筑物的體型是否規(guī)整及建筑的體量大小有關(guān)。在建筑設(shè)計(jì)中，應(yīng)注意最低耗能體型的`選擇，即建筑的各方面尺寸與其有效傳熱系數(shù)相對(duì)應(yīng)的最佳節(jié)能體型。一般來(lái)講，當(dāng)各面的平均有效傳熱系數(shù)不同時(shí)，傳熱系數(shù)相對(duì)較小的面具有相應(yīng)較大面積的體型是最佳體型：而當(dāng)各面的平均傳熱系數(shù)相同時(shí)，體型系數(shù)最小的體型是最佳體型。
1、2、2建筑朝向的節(jié)能
建筑物的朝向?qū)τ诮ㄖ?jié)能有很大的影響。當(dāng)建筑物為南北朝向時(shí)，耗能較少。近年來(lái)，設(shè)計(jì)實(shí)踐中的一種現(xiàn)象是越來(lái)越多的出現(xiàn)偏軸方位的建筑朝向，這種做法，可在活躍建筑群體、節(jié)約用地、處理建筑外形等方面帶來(lái)一些益處，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度看，我們還是要強(qiáng)調(diào)正南朝向（包括南偏東、偏西15°以內(nèi)朝向）的節(jié)能意義。因此，從節(jié)能的角度出發(fā)，如總平面布置允許自由考慮建筑物的形狀和朝向，則應(yīng)首先選長(zhǎng)方形體型，朝向盡可能大體朝南，避免東西向。在確定朝向時(shí)，另一個(gè)必須注意的問(wèn)題是要處理好建筑朝向與季風(fēng)風(fēng)向的關(guān)系。在南方炎熱地區(qū)，建筑的朝向宜與夏季主導(dǎo)風(fēng)向入射角保持在30°一6O°的范圍內(nèi)。
2、圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)分析
建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要由墻、屋頂和門窗構(gòu)成。建筑物的能耗主要取決于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)和冷風(fēng)滲透，住宅圍護(hù)結(jié)構(gòu)的散熱量要占采暖熱耗的1/3以上。顯然，如果建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)具有良好的保溫隔熱性能，便可減少室內(nèi)、室外的熱量交換，從而減少所需要提供的采暖和制冷能量。在選擇維護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能材料時(shí)，應(yīng)考慮材料的使用壽命，如屋頂或外墻采用泡沫玻璃、無(wú)機(jī)保溫砂漿等無(wú)機(jī)類保溫隔熱材料。外墻直接使用自保溫砌塊，可與建筑物同生命周期。炎熱地區(qū)使用淺色飾面，減少太陽(yáng)輻射吸收熱量。
2、1墻體節(jié)能設(shè)計(jì)
外墻的面積是建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的主體，因而外墻體的保溫設(shè)計(jì)相當(dāng)重要，必須改變以往的外墻設(shè)計(jì)，采用新的節(jié)能墻體材料。在禁止使用黏土磚以后，應(yīng)該把外墻的節(jié)能構(gòu)造列為重要課題。墻體節(jié)能是采用高效保溫隔熱材料附著或填入墻體內(nèi)，以提高墻體的熱阻。復(fù)合墻體越來(lái)越成為當(dāng)代節(jié)能墻體的主流，其一般做法是用磚或鋼筋混凝土作承重墻并與絕熱材料復(fù)合。某些單一材料墻體也可以起減少能耗的作用。
墻體改革推動(dòng)了新型墻體材料的發(fā)展，多種節(jié)能型墻體應(yīng)運(yùn)而生，主要有加氣混凝土外墻、頁(yè)巖多孔磚、內(nèi)保溫復(fù)合外墻、夾心復(fù)合外墻和外保溫復(fù)合外墻等。
2、2窗節(jié)能設(shè)計(jì)
窗在建筑中的主要作用是采光、通風(fēng)，同時(shí)也起圍護(hù)作用。有資料表明，窗既是耗熱構(gòu)件，設(shè)計(jì)合理也可成為得熱構(gòu)件。因此，沒(méi)法減少窗耗熱和提高窗得熱是建筑節(jié)能的重點(diǎn)工作之一。影響窗的熱損失的因素有以下幾種：
2、2、1窗體大小
窗大小與空調(diào)負(fù)荷關(guān)系甚大，窗墻比宜適當(dāng)控制。在窗墻比的選擇上，應(yīng)區(qū)別不同的朝向。對(duì)南向窗，在選擇合適玻璃層數(shù)及采取有效措施減少熱耗的前提下可適當(dāng)增加窗面積，充分利用太陽(yáng)輻射熱：而對(duì)其他朝向的窗，應(yīng)在滿足居室采光環(huán)境質(zhì)量要求的條件下適當(dāng)減少開(kāi)窗面積以降低熱耗。
2、2、2窗體材料
