論綠色建筑空間中的生態(tài)節(jié)能

申請免費試用、咨詢電話：400-8352-114

 

論綠色建筑空間中的生態(tài)節(jié)能 應運在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略下的新世紀建筑，也必然走著可持續(xù)建筑的腳印。這也必然決定了生態(tài)綠色、節(jié)能建筑將成為人們對建筑更高的要求。因此，綠色生態(tài)節(jié)能的建筑空間設計必將成為未來建筑中的主導與基調(diào)。 綠色建筑概念的內(nèi)涵與釋義 在我國頒布了《綠色建筑評估標準》后，這一全新的命題正式進入建筑界。它的內(nèi)涵是在城市建設過程中實現(xiàn)可持續(xù)理念的方法，需要有明確的設計理念，具有技術(shù)支持和可操作體系。又融入節(jié)能建筑的涵義——采用新型材料，加強能用設備管理，提高采暖、制冷、照明、通風、給排水和通道的運行效率，利用可再生資源，降低建筑能耗。以及生態(tài)建筑理念——盡可能利用當?shù)丨h(huán)境氣候、地勢、陽光、水、空氣等特點保留自然因素，減少破壞使生態(tài)系統(tǒng)能夠健康運行。所以綠色建筑也是生態(tài)節(jié)能建筑，它是通過在設計、建造、使用、維護、和拆除等全生命周期各個階段進行仔細與全面的考慮，以提高建筑在土地、水、材料、能源等方面的利用效率，同時減小建筑對人們健康以及周邊環(huán)境的負面影響為目標的實踐活動。重點在合理的建筑選址、節(jié)水、能源和大氣環(huán)境材料和資源、室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量，這五個方面?？偨Y(jié)為三點就是1.最大限度減小對地球資源與環(huán)境的負荷和影響，最大限度利用已有資源。2.創(chuàng)造健康、舒適的生活環(huán)境。3.與周圍自然環(huán)境相融合。 綠色建筑的發(fā)展對未來的意義  針對目前我國建筑的情況，99%的建筑均為高能耗建筑，在新建建筑中95%仍屬于高能耗建筑。對于當前房屋建筑持續(xù)增加，農(nóng)村人口城市化轉(zhuǎn)移，家用電器數(shù)量增加，采暖區(qū)大大向南擴展。據(jù)專家統(tǒng)計預測，按照目前建筑能耗水平的情況發(fā)展，，到2020年我國建筑能耗將達到10.89億tec（tec，標準煤，1kg煤炭的發(fā)熱量為8.14kw/h）是如今的三倍，空調(diào)高峰期負荷相當于10個三峽發(fā)電站滿負荷出力。如此可見建筑節(jié)能已成為國家的重大戰(zhàn)略，如果現(xiàn)在加強綠色建筑的發(fā)展逐步對既有建筑進行節(jié)能改造，那么到2020年我國建筑能耗將減少3.35億tec相應可減少電力建設投資約6000億元。 綠色建筑在完成能源節(jié)約與防止污染的同時更是人們思想的回歸，經(jīng)歷了工業(yè)化革命的洗禮人類正面臨著全球生態(tài)惡化資源危機，而綠色建筑正積極的以尊重自然順應自然和諧共生的人類價值觀作為一種建造方式表達了人們敬畏自然天人合一的樸素意識。當生態(tài)系統(tǒng)融入人居系統(tǒng)的同時，在生理需求與功能需求的基礎上人們的心里需求得到了更好的滿足。綠色建筑必將通過高科技水平和高新技術(shù)的應用推廣，降低資源能耗達到和諧宜居生態(tài)人居環(huán)境建設水平，發(fā)現(xiàn)新資源、再生資源、循環(huán)資源，緩解并最終解決威脅人類社會發(fā)展進步的自然資源與環(huán)境問題，這是工業(yè)革命后人類從與自然競爭到與自然和諧的理念轉(zhuǎn)變。 