環(huán)保節(jié)能型建筑設(shè)計(jì)淺析

左付華　楊珊珊

摘 要: 環(huán)保節(jié)能型建筑是一個(gè)符合可持續(xù)發(fā)展的綠色建筑，是人類(lèi)與自然和諧相處的產(chǎn)物，環(huán)保節(jié)能型建筑是人類(lèi)文明的標(biāo)志，是人類(lèi)保護(hù)自己的懶以生存環(huán)境的明智的選擇。本文通過(guò)大量的數(shù)據(jù)對(duì)比與應(yīng)用實(shí)例,闡述了如何將節(jié)能與環(huán)保的設(shè)計(jì)理念溶入現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)詞典中。

關(guān)鍵詞: 環(huán)保；節(jié)能；建筑；綠色建筑；可持續(xù)發(fā)展

環(huán)保節(jié)能型建筑是順應(yīng)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的要求而產(chǎn)生的，是追求自然、建筑和人三者之間的和諧統(tǒng)一，并且符合可持續(xù)發(fā)展要求的建筑，其核心內(nèi)容是盡量減少能源、資源消耗，減少對(duì)環(huán)境的破壞，并盡可能采用有利于提高居民品質(zhì)的新技術(shù)、新材料。要有合理的選址與規(guī)劃，盡量保護(hù)原有的生態(tài)系統(tǒng)，減少對(duì)周邊環(huán)境的影響破壞，并且充分考慮自然通風(fēng)、日照、交通等因素。要實(shí)現(xiàn)資源的高效循環(huán)利用，盡量使用再生資源，盡可能采用太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)帷⑸锬艿茸匀荒茉?，盡量減少?gòu)U水、廢氣、固體廢物的排放，采用生態(tài)技術(shù)實(shí)現(xiàn)廢物的無(wú)害化和資源化合理，控制室內(nèi)空氣中各種化學(xué)污染物質(zhì)的含量，保證室內(nèi)通風(fēng)、日照條件良好。積極發(fā)展綠色建筑，符合當(dāng)今世界和平發(fā)展的主流。按照綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的房屋，不僅可以讓使用者享受更舒適、更方便、更健康的生活條件，而且有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境，有利于節(jié)約能源，因此，大力推廣節(jié)能環(huán)保型建筑是非常有意義的。

1 減少能源散失

就減少建筑本身能量的散失而言，首先要有高效、經(jīng)濟(jì)的保溫材料和先進(jìn)的構(gòu)造技術(shù)來(lái)有效地提高建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)的整體保溫、密閉性能；其次為了保證良好的室內(nèi)衛(wèi)生條件，既要適當(dāng)?shù)耐L(fēng)又要設(shè)計(jì)配備能量回收系統(tǒng),，只有這樣才能做到有效減少建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)向室外散失的能量。

1.1 建筑外墻

眾所周知，節(jié)能住宅分外保溫墻體、內(nèi)保溫墻體兩種。但目前較多采用外保溫墻體，因?yàn)橥獗貕w具有施工方便、保溫層不受室外氣候侵蝕的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)可以避免產(chǎn)生熱橋，保溫效率高，所以較之內(nèi)保溫具有一定的優(yōu)越性。另外，外保溫還有減少保溫材料內(nèi)部結(jié)露的可能性、增加室內(nèi)的使用面積、房間的熱惰性比較好、室內(nèi)墻面二次裝修和設(shè)備安裝不受限制、墻體結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力較小等優(yōu)點(diǎn)。有關(guān)人員作過(guò)這樣一個(gè)試驗(yàn)：在一間穿上外保溫“新衣”、建筑面積16m2 的節(jié)能樣板房?jī)?nèi)，開(kāi)上一天一夜空調(diào)，可以比傳統(tǒng)住宅節(jié)電5°左右，保溫效果是傳統(tǒng)住宅的一倍。另外，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用淺色外表面，可反射夏季太陽(yáng)輻射熱，減少壁面得熱。

