绿色节能建筑的设计及其实现

发表时间:2020/4/14   来源:《基层建设》2019年第31期   作者:刘彤
[导读] 摘要:我国打造生态形社会的速度不断在加快,直接影响着我国建筑行业,让绿色生态理念融入建筑设计中十分关键的。
        中信建筑设计研究总院有限公司  湖北省武汉市  430000
        摘要:我国打造生态形社会的速度不断在加快,直接影响着我国建筑行业,让绿色生态理念融入建筑设计中十分关键的。节能理念必须要贯彻落实到建设过程中的每一步,例如对建筑围护结构采用节能技术,将可持续发展的清洁能源,例如太阳能、风能、地热能等等转换成建筑内部所需的电能、热能等。
        关键词:绿色节能建筑设计;太阳能;风能;
        1.绿色建筑概念
        所谓绿色建筑,指的是在建筑全寿命周期内,节约资源、保护环境、减少污染,能为人们提供健康、舒适、高效的使用空间,最大限度地实现人与自然和谐共生的高质量建筑。就绿色建筑的设计理念而言,总体上可以分为以下三条:
        1.1节约能源
        采用节能的建筑围护结构,减少采暖和空调的使用,尽可能利用自然通风。
        1.2节约资源
        在建筑设计、建造和建筑材料的选择中,考虑资源的合理使用,减少不可再生资源的使用,力求使部分建筑资源可再生利用。
        1.3回归自然
        建筑应采用适应当地气候条件的平面形式及总体布局,外部要强调与周边环境相融合。
        2.绿色建筑设计遵循原则
        2.1注重设计高效性和经济性
        当前经济发展中一大制约因素就是资源和能源。为了实现可持续发展,将资源和能源的消耗降低,有效提高环境质量,在设计过程中应当坚持高效性和经济性原则,采取低碳节能的设计方法。应当优化能源组合,合理运用低碳节能建筑设计理念,对能源进行合理配置,提升资源的使用率,降低能源的消耗量,从而提升经济效益。此外,应对建筑耗材加强控制,准确地计算并有效地监管相应耗材,优化设计方案,从而提升综合性价比。
        2.2因地制宜尊重地域环境
        保护生态环境是绿色建筑设计的基础,实现人、社会、自然的共同发展进步。在绿色建筑设计中,应当充分尊重自然环境,提高资源利用率,合理利用自然资源。首先设计人员应当遵循低污染、低消耗的原则,尽量提高无公害材料和可再生资源的利用率,其次应当坚持因地制宜的原则,在设计中系统地分析当地的建筑材料、地理环境等因素,提高设计方案的可适性。
        绿色建筑对建筑的地理条件有明确的要求。土壤中不应存在有毒、有害物质,地温适宜,地下水纯净,地磁适中,且应尽量采用天然材料。建筑中采用的木材、树皮、竹材、石块、石灰、油漆等,要经过检验处理,确保对人体无害。绿色建筑还应根据地理条件,合理设置太阳能采暖、热水、发电及风力发电装置,以充分利用环境提供的天然可再生能源。
        3.在建筑设计中融入节能理念
        3.1建筑围护结构的节能设计
        建筑围护结构节能技术指通过改善建筑物围护结构的热工性能,使夏季隔绝室外热量进入室内,冬季防止室内热量泄出室外,尽可能维持室内舒适性,以降低采暖、制冷设备使用率,减少能源负荷,实现节能。该项成套技术分别为:高效外墙外保温技术;外窗节能技术;内、外遮阳技术;采用倒置式保温和种植屋面相结合的屋面保温体系。
        3.1.1外墙保温
        墙体传热在整个建筑物的总传热比例中有较大占比,为了保证室内的温度适宜,外墙体的材料应选择保温节能的新型墙体材料。
        新型墙体材料有别于传统的墙体材料,在性能上和质量上都有显著的提升。目前,我国新型墙体材料的种类繁多,包括保温一体化外墙板及高性能建筑砌块等。另外轻质板材和一些建筑保温材料压合的复合板材也是新型墙体材料,具有很好的节能效果。


        3.1.2外窗节能设计
