論綠色建筑空間中的生態(tài)節(jié)能

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論綠色建筑空間中的生態(tài)節(jié)能 應(yīng)運(yùn)在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略下的新世紀(jì)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(duì)建筑更高的要求。因此，綠色生態(tài)節(jié)能的建筑空間設(shè)計(jì)必將成為未來(lái)建筑中的主導(dǎo)與基調(diào)。 綠色建筑概念的內(nèi)涵與釋義 在我國(guó)頒布了《綠色建筑評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)》后，這一全新的命題正式進(jìn)入建筑界。它的內(nèi)涵是在城市建設(shè)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)可持續(xù)理念的方法，需要有明確的設(shè)計(jì)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(qiáng)能用設(shè)備管理，提高采暖、制冷、照明、通風(fēng)、給排水和通道的運(yùn)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(dāng)?shù)丨h(huán)境氣候、地勢(shì)、陽(yáng)光、水、空氣等特點(diǎn)保留自然因素，減少破壞使生態(tài)系統(tǒng)能夠健康運(yùn)行。所以綠色建筑也是生態(tài)節(jié)能建筑，它是通過(guò)在設(shè)計(jì)、建造、使用、維護(hù)、和拆除等全生命周期各個(gè)階段進(jìn)行仔細(xì)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(shí)減小建筑對(duì)人們健康以及周邊環(huán)境的負(fù)面影響為目標(biāo)的實(shí)踐活動(dòng)。重點(diǎn)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(gè)方面。總結(jié)為三點(diǎn)就是1.最大限度減小對(duì)地球資源與環(huán)境的負(fù)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?chē)匀画h(huán)境相融合。 綠色建筑的發(fā)展對(duì)未來(lái)的意義  針對(duì)目前我國(guó)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(duì)于當(dāng)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(kuò)展。據(jù)專家統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)，按照目前建筑能耗水平的情況發(fā)展，，到2020年我國(guó)建筑能耗將達(dá)到10.89億tec（tec，標(biāo)準(zhǔn)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(fù)荷相當(dāng)于10個(gè)三峽發(fā)電站滿負(fù)荷出力。如此可見(jiàn)建筑節(jié)能已成為國(guó)家的重大戰(zhàn)略，如果現(xiàn)在加強(qiáng)綠色建筑的發(fā)展逐步對(duì)既有建筑進(jìn)行節(jié)能改造，那么到2020年我國(guó)建筑能耗將減少3.35億tec相應(yīng)可減少電力建設(shè)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(shí)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(jī)，而綠色建筑正積極的以尊重自然順應(yīng)自然和諧共生的人類價(jià)值觀作為一種建造方式表達(dá)了人們敬畏自然天人合一的樸素意識(shí)。當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)融入人居系統(tǒng)的同時(shí)，在生理需求與功能需求的基礎(chǔ)上人們的心里需求得到了更好的滿足。綠色建筑必將通過(guò)高科技水平和高新技術(shù)的應(yīng)用推廣，降低資源能耗達(dá)到和諧宜居生態(tài)人居環(huán)境建設(shè)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(huì)發(fā)展進(jìn)步的自然資源與環(huán)境問(wèn)題，這是工業(yè)革命后人類從與自然競(jìng)爭(zhēng)到與自然和諧的理念轉(zhuǎn)變。 能源在綠色建筑設(shè)計(jì)中的發(fā)揮與運(yùn)用 綠色建筑的運(yùn)用范圍已經(jīng)從能源方面擴(kuò)展到了全面審視建筑活動(dòng)對(duì)居住者周邊環(huán)境的影響，這是空間的全面性，同時(shí)還有時(shí)間的全面性，包括從原料開(kāi)采運(yùn)輸、加工、建造使用、維修改造、拆除等各個(gè)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(shè)計(jì)分為規(guī)劃階段和單體建筑設(shè)計(jì)階段，在這之中設(shè)備的系統(tǒng)節(jié)能和再生能源利用的技術(shù)手段是設(shè)計(jì)重點(diǎn)。規(guī)劃階段主要考慮到群體布局中的熱工環(huán)境和風(fēng)環(huán)境，實(shí)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(duì)微氣候的影響。單體設(shè)計(jì)階段主要從建筑的形體、維護(hù)結(jié)構(gòu)、屋頂節(jié)能考慮。體型以正方形有利，外墻注意開(kāi)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(dǎo)）屋頂可設(shè)置空氣層加強(qiáng)隔熱效果。對(duì)于建筑設(shè)備適當(dāng)減小容量提高系統(tǒng)效率，采用可變量控制是一種趨勢(shì)。