1.2 外窗

外窗是建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)中耗能最大的一個(gè)方面，如果處理不當(dāng)?shù)脑挘鼘⒊蔀槎緹崃繐p失和夏季冷量損失的大漏洞，會(huì)直接造成能源的浪費(fèi)和開(kāi)支的增加。隨著科技的發(fā)展，外窗的透光材料已經(jīng)從普通的單層3mm玻璃發(fā)展到使用鍍膜、中空玻璃，透光材料的改進(jìn)大大提高了外窗的保溫、隔熱性能。例如，LOW- E玻璃的使用，不僅能阻止室內(nèi)熱量的外泄、吸收太陽(yáng)輻射能量、降低采暖負(fù)荷、節(jié)省采暖費(fèi)用，更重要的是它可以大大減少玻璃表面與室內(nèi)空氣的溫差，提高室內(nèi)舒適質(zhì)量。另外，由于木材短缺和其耐久、防火性能的不足，外窗框已較少單獨(dú)使用木材制作。取而代之的是耐久、防火性能更好的合金及復(fù)合材料，如鋁合金、塑鋼、塑木、鋁木復(fù)合窗框等。為了提高合金窗框的隔熱性能和配合中空玻璃的使用，導(dǎo)致了帶隔熱橋型材斷面的出現(xiàn)。所有這些新材料的應(yīng)用都極大地減少了建筑能耗，提高了室內(nèi)的舒適性。

1.3 遮陽(yáng)系統(tǒng)

在歐洲某些夏季炎熱地區(qū)，外遮陽(yáng)簾是建筑物的必備設(shè)施，它的構(gòu)造簡(jiǎn)單、使用方便、遮陽(yáng)效果非常好，它不僅可以遮擋直射輻射，還可以遮擋漫射輻射。從而使室內(nèi)溫度盡量少受太陽(yáng)輻射熱能的影響，降低制冷負(fù)荷，提高舒適度和節(jié)省制冷開(kāi)支。

1.4 節(jié)能新風(fēng)系統(tǒng)

在節(jié)能建筑中，由于外窗具有良好的呼吸與隔熱作用，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)具有良好的密封性和保溫性，使得人為設(shè)計(jì)室內(nèi)新風(fēng)和污濁空氣的走向成為舒適性中必然要考慮的一個(gè)問(wèn)題。目前流行的下送上排式通風(fēng)系統(tǒng),就能很好地解決這個(gè)問(wèn)題。將新鮮空氣由地面的墻邊送入，將污濁空氣由屋頂排出。其優(yōu)點(diǎn)首先是新鮮空氣能夠直接送到人體的口、鼻處。因?yàn)槿梭w是新鮮空氣所能接觸到的最熱的熱源,所以它順著人體爬升到口、鼻處是必然的結(jié)果。

其次是因人體呼出的氣體是室內(nèi)最熱的氣體,所以不存在呼出的污濁氣體與新鮮空氣交叉混合的可能,而只能是升至屋頂從排氣口排除室外。其三是節(jié)能,它利用排除氣體的冷、熱與將要送入室內(nèi)的新風(fēng)進(jìn)行熱量交換,以減少新風(fēng)加熱或制冷處理的能耗。