能源在綠色建筑設計中的發(fā)揮與運用 綠色建筑的運用范圍已經(jīng)從能源方面擴展到了全面審視建筑活動對居住者周邊環(huán)境的影響，這是空間的全面性，同時還有時間的全面性，包括從原料開采運輸、加工、建造使用、維修改造、拆除等各個環(huán)節(jié)，把綠色建筑看作成和我們一樣的生命體。 綠色建筑的系統(tǒng)設計分為規(guī)劃階段和單體建筑設計階段，在這之中設備的系統(tǒng)節(jié)能和再生能源利用的技術(shù)手段是設計重點。規(guī)劃階段主要考慮到群體布局中的熱工環(huán)境和風環(huán)境，實現(xiàn)良好的室外熱環(huán)境，鋪面材料盡可能用草皮注意地形地物的有效利用，減小對微氣候的影響。單體設計階段主要從建筑的形體、維護結(jié)構(gòu)、屋頂節(jié)能考慮。體型以正方形有利，外墻注意開口率、構(gòu)造（減少熱量侵入易于散熱）材料（大理石、金屬涂膜反射玻璃，降低外墻熱傳導）屋頂可設置空氣層加強隔熱效果。對于建筑設備適當減小容量提高系統(tǒng)效率，采用可變量控制是一種趨勢。下面主要從再生能源的利用來分析綠色建筑。 太陽能作為取之不盡的能源是建筑節(jié)能中的首選，這個系統(tǒng)主要由五個因素構(gòu)成，采光面、熱吸收裝置、蓄熱材料、傳送系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。白天通過采光面吸收陽光被蓄熱材料存儲（冷→熱）晚上在溫差下進行釋放（熱→冷）從而維持全天的溫度，傳送系統(tǒng)再把太陽能循環(huán)到不同區(qū)域，而夏季通過控制裝置避免夏季過熱。這種設備的介入要求建筑設計中體系應當緊湊，例如住宅中餐廳在東南，起居室在正南，臥室西南，交通儲藏放在北側(cè)，融入開間大進深小的陽光間。設計中需注意避免太陽直射造成熱環(huán)境和視覺的不舒適，應根據(jù)居住情況結(jié)合玻璃創(chuàng)造采暖條件，而夏季需要在陽光間設置地毯、壁畫、木裝飾避免過度吸熱，做好遮陽措施。陽光間中的太陽能透射墻利用傳熱時間的滯后完成夜晚的散熱，室內(nèi)地板下的鵝卵石床與空氣集熱器完成空氣變冷后的重新加熱利用機械手段使室內(nèi)空氣達到循環(huán)供熱，形成對流路式。蓄熱式屋頂白天將保溫板關(guān)掉靠水袋吸熱晚上開啟保溫板與外界絕熱。夏季相反達到采暖降溫的雙重功能。陽光間還可以置于屋頂通過天窗的可控制性收集太陽能。陽光間與屋頂才光對建筑造型產(chǎn)生的效果使得南向通常會有大面積的通窗增大受熱面積，用大屋頂將北墻壓低南墻升高，在北墻外推土綠植減小熱量散失阻擋北方，在冬季利用太陽的斜射獲得最大取熱方式，這種對空間的影響是我們在建筑設計中需要注意的。 在遠古的人們就懂得利用地洞御寒，這主要因為土壤優(yōu)良的熱工性質(zhì)。如今人們已經(jīng)開始利用土壤作為建筑的冷源和熱源通過一定厚度的土壤結(jié)構(gòu)來維持建筑室內(nèi)的恒溫。通過管道設施把空氣引入地下再聯(lián)通到室內(nèi)使干燥的空氣得到降溫和加濕，土壤上的植物又可保證吸收過度的濕氣室內(nèi)空間達到很好的空氣質(zhì)量。這種利用地熱能的設計需要對環(huán)境的有很好的結(jié)合把握力，利用覆土、綠植的方法對建筑外表面肌理效果產(chǎn)生美的效果，以及利用原本的地勢地貌結(jié)構(gòu)設計建筑空間將其融入是再設計中需要重點考慮的。 室內(nèi)空間的空氣質(zhì)量更決定于通風，促進室內(nèi)換氣時利用風能的主要方面，這與住宅內(nèi)部平面和空間組合以及形體有密切關(guān)系。在平面布置中，住宅方向應垂直夏季主導風向，對于不能很好利用風向的可設置一些捕風塔，利用風能垂直分布的特性和空氣的煙囪效應使住宅內(nèi)獲得豎向通風在建筑適當部位及主導風向開設可開閉孔洞促進室內(nèi)空氣循環(huán)，改善室內(nèi)熱環(huán)境。