        在建筑的维护结构当中,最重要的组成部分就是外窗,它要满足人们在视野、通风、采光等方面的需求,同时也是整个建筑物热传导、热交换较为敏感、活跃的区域。外窗的能耗大概是建筑物屋面的5 倍、墙体的4 倍、地面的20 倍,在整个建筑维护结构的能耗中大概占据40% ~ 50%,外窗是建筑物在保温作用中的薄弱区域。
        选择适合的外窗玻璃对于城市建筑实现节能目标具有重要意义。具体可以通过两种参数来表示玻璃热工性能,第一种是传热系数K 值,主是指在稳定传热条件下,围护结构两侧空气温差为1度(K或℃)时,单位时间通过单位面积传递的热量,单位是瓦/(平方米•度)(W/㎡•K),反映了传热过程的强弱。其次是遮阳系数,顾名思义是玻璃遮挡或抵御太阳光能的能力,缩写为SC。在我国GB/T2680中称为遮挡系数,缩写为Se。设计中应选择传热系数低,遮阳系数高的玻璃外窗。
        同时还可通过控制建筑窗墙比,根据地理气候环境结合建筑造型优化外立面窗扇方位设计等方式来优化整体建筑的节能效果。
        3.2能源利用技术
        我国社会经济持续发展离不开各项能源资源的开发和利用,随着我国社会发展速度不断加快,我国能源资源所肩负的压力也不断增大,而清洁可再生能源的开发和利用有效解决了这一难题。
        该项技术指通过转换装置将太阳能、地热能、风能转化成热能和电能,能有效的解决建筑物内热水、采暖、空调和照明等相关问题。
        3.2.1太阳能技术
        太阳能发电是一种新兴的可再生能源,太阳能的转换有光热转换和光电转换两种方式,且该技术适用于各种环境。例如:太阳能热水器就是把太阳光能转化为热能,将水从低温度加热到高温度,来满足人们在生活、生产中的热水需求。目前太阳能已在当代建筑设计领域中广泛运用,在很大程度上节约了资源。
        3.2.2地源热泵技术
        地源热泵是一种利用地下浅层地热资源,既能供热又能制冷的高效节能环保型空调系统。地源热泵通过输入少量的高品位能源(电能),即可实现能量从低温热源向高温热源的转移。在冬季,把土壤中的热量“取”出来,提高温度后供给室内用于采暖;在夏季,把室内的热量“取”出来释放到土壤中去。通过该项技术可以有效解决建筑物制冷和供热问题,同时还能够达到节约资源,提高资源利用率效果。地源热泵与空气热泵相比较,对环境造成的不良影响要小很多,尤其是对水位和水质,因此具有较好环保性。
        3.2.3风能技术
        风能是空气流动所产生的动能,是太阳能的一种转化形式。由于太阳辐射造成地球表面各部分受热不均匀,引起大气层中压力分布不平衡,在水平气压梯度的作用下,空气沿水平方向运动形成风。风能是可再生的清洁能源,储量大、分布广。在一定的技术条件下,风能可作为一种重要的能源得到开发利用。风能能高效率的转化成电能、热能,且应用方式灵活。风能的开发与利用也在很大程度上改善了供电的需求,在节能设计领域发挥重要作用。
        3.3环境保护技术
        环保技术的进步为绿色建筑设计奠定理论基础。将环保技术引入建筑行业既是时代的需要,也是未来的发展方向,为建筑行业提供了无尽的能源。
        该项技术指在改善人们的居住环境,降低环境负荷,在建筑物的建造和使用过程中,尽可能地保护环境。主要的技术有:建筑物立体绿化技术;绿色建材技术,指在建造和使用过程中采用可减量使用、可重复使用和可再生使用的建材环保材料;节水综合技术,包括采用节水器具、雨污水回收技术、地保水技术等等。
        4.结束语
        根据建设综合需求,在建筑设计过程中必须要充分认识到绿色建筑的内涵,应积极应用绿色建筑设计理念,促进建设工程的可持续发展。
        参考文献:
        [1]邹小杰.论绿色建筑设计与绿色节能建筑[J].建材与装饰,2016(26):108-109.
        [2]兰平.绿色建筑设计理念与节能技术[J].建材与装饰,2016(06):112-113.
        [3]王颖洁.现代绿色建筑的生态节能设计策略[J].中国高新技术企业,2015(15):81-82.
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