2 環(huán)保措施

2.1 新能源的使用

在節(jié)能建筑設(shè)計(jì)中,除了考慮減少建筑能源散失外，還要充分考慮到在建筑采暖、空調(diào)及熱水供應(yīng)中利用工業(yè)余熱、采用太陽(yáng)能、地?zé)崮?、風(fēng)能等綠色能源。以地?zé)崮転槔?，地源熱泵以大地為熱源和熱匯，通過(guò)埋入地下的換熱器與大地進(jìn)行冷熱交換，實(shí)現(xiàn)建筑空調(diào)和熱水供應(yīng)的目的。與地面上的環(huán)境空氣相比，地?zé)嵩礈囟容^為恒定, 可以分別在夏冬兩季提供相對(duì)較低的冷凝溫度和較高的蒸發(fā)溫度。在冬季,地源熱泵將大地中的低位熱能提高向建筑供暖,同時(shí)蓄存冷量,以備夏用；夏季通過(guò)熱泵將建筑內(nèi)的熱量轉(zhuǎn)移到地下對(duì)建筑進(jìn)行降溫,同時(shí)蓄存熱量，以備冬用。夏熱冬冷地區(qū)供冷和供暖天數(shù)大致相當(dāng)，冷暖負(fù)荷基本相同，用同一系統(tǒng),可以充分發(fā)揮地下蓄能的作用。此外,地源熱泵可與太陽(yáng)能聯(lián)用以便改善冬季運(yùn)行條件。由于地源熱泵系統(tǒng)中的埋地?fù)Q熱器在地下進(jìn)行吸放熱, 減小了空調(diào)系統(tǒng)對(duì)地面空氣的熱及噪音的污染，并且不向外界排放任何廢氣、廢水、廢渣，是一種理想的“綠色技術(shù)”，符合當(dāng)前可持續(xù)發(fā)展的要求。在日本的居住小區(qū)中比較普遍地應(yīng)用了太陽(yáng)能, 它大多屬于被動(dòng)式太陽(yáng)房系統(tǒng)。通過(guò)屋頂吸陽(yáng)板高效率地采集太陽(yáng)能，通過(guò)自身的太陽(yáng)能電池自動(dòng)控制系統(tǒng), 根據(jù)房?jī)?nèi)需要自動(dòng)地向室內(nèi)輸入熱(冷)風(fēng)并供應(yīng)熱水。有太陽(yáng)能裝置的住宅還可配置同電力網(wǎng)的切換裝置,在用電低峰時(shí),可充分利用太陽(yáng)能供暖、供水,而在用電高峰時(shí),則可利用太陽(yáng)能將電能切換到電力網(wǎng)中,以提高太陽(yáng)能的利用效益。居住小區(qū)太陽(yáng)能利用不僅可以節(jié)省電能，同時(shí)也可以改善、保護(hù)和優(yōu)化環(huán)境,是一種新的綠色能源,也是小區(qū)建設(shè)中符合可持續(xù)性發(fā)展節(jié)能的一個(gè)方向。

2.2 節(jié)水

在節(jié)水方面，要充分考慮廢水利用的問(wèn)題，一是雨水利用,建筑物屋面和地面的雨水經(jīng)過(guò)收集、處理、儲(chǔ)存、回用等過(guò)程,可以歸入中水系統(tǒng)；二是一般的生活用水后經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理以后，也可以歸入中水系統(tǒng)。中水可重復(fù)使用于沖廁、綠化澆灌、洗車(chē)和景觀用水等。

2.3 綠化

綠色系統(tǒng)具備防曬、防塵、降溫、調(diào)節(jié)氣候、提高空氣負(fù)氧離子濃度、減少二氧化碳含量，保障居住區(qū)溫度、濕度和風(fēng)速等生態(tài)功能, 有利于降低居住區(qū)的噪音。采取有效措施發(fā)展陽(yáng)臺(tái)綠化、屋頂綠化和攀懸植物，擴(kuò)充宅前綠地，改善綠地種植質(zhì)量，將會(huì)產(chǎn)生有效的節(jié)能作用。綠化要見(jiàn)縫插針，哪怕是一小塊地、一旮角都可以用綠色加以點(diǎn)綴。在綠化中，新材料的應(yīng)用也不容忽視。在日本,就采用了可以大幅度降低荷載重量的輕質(zhì)人工土壤，對(duì)建筑物屋頂進(jìn)行綠化。在屋頂施行綠化，具有使綠化保持持續(xù)性的巨大效果；另外，除了土壤的隔熱效果(根據(jù)水份含量而不同)外，由于植物的蒸騰作用和綠蔭效果，從而能夠發(fā)揮出很高的隔熱效果。間接地還能減少冷暖空調(diào)的費(fèi)用，提高了建筑物的保溫隔熱性能，具有節(jié)能的作用。