通過設置多格子透氣的墻把風引入室內(nèi)，從室內(nèi)可見室外但室外看不見室內(nèi)，同時微量的換氣可以抑制墻體發(fā)霉，這種新材料在公共建筑的外墻中可以運用。窗戶具有風的進出口作用，在其周圍采取措施可獲得良好的通風效果。窗戶的尺寸對氣流速度流場有很大影響，采用立軸旋轉(zhuǎn)窗的形式可以有效控制風量。在平面設計上兩個開口的位置關(guān)系決定了風的通道，但室內(nèi)的家具擺放需要注意避免對通風產(chǎn)生影響。從剖面設計上基本把進氣口放在較低的位置上把出氣口放在較高的位置上，注意開口面積的平衡，增大出口面積比增大進口面積更有效果。提高頂棚高度，形成上下貫通的空間利用上下溫差進行自然換氣（煙囪效應），或利用太陽輻射促進產(chǎn)生上升氣流。這些在建筑空間中的組合運用可以起到很好的通風效果，相對機械通風更加有效、節(jié)能、環(huán)保。 案例一：弗萊堡太陽能屋，這座建筑的能源需求可以全部依賴太陽能滿足，屋頂?shù)奶柲芗療崞魈峁崴?，光電管提供電能。這兩層建筑的南立面設計成一個半圓形，所有住房都朝南，樓梯走廊位于北，采暖依賴于南側(cè)窗戶透明保溫材料良好的隔熱保溫白天可以充分保存陽光所帶來的輻射熱量，地下熱交換機也可以預先加熱或冷卻進入室內(nèi)的空氣有很好的通風效果，為了避免過度吸熱，自動控制窗簾在集熱器和透明保溫材料上起到調(diào)節(jié)作用。日照量完全滿足采光以及提供使建筑完全自給自足的太陽能資源。在沒有陽光的時候光電管的電量可以使氫氧存儲系統(tǒng)水解通過熱交換機用來加熱熱水。電力只在地日照的情況下使用。建筑北墻由硅酸鈣磚纖維素保溫材料構(gòu)成，表面覆蓋模板，南側(cè)內(nèi)墻也是硅酸鈣磚，隔熱層由透明聚碳酸酯蜂窩狀隔熱材料構(gòu)成，外側(cè)由木質(zhì)結(jié)構(gòu)層透明保溫材料與外側(cè)玻璃之間有百葉窗簾，內(nèi)外窗采用內(nèi)沖氪氣低輻射雙層玻璃。這些新型環(huán)?？萍疾牧鲜蔷G色建筑構(gòu)成的基礎。整個建筑可以在電腦程序下運作，這個建筑本身是為一個三口之家設計，現(xiàn)在改成一家太陽能營銷公司的辦公用房，可見這樣的技術(shù)是可以應用在居住與公用建筑中的 案例二：北德清算銀行，此大樓占地面積14000㎡使用面積298000㎡，生態(tài)策略設計集中于利用自然資源如太陽、風、室外空氣和地下低溫，完全不需要使用空調(diào)。，辦公室最大限度使用自然采光，減少了人工照明，所有的房間都能開窗進行自然通風，建筑裙房和商業(yè)用房中間的空隙成了庭院和中空的雙層立面之間的氣流通道。室內(nèi)的水景也對微氣候有著積極作用，夏季有助于防止地面溫度過高。走廊墻壁有了通風孔增加了自然通風效果，通過煙囪效應將室內(nèi)空氣從屋頂排出。建筑的制冷作用是通過對結(jié)構(gòu)的直接降溫達到的， 18℃的冷水導入澆注在混凝土樓板內(nèi)的聚乙烯管道系統(tǒng)這些冷水在夜里冷卻樓板，儲存的冷量白天在慢慢輻射到室內(nèi)，冷水是由一個和高層主樓下的的基礎柱相連的熱交換器提供的，冬天冷水經(jīng)地下熱交換器熱泵系統(tǒng)將水溫提升至30℃，這些低輻射降溫后的水又可通過結(jié)構(gòu)釋放到地下等到夏季在用作樓板的制冷。大樓采用樁基打入地下20m為了采取地熱，在混凝土基礎中設有77000m管道，為整個大樓的經(jīng)濟性強而環(huán)保的能源系統(tǒng)提供了保障，承重結(jié)構(gòu)為能源傳遞起到作用，產(chǎn)生了能源樁的概念。這是利用地熱和風能源的高層公建，但對建筑所在區(qū)域的氣候有一定要求，溫差不能太大，適合溫帶地域，在建筑設計中需要注意。 