下面主要從再生能源的利用來(lái)分析綠色建筑。 太陽(yáng)能作為取之不盡的能源是建筑節(jié)能中的首選，這個(gè)系統(tǒng)主要由五個(gè)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(guò)采光面吸收陽(yáng)光被蓄熱材料存儲(chǔ)（冷→熱）晚上在溫差下進(jìn)行釋放（熱→冷）從而維持全天的溫度，傳送系統(tǒng)再把太陽(yáng)能循環(huán)到不同區(qū)域，而夏季通過(guò)控制裝置避免夏季過(guò)熱。這種設(shè)備的介入要求建筑設(shè)計(jì)中體系應(yīng)當(dāng)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(chǔ)藏放在北側(cè)，融入開(kāi)間大進(jìn)深小的陽(yáng)光間。設(shè)計(jì)中需注意避免太陽(yáng)直射造成熱環(huán)境和視覺(jué)的不舒適，應(yīng)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(yáng)光間設(shè)置地毯、壁畫(huà)、木裝飾避免過(guò)度吸熱，做好遮陽(yáng)措施。陽(yáng)光間中的太陽(yáng)能透射墻利用傳熱時(shí)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(jī)械手段使室內(nèi)空氣達(dá)到循環(huán)供熱，形成對(duì)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(kāi)啟保溫板與外界絕熱。夏季相反達(dá)到采暖降溫的雙重功能。陽(yáng)光間還可以置于屋頂通過(guò)天窗的可控制性收集太陽(yáng)能。陽(yáng)光間與屋頂才光對(duì)建筑造型產(chǎn)生的效果使得南向通常會(huì)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(yáng)的斜射獲得最大取熱方式，這種對(duì)空間的影響是我們?cè)诮ㄖO(shè)計(jì)中需要注意的。 在遠(yuǎn)古的人們就懂得利用地洞御寒，這主要因?yàn)橥寥纼?yōu)良的熱工性質(zhì)。如今人們已經(jīng)開(kāi)始利用土壤作為建筑的冷源和熱源通過(guò)一定厚度的土壤結(jié)構(gòu)來(lái)維持建筑室內(nèi)的恒溫。通過(guò)管道設(shè)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(guò)度的濕氣室內(nèi)空間達(dá)到很好的空氣質(zhì)量。這種利用地?zé)崮艿脑O(shè)計(jì)需要對(duì)環(huán)境的有很好的結(jié)合把握力，利用覆土、綠植的方法對(duì)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(shì)地貌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)建筑空間將其融入是再設(shè)計(jì)中需要重點(diǎn)考慮的。 室內(nèi)空間的空氣質(zhì)量更決定于通風(fēng)，促進(jìn)室內(nèi)換氣時(shí)利用風(fēng)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(yīng)垂直夏季主導(dǎo)風(fēng)向，對(duì)于不能很好利用風(fēng)向的可設(shè)置一些捕風(fēng)塔，利用風(fēng)能垂直分布的特性和空氣的煙囪效應(yīng)使住宅內(nèi)獲得豎向通風(fēng)在建筑適當(dāng)部位及主導(dǎo)風(fēng)向開(kāi)設(shè)可開(kāi)閉孔洞促進(jìn)室內(nèi)空氣循環(huán)，改善室內(nèi)熱環(huán)境。通過(guò)設(shè)置多格子透氣的墻把風(fēng)引入室內(nèi)，從室內(nèi)可見(jiàn)室外但室外看不見(jiàn)室內(nèi)，同時(shí)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(yùn)用。窗戶具有風(fēng)的進(jìn)出口作用，在其周?chē)扇〈胧┛色@得良好的通風(fēng)效果。窗戶的尺寸對(duì)氣流速度流場(chǎng)有很大影響，采用立軸旋轉(zhuǎn)窗的形式可以有效控制風(fēng)量。在平面設(shè)計(jì)上兩個(gè)開(kāi)口的位置關(guān)系決定了風(fēng)的通道，但室內(nèi)的家具擺放需要注意避免對(duì)通風(fēng)產(chǎn)生影響。從剖面設(shè)計(jì)上基本把進(jìn)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(kāi)口面積的平衡，增大出口面積比增大進(jìn)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(jìn)行自然換氣（煙囪效應(yīng)），或利用太陽(yáng)輻射促進(jìn)產(chǎn)生上升氣流。這些在建筑空間中的組合運(yùn)用可以起到很好的通風(fēng)效果，相對(duì)機(jī)械通風(fēng)更加有效、節(jié)能、環(huán)保。 案例一：弗萊堡太陽(yáng)能屋，這座建筑的能源需求可以全部依賴太陽(yáng)能滿足，屋頂?shù)奶?yáng)能集熱器提供熱水，光電管提供電能。這兩層建筑的南立面設(shè)計(jì)成一個(gè)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(yáng)光所帶來(lái)的輻射熱量，地下熱交換機(jī)也可以預(yù)先加熱或冷卻進(jìn)入室內(nèi)的空氣有很好的通風(fēng)效果，為了避免過(guò)度吸熱，自動(dòng)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(yáng)能資源。在沒(méi)有陽(yáng)光的時(shí)候光電管的電量可以使氫氧存儲(chǔ)系統(tǒng)水解通過(guò)熱交換機(jī)用來(lái)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(chǔ)。