可持續(xù)發(fā)展在當前民用建筑設計中的應用

李淑林

(太原市建筑設計研究院，山西太原 030002)

1 民用建筑可持續(xù)發(fā)展的設計理念的重要意義

目前，全球煤炭、石油、天然氣等能源需求量日益增加，供需矛盾突出，隨著科學技術不斷進步，成本較高的水利、風力、生物能、太陽能、核能、地熱等越來越受到人們的重視。我國能源發(fā)展存在的問題主要表現(xiàn)在以下四個方面:能源利用效率低，能源終端利用效率比發(fā)達國家低10%，僅為33%;能源資源分布不均，造成西氣東送、北煤南運、西電東送;全國能源結構以煤為主，年耗煤量已超過13億t，約占75%;人均能源擁有量、儲備量低。因此，當我們面對如此巨大的差距，在如此嚴峻的局面下想要謀求發(fā)展，難度是極其巨大的。當務之急是要解決好新能源的開發(fā)和利用，新技術的研究與推廣，所以做好在建筑行業(yè)內將已成熟的綠色節(jié)能技術的推廣應用和可再生能源的深入開發(fā)利用，有著極其重要的現(xiàn)實意義。

2 可持續(xù)發(fā)展在當前民用建筑設計中的應用

可持續(xù)發(fā)展是一個非常寬泛的生態(tài)學概念，它是在尋求一種能夠同時滿足及支持生態(tài)的完整性又能夠實現(xiàn)人類愿望的最佳的可持續(xù)的生態(tài)系統(tǒng)。具體到技術層面上，就是要轉向使用更清潔更有效的技術，盡可能減少能源和其他自然資源的消耗。即指使用資源要適度、要節(jié)省、要高效，不大量耗費，不破壞環(huán)境。

2.1 加強可持續(xù)能源的開發(fā)與利用

充分利用好可持續(xù)能源，減少對不可再生資源的使用和依賴，將研究成熟的新技術應用到建筑設計中去。

2.1.1 太陽能

太陽能作為一種清潔能源和可再生能源，它幾乎是取之不盡、用之不竭的，是我們人類最理想的替代能源之一，太陽能的利用對于民用建筑來說，至關重要。長期以來，太陽能的開發(fā)和利用是我們最為熟悉的，從最早的日常生活中常見的太陽能熱水器、太陽能溫室、太陽灶到目前被世界各地廣泛使用的先進的太陽能光伏發(fā)電技術，太陽能的利用有著無限寬廣的前景。

在民用建筑中，結合建筑的屋面造型，集中大量的設置太陽能真空集熱收集器，再輔以水箱、循環(huán)系統(tǒng)、電輔加熱系統(tǒng)，就能充分的利用太陽能熱水技術解決民用建筑的熱水供給問題，同時節(jié)省大量不可再生礦物能源。

利用太陽能溫室技術，在建筑物內適當部位設置集中的“太陽能溫室”，通過直接熱交換、間接熱交換或隔離熱交換等多種方式獲取太陽能，將太陽能轉化為熱能，在冬季為建筑提供熱量，既改善了室內熱環(huán)境又節(jié)省了供暖能耗。

在建筑材料中應用太陽能光電技術，將二者相結合，可研發(fā)出新型的高科技生態(tài)建筑復合材料，應用于建筑的各部位，例如:太陽能光電屋頂、太陽能電力墻、太陽能光電玻璃幕墻等，將保溫、發(fā)電、采光、裝飾等多種功能完美統(tǒng)一起來，使太陽能光電技術在民用建筑中得到充分的應用。

2.1.2 風能

風能是由太陽輻射能轉化而來的空氣動能。它也是一種清潔的、可再生的、高效的綠色能源。而且風能分布很廣泛，利用時無需燃料，非常便于就地開發(fā)利用。風能的利用多以風力發(fā)電為主。近年來，一些小型的微風力發(fā)電機也被應用到建筑上來解決建筑物在夜間的亮化照明問題。而自然通風在建筑單體設計和城市規(guī)劃中的合理使用，也能減少很多不必要的能量消耗，緩解日益嚴重的城市熱島效應。

2.1.3 地能

地能是來自地球深處的可再生熱能，它的儲量相當大，取用不盡。人們通過利用一定深度土壤下的溫度特點，將其作為冷源或熱源，或是直接利用地下水，通過建筑結構和蓄熱物質，將地能加以利用，作為建筑在冬季的采暖熱源和夏季的空調冷源。目前已經發(fā)展成熟的地源熱泵技術使淺層地能的采集提升和利用成為現(xiàn)實。

2.2 利用建筑設計手法提高對能源和資源的高效利用

2.2.1 控制日照間距，提高建筑密度

在滿足人們舒適生活的基本日照要求的前提下，合理的布局建筑單體，控制建筑間距，提高建筑密度，加強高密度、大進深、集約式居住建筑的設計研究，以節(jié)約土地資源。

2.2.2 結合地勢進行建筑創(chuàng)作，保護場地生態(tài)環(huán)境

結合地形地勢進行建筑創(chuàng)作，統(tǒng)籌全局，使建筑的設置和設計與環(huán)境相融合，減少建筑對場地的影響，合理土方開挖，減少水土流失，改善微氣候，保護場地生態(tài)環(huán)境。