植物系統(tǒng)在綠色建筑中的發(fā)揮與運用 從綠色建筑的生態(tài)系統(tǒng)理念出發(fā)，植物是生態(tài)系統(tǒng)唯一的生產(chǎn)者，具有極重要的地位。同時植物使建筑更具有生命力系統(tǒng)，他不僅起到美觀和裝飾作用，還有更重要的功能作用。植物系統(tǒng)是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，它是綠色植物通過光合作用將太陽能從地球生態(tài)系統(tǒng)之外傳輸?shù)降厍蛏鷳B(tài)系統(tǒng)之中，促使地球生態(tài)系統(tǒng)生生不息的能量流動與物質(zhì)循環(huán)。其運用在建筑之中是指建筑場地與建筑本體上的植物，改善單體建筑形態(tài)與環(huán)境性能之間的關(guān)系。 植物的具體功能主要體現(xiàn)在1.植物能遮擋陽光，降低溫度，實現(xiàn)建筑節(jié)能，降低外界能源的消耗。2.減少灰塵降低噪聲。3.吸收多種有毒氣體、凈化空氣。4.分泌殺菌素有保健功能。5.具有防火防災功能。6.能夠過濾凈化污水。7良好的景觀功能和文化功能。 在建筑的東西兩側(cè)進行遮陽的設計，在建筑的主導風向上有很好的擋風效果，在道路的兩側(cè)有防塵的效果。在植物品種選擇上通過單體美創(chuàng)造群體美，注意顏色的搭配樹齡的一致，以及群落的層次性。但綠植在高層中存在盲區(qū)，所以屋頂綠化、立體綠化必會成為城市化進程的必然趨勢。在設計中可通過平屋頂和斜坡頂進行設計，在結(jié)構(gòu)中需要對荷載，和屋頂構(gòu)造進行把握，在結(jié)構(gòu)層的基礎上設置防水防根層，排水層，植物基質(zhì)層。在植物品種中以低矮灌木、草坪、攀緣植物為主，選擇易修剪、抗風抗旱的無污染植物。 案例：上海生態(tài)住宅示范樓一號住宅，此建筑獲得綠色建筑創(chuàng)新獎。建筑平面采用拼聯(lián)式戶型設計，大進深，小面寬，建筑中部設置可開啟天窗的內(nèi)院，空間布局借助樓梯是南北部分錯層布置室內(nèi)空間豐富，半地下層為設備間和家庭影院。一層主要為起居室，二層為主層兩間南向的臥室、廚房向內(nèi)庭開窗的餐廳，三層為主人專用加入屋頂花園，綠化屋面與山墻擴大植物覆蓋率。有效的改善景觀調(diào)節(jié)氣候形成十幾厘米的空氣層，起到進一步的隔熱作用，避免夏季西曬。將室內(nèi)綠化與室外綠化聯(lián)系在一起，可以有效改善空氣質(zhì)量，在建筑空間中可以有意識的加入綠植。 我對綠色建筑的看法 綠色高性能建筑一直是社會普遍關(guān)心的問題。在目前建筑高耗能的形勢下，這種不可持續(xù)發(fā)展的建筑必將被綠色建筑取代。人類在地球上的急速繁衍和人類物質(zhì)活動規(guī)模的加速膨脹，這也是中國目前的國情，建筑的土地生態(tài)價值也成為建筑壽命的核心，而高年限的建筑使用壽命對我國建筑業(yè)的經(jīng)濟發(fā)展也是至關(guān)重要的。盡管綠色建筑還處在研究階段，許多技術(shù)在施工中不能很好運用，建筑商業(yè)價值回報很低，造價昂貴。但高于經(jīng)濟的環(huán)境資源問題使我們真正應該關(guān)注的。隨著建筑與科學技術(shù)的密切合作，跨行業(yè)的學術(shù)交流，在技術(shù)設施的支持下綠色建筑必會普及代替高能耗建筑。建筑空間設計是一種奢侈的藝術(shù)品，我們從事在這個行業(yè)之中一定要肩負起責任，為人們創(chuàng)造健康舒適的生活方式，而綠色建筑是我們前行中的必經(jīng)之路。 文獻參考： 《節(jié)能建筑》《綠色建筑》《建筑環(huán)境學》 《城市住宅增刊——生態(tài)住宅專輯》