整個(gè)建筑可以在電腦程序下運(yùn)作，這個(gè)建筑本身是為一個(gè)三口之家設(shè)計(jì)，現(xiàn)在改成一家太陽(yáng)能營(yíng)銷(xiāo)公司的辦公用房，可見(jiàn)這樣的技術(shù)是可以應(yīng)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(shè)計(jì)集中于利用自然資源如太陽(yáng)、風(fēng)、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(kāi)窗進(jìn)行自然通風(fēng)，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(duì)微氣候有著積極作用，夏季有助于防止地面溫度過(guò)高。走廊墻壁有了通風(fēng)孔增加了自然通風(fēng)效果，通過(guò)煙囪效應(yīng)將室內(nèi)空氣從屋頂排出。建筑的制冷作用是通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)的直接降溫達(dá)到的， 18℃的冷水導(dǎo)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(chǔ)存的冷量白天在慢慢輻射到室內(nèi)，冷水是由一個(gè)和高層主樓下的的基礎(chǔ)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(guò)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?zé)?，在混凝土基礎(chǔ)中設(shè)有77000m管道，為整個(gè)大樓的經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)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?zé)岷惋L(fēng)能源的高層公建，但對(duì)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(shè)計(jì)中需要注意。 植物系統(tǒng)在綠色建筑中的發(fā)揮與運(yùn)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(shí)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(guò)光合作用將太陽(yáng)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(dòng)與物質(zhì)循環(huán)。其運(yùn)用在建筑之中是指建筑場(chǎng)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(yáng)光，降低溫度，實(shí)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(zāi)功能。6.能夠過(guò)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(jìn)行遮陽(yáng)的設(shè)計(jì)，在建筑的主導(dǎo)風(fēng)向上有很好的擋風(fēng)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(guò)單體美創(chuàng)造群體美，注意顏色的搭配樹(shù)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(huì)成為城市化進(jìn)程的必然趨勢(shì)。在設(shè)計(jì)中可通過(guò)平屋頂和斜坡頂進(jìn)行設(shè)計(jì)，在結(jié)構(gòu)中需要對(duì)荷載，和屋頂構(gòu)造進(jìn)行把握，在結(jié)構(gòu)層的基礎(chǔ)上設(shè)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(fēng)抗旱的無(wú)污染植物。 案例：上海生態(tài)住宅示范樓一號(hào)住宅，此建筑獲得綠色建筑創(chuàng)新獎(jiǎng)。建筑平面采用拼聯(lián)式戶型設(shè)計(jì)，大進(jìn)深，小面寬，建筑中部設(shè)置可開(kāi)啟天窗的內(nèi)院，空間布局借助樓梯是南北部分錯(cuò)層布置室內(nèi)空間豐富，半地下層為設(shè)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(kāi)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(kuò)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(jìn)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(shí)的加入綠植。 我對(duì)綠色建筑的看法 綠色高性能建筑一直是社會(huì)普遍關(guān)心的問(wèn)題。在目前建筑高耗能的形勢(shì)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(dòng)規(guī)模的加速膨脹，這也是中國(guó)目前的國(guó)情，建筑的土地生態(tài)價(jià)值也成為建筑壽命的核心，而高年限的建筑使用壽命對(duì)我國(guó)建筑業(yè)的經(jīng)濟(jì)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(yùn)用，建筑商業(yè)價(jià)值回報(bào)很低，造價(jià)昂貴。但高于經(jīng)濟(jì)的環(huán)境資源問(wèn)題使我們真正應(yīng)該關(guān)注的。隨著建筑與科學(xué)技術(shù)的密切合作，跨行業(yè)的學(xué)術(shù)交流，在技術(shù)設(shè)施的支持下綠色建筑必會(huì)普及代替高能耗建筑。建筑空間設(shè)計(jì)是一種奢侈的藝術(shù)品，我們從事在這個(gè)行業(yè)之中一定要肩負(fù)起責(zé)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(xiàn)參考： 《節(jié)能建筑》《綠色建筑》《建筑環(huán)境學(xué)》 《城市住宅增刊——生態(tài)住宅專輯》