3 設(shè)計(jì)要因地制宜

我國(guó)地域遼闊，南北東西各地氣候差異懸殊。我國(guó)第Ⅰ建筑氣候區(qū)的東北地區(qū)和第Ⅵ建筑氣候區(qū)的青藏高原及第Ⅶ建筑氣候區(qū)的我國(guó)西北部地區(qū)，冬季嚴(yán)寒漫長(zhǎng)，第Ⅱ建筑氣候區(qū)的華北地區(qū)，冬季氣候寒冷且持續(xù)期長(zhǎng)，夏季濕潤(rùn)炎熱。第Ⅲ建筑氣候區(qū)的長(zhǎng)江中下游及以南的大部分地區(qū)，冬季濕冷，夏季悶熱。因此，住宅建筑設(shè)計(jì)中，氣候是一個(gè)不容忽視的要素，順應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂驐l件，這是最基本的節(jié)能意識(shí)在住宅建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

3.1 平面布局

我國(guó)傳統(tǒng)民居的布局從北至南都選擇了合院式這一基本平面布局，這種虛實(shí)相間的屋-院序列空間不僅有效地利用了基地面積，達(dá)到了人與自然的交融，還綜合解決了日照、通風(fēng)、防噪等問(wèn)題。而院落與屋宇的比例，因各地氣候的不同，由北向南呈遞減之勢(shì)，這是對(duì)由“納陽(yáng)”向“遮蔭”的轉(zhuǎn)變所做出的反應(yīng)：北方院大于屋，縱長(zhǎng)方形的主院是合院建筑的中心；而南方地區(qū)多以高敞的廳堂為主，窄小的方形天井是主廳空間上的延伸，縱橫交錯(cuò)的廊及檐下空間不僅構(gòu)成了整組建筑的交通網(wǎng)絡(luò)，更控制、導(dǎo)引著氣流的運(yùn)行。

3.2 屋頂坡度變化

在住宅建筑中另一個(gè)對(duì)氣候做出反應(yīng)的明顯例證是屋頂坡度的變化：北方較為平緩，向南逐漸加大，至江浙地區(qū)為最，而到了東南沿海復(fù)又減緩，控制建筑上這種“形式”變化的主要因素是降雨量的改變，而沿海地區(qū)又綜合考慮了臺(tái)風(fēng)的影響。

3.3 外飾面材料

建筑外飾面材料的選取也具有明顯的南北差異，在我國(guó)由北至南，涂料的使用比例逐步下降，面磚的使用比例逐步上升。例如，北京的居住建筑絕大部分以涂料為主，而香港則絕大部分以面磚為主。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)主要是由于氣候原因：香港地處我國(guó)南部，屬于亞熱帶海洋性氣候，濕熱多雨，年降水量比較大，因此要求居住建筑的外飾面材料具有良好的耐水性和自潔性，能夠在雨水的沖刷下長(zhǎng)時(shí)間地保持不滲漏、不變形、不褪色、易于清潔，因此，在南方外飾面材料選取面磚就明顯優(yōu)于涂料，成為理想的選擇。

結(jié)束語(yǔ)

環(huán)保節(jié)能型建筑是21世紀(jì)可持續(xù)發(fā)展的迫切需要，擁有極大的發(fā)展?jié)摿Γ墙窈蠼ㄖl(fā)展的主要方向之一。推動(dòng)建筑向綠色、節(jié)能、環(huán)保方向發(fā)展，是個(gè)世界建筑領(lǐng)域?qū)嵺`可持續(xù)發(fā)展理念的大趨勢(shì)，也是中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展面臨的重要任務(wù)。隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化上業(yè)進(jìn)程的加快，發(fā)展綠色建筑，開(kāi)展建筑節(jié)能、環(huán)保有著廣闊的前景和巨大的潛力。同時(shí)，在環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益等方面也已取得了一定的成效。21世紀(jì)建筑業(yè)的主旋律，應(yīng)體現(xiàn)在健康、節(jié)水、節(jié)電、節(jié)能、制污、循環(huán)利用等方面，相信在小久的將來(lái)建筑在節(jié)能、環(huán)保方而會(huì)越來(lái)越完善。

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