�。�1）窗框：對(duì)金屬窗框進(jìn)行斷熱處理，用高效保溫材料鑲嵌于金屬窗框之間，加大窗框的熱阻，或利用空腹金屬窗內(nèi)的空氣間層達(dá)到增加窗框熱阻的目的。同時(shí)，選用導(dǎo)熱系數(shù)較小的塑料窗框以減少通過(guò)窗框部分的熱耗。（2）玻璃：選用合適的玻璃品種，適當(dāng)選擇吸熱玻璃、熱反射玻璃、低輻射玻璃或中空玻璃。可在普通玻璃上貼隔熱膜代替節(jié)能玻璃。（3）加強(qiáng)窗的氣密性，采用氣密條，提高外窗氣密水平，提高窗用型材的規(guī)格尺寸、準(zhǔn)確度、尺寸穩(wěn)定性和組裝的精確度以增加開(kāi)啟縫隙部位的搭接量，減少開(kāi)啟縫的寬度達(dá)到減少空氣滲透的目的。
2、3屋頂節(jié)能設(shè)計(jì)
由于太陽(yáng)輻射強(qiáng)烈而引起頂層房間過(guò)熱是一個(gè)十分普遍的問(wèn)題，必須認(rèn)真對(duì)待。應(yīng)加強(qiáng)隔熱層，可以設(shè)架通風(fēng)層，還可設(shè)倒置式屋面；采用種植隔熱屋頂、改善生態(tài)環(huán)境：另外還可采用坡屋頂、利用閣樓通風(fēng)散熱。
2、3、1隔熱屋頂
屋頂構(gòu)造中設(shè)置的隔熱層阻擋了屋面吸收的太陽(yáng)輻射熱向室內(nèi)傳導(dǎo)，迫使屋面溫度升高以增大屋面與環(huán)境和空氣的溫差，使其有利于屋面將吸收的太陽(yáng)輻射熱向環(huán)境和空氣散發(fā)屋面內(nèi)部可以設(shè)置貼鋁箔的封閉空氣層，采用含水多孔材料做屋面面層。高效保溫材料的應(yīng)用，提高了屋頂?shù)母魺嵝阅堋?/p>
2、3、2倒置式屋頂
采用倒鋪法，保溫材料設(shè)在防水層以上，使防水層不直接接受日光暴曬，保護(hù)防水層以延緩其老化，使之耐久。
2、3、3架空型保溫屋頂
屋頂最外層是遮陽(yáng)板，下帶通風(fēng)空氣間層，遮陽(yáng)板攔截了直接照射到屋頂?shù)奶?yáng)輻射熱，并通過(guò)遮陽(yáng)板與空氣接觸的上下兩個(gè)表面把所吸收的太陽(yáng)輻射熱轉(zhuǎn)移到空氣隨風(fēng)帶走，風(fēng)速越大，帶走的熱量越多，隔熱效果也越好。
2、3、4種植隔熱屋頂、蓄水屋面
在屋頂上種一些植物，在遮擋太陽(yáng)輻射熱的同時(shí)還吸收這些熱量用于植物的光合作用、蒸騰作用和呼吸作用，把照射到屋頂?shù)奶?yáng)輻射熱轉(zhuǎn)化為植物的生物能量和空氣的有益成分，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)輻射熱的資源性轉(zhuǎn)化，因此屋面溫度變化比較小。種植隔熱屋頂?shù)闹餐敛荒芴�，植物扎根遠(yuǎn)不如地面，因此只適用于弱風(fēng)環(huán)境不適用于強(qiáng)風(fēng)環(huán)境。
3、新能源的利用
3、1太陽(yáng)能
太陽(yáng)能是可再生能源，它資源豐富，既可免費(fèi)使用，又無(wú)需運(yùn)輸，對(duì)環(huán)境無(wú)任何污染。太陽(yáng)能與建筑結(jié)合為我們有效利用可再生能源提供了一個(gè)理想途徑。建筑物利用太陽(yáng)能的方式有被動(dòng)式和主動(dòng)式兩種。被動(dòng)式利用太陽(yáng)能足指建筑物直接利用太陽(yáng)輻射的能量使其室內(nèi)冬季最低溫度升高、夏季最高溫度降低。主動(dòng)式利用太陽(yáng)能是指通過(guò)一定的裝置將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為人們?nèi)粘Ｉ钏璧臒崮芎碗娔�。目前，已有很多利用太�?yáng)能的建筑實(shí)例，值得進(jìn)一步推廣。太陽(yáng)能在建筑上的應(yīng)用不僅可以節(jié)省能源，更重要的是有利于保護(hù)環(huán)境。
3、2地源熱泵
地源熱泵—是目前效率最高、對(duì)環(huán)境最有利的熱水、取暖和制冷系統(tǒng)。地球表面吸收了太陽(yáng)能的47%相當(dāng)于人類一年所需能量的500多倍，地球深處熱流或較深層的地?zé)崮軐?duì)地表淺層也起到了加熱作用。
冬天代替鍋爐從土壤中取熱，向建筑物供暖，夏天代替普通空調(diào)向土壤排熱，給建筑物制冷。地源熱泵高效節(jié)能，不破壞建筑的外觀，使用壽命長(zhǎng)達(dá)50年以上，一套系統(tǒng)可以替換原有的供熱鍋爐、制冷空調(diào)和生活熱水家人的三套裝置或系統(tǒng)，設(shè)備的運(yùn)行沒(méi)有燃油、燃煤污染。不抽取地下水，沒(méi)有地下水位下降、地面沉降和開(kāi)鑿回灌井等問(wèn)題，是真正的綠色環(huán)保能源利用方式。
4、結(jié)語(yǔ)
綠色建筑的觀念已經(jīng)受到各個(gè)階層人員的重視。綠色建筑的本質(zhì)在于尊重自然生態(tài)，循環(huán)利用資源，保護(hù)自然環(huán)境和地球環(huán)境。綠色建筑強(qiáng)調(diào)的不僅僅是對(duì)建筑建設(shè)過(guò)程的管理，建筑的全壽命周期都應(yīng)該貫穿”綠色”的理念�；貧w建筑的本源，我們需要用創(chuàng)意迎接挑戰(zhàn)，創(chuàng)造豐富而有內(nèi)涵的新型綠色建筑。
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