2.2.3 重視建筑的內外部風環(huán)境設計，提高環(huán)境舒適度，降低能耗

密集的建筑聚落會對風的流動產生影響，合理進行場地設計，運用建筑單體的不同排布組織并控制場地的風向、風速、風場，結合不同的地理位置、氣候特征和季節(jié)變化，處理好建筑防風和建筑通風的問題。在單體設計中也應創(chuàng)造條件提高室內風環(huán)境質量，保持室內健康通風，保證人的舒適體驗。我們可以利用風壓實現(xiàn)自然通風，可以通過改變窗戶朝向、調節(jié)進出風口的大小、設置導風構件等方法組織室內對流風，既能健康通風，同時風的流動又能降低建筑的表面溫度，可有效的減少夏季因使用空調制冷而造成的能源消耗。

2.2.4 學習傳統(tǒng)生態(tài)建筑，提煉科學的傳統(tǒng)建筑設計手法

挖掘傳統(tǒng)建筑的精華，向傳統(tǒng)生態(tài)建筑學習，提煉科學的傳統(tǒng)建筑設計手法，結合當前的城市建設，從建筑的形態(tài)、建筑的定位、建筑的內部外部空間設計以及地方建筑材料的運用等各方面多學習、多總結、多發(fā)現(xiàn)、多提高，創(chuàng)造新的宜居、節(jié)能、生態(tài)、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的綠色建筑。

2.3 在工程實踐中加強對成熟綠色節(jié)能技術的應用、提高和再學習

2.3.1 墻體的節(jié)能保溫技術設計

目前的墻體保溫技術主要有三種:外墻外保溫、外墻內保溫、中空加芯復合墻體，應用最廣泛的是外墻外保溫技術。因為它能夠有效保護內部的墻體結構，提高墻體的耐久性;同時，使外界溫度在結構墻體內外兩側的溫度變化減小，提高外墻內表面溫度;還可以有效避免產生熱橋，減少熱量損失，使建筑室內冬暖夏涼，獲得舒適的室內居住環(huán)境。使用該技術時，應盡可能選用無機、環(huán)保、質輕、高效節(jié)能的保溫材料，例如:巖棉、礦棉、玻璃絲棉等材料。構造上要著重處理好墻、梁、柱的轉角部位、門窗洞口的邊緣縫隙，以及各種出挑的樓板下部的細部構造做法，使整個外保溫完整閉合，不敞口子，才能達到好的保溫效果。

2.3.2 門窗的節(jié)能措施

在民用建筑的建設中，應該盡量減少門窗的面積，因為門窗是建筑能耗散失的薄弱部位，其能耗會占到建筑總能耗的2/3，所以門窗是民用建筑和外圍護結構節(jié)能的重點。我們可以通過改進門窗產品結構來提高門窗的氣密性，從而防止空氣對流傳熱而造成的不必要的建筑能耗。同時采用熱阻大、能耗低的節(jié)能材料制造的新型塑鋼門窗也可以大大減少建筑的能源消耗。

2.3.3 屋面的節(jié)能措施

屋面可采用擠塑聚苯板等多種保溫材料，導熱系數(shù)低，不吸水，強度高，施工方便，成本低，工藝簡單，經濟效益明顯，是建筑屋面中一種理想的節(jié)能材料。另外，還可以設置架空通風屋面、坡屋面、綠化屋面等，其中綠化屋面等，不僅有利于屋頂?shù)谋?、隔熱、蓄能，還可以調節(jié)小氣候，節(jié)約土地，既賞心悅目，又美化環(huán)境。

3 結語

在民用建筑設計中堅持可持續(xù)發(fā)展的設計理念是貫徹國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，有利于發(fā)展國民經濟，有效利用資源，降低大氣污染，減輕溫室效應。作為建筑師，更應該身體力行地在自己所參與的每一個設計項目中自覺地有意識的采用和推廣這些成熟先進適用的綠色建筑節(jié)能技術，加強建筑專業(yè)和外專業(yè)的結合協(xié)作，關注新型建筑生態(tài)學技術的研究與運用，與全社會一道共同努力推進建筑行業(yè)的技術進步，促進生態(tài)低碳建筑的普及，實現(xiàn)產業(yè)的復興和發(fā)展。

［1］ 李漢章.建筑節(jié)能技術指南［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2006.

［2］ 王宗昌.建筑施工細部操作質量控制［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007.

［3］ 顧 湘.建筑節(jié)能技術創(chuàng)新探討［J］.科技創(chuàng)新導報，2010 (13)：37.

［4］ 朱 丹.建筑節(jié)能在房地產業(yè)的應用［J］.科技創(chuàng)新導報，2010(7)：31.

［5］ 《綠色建筑》教材編寫組.綠色建筑［M］.北京：中國計劃出版社，2008.

［6］ 贠慧星，冉 云.可持續(xù)發(fā)展的綠色建筑［M］.山西建筑，2011，37(4)：2-3.