綠色建筑中節(jié)能設(shè)計探析

秦曉梅

(山西省晉中市建筑勘察設(shè)計院)

綠色建筑中節(jié)能設(shè)計探析

秦曉梅

(山西省晉中市建筑勘察設(shè)計院)

隨著時代的發(fā)展，綠色建筑設(shè)計成為當(dāng)今建筑設(shè)計的趨勢，它的出現(xiàn)不僅為緩解世界能源危機(jī)找到了解決的重要途徑，更為建筑業(yè)的發(fā)展指明了方向。綠色建筑以節(jié)能、環(huán)保、高效為核心的設(shè)計理念，在國內(nèi)外得到的廣泛認(rèn)同。本文對綠色建筑節(jié)能設(shè)計的概念以及主要設(shè)計原則進(jìn)行了介紹，并總結(jié)了當(dāng)前綠色建筑主要的節(jié)能設(shè)計方法，同時引用綠色建筑實(shí)例，對綠色建筑節(jié)能設(shè)計進(jìn)行了探究，希望通過本文的探究，能夠?yàn)榫G色建筑的節(jié)能設(shè)計提供參考。

綠色建筑 節(jié)能設(shè)計 節(jié)能樓

0 .引言

隨著全世界人口的不斷增多，大量的資源被開發(fā)利用，導(dǎo)致了全球范圍的能源危機(jī)和環(huán)境污染。人類想要長久生存下去，必須堅持與環(huán)境和諧共生，節(jié)約能源、合理開發(fā)資源成為當(dāng)今時代世界共同的話題，世界人民共同肩負(fù)著保護(hù)環(huán)境和節(jié)約能源的責(zé)任。

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，為人類創(chuàng)造了文明，同時建筑也在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中實(shí)現(xiàn)了規(guī)?？涨皵U(kuò)大。建筑工程的發(fā)展離不開地球能源和資源的支持，但建筑的開發(fā)給自然環(huán)境和社會環(huán)境帶來了巨大影響。面臨資源過度開發(fā)，建筑產(chǎn)業(yè)對資源消耗還在進(jìn)一步的惡化，尋找既能實(shí)現(xiàn)人類居住需求又能節(jié)約資源的新的建筑類型刻不容緩。綠色節(jié)能建筑的誕生為新時代建筑開發(fā)和能源利用指明了方向。

1. 綠色建筑與節(jié)能設(shè)計概述

1.1 綠色建筑界定方法

目前，國內(nèi)外對綠色建筑的界定標(biāo)準(zhǔn)不盡相同，如美國采用的LEED標(biāo)準(zhǔn)、日本采用的CASBEE 標(biāo)準(zhǔn)，澳大利亞運(yùn)用的NABERS綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)國家技術(shù)水平、戰(zhàn)略目標(biāo)等的不同，各有各的特點(diǎn)。

我國在綠色建筑界定方法上，依據(jù)國家相關(guān)綠色建筑的標(biāo)準(zhǔn)評定，將綠色建筑核心定義為建筑全生命周期內(nèi)最大限度地節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、減少污染，為人們提供健康、適用、高效的使用空間、與自然和諧共生的建筑。

1.2 建筑節(jié)能設(shè)計發(fā)展概況

據(jù)前瞻性產(chǎn)業(yè)研究院《2013-2017年中國智能建筑行業(yè)市場前景與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》中數(shù)據(jù)顯示：我國建筑能耗約占社會總能耗的33%，建筑能耗已成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的軟肋。高耗能建筑比例大，加劇能源危機(jī)。我國目前處于建設(shè)鼎旺時期，每年建成的房屋面積高達(dá)16～20億平方米，超過所有發(fā)達(dá)國家年建成建筑面積的總和，而97%以上是高能耗建筑，單位建筑面積采暖能耗相當(dāng)于氣候條件相近發(fā)達(dá)國家的2～3倍。如此高速建設(shè)，如不開始注重建筑節(jié)能將直接加劇能源危機(jī)。我國的節(jié)能狀況落后，急需改革。相比70年代就已開始研究推行建筑節(jié)能技術(shù)的發(fā)達(dá)國家，我國建筑節(jié)能水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后。因此建筑節(jié)能是我國建筑發(fā)展的必然趨勢，綠色建筑的發(fā)展，建筑節(jié)能設(shè)計的推進(jìn)也迫在眉睫。

2. 綠色建筑節(jié)能設(shè)計幾項(xiàng)原則

2.1 節(jié)約能源，提高資源利用率

綠色建筑從其誕生的意義上來講，作為保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源的新時代產(chǎn)物，必須要達(dá)到高效利用資源，或開發(fā)新型可再生能源，因此引導(dǎo)設(shè)計師樹立生態(tài)節(jié)能的理念，合理節(jié)省和利用能源顯得尤為重要。

2.2 尊重自然，保護(hù)環(huán)境

建筑的開發(fā)和使用會直接對周圍環(huán)境產(chǎn)生影響，綠色建筑設(shè)計應(yīng)尊重自然、重視節(jié)能環(huán)保，從初始階段就開始全方位的考慮建筑與外部環(huán)境的關(guān)系,充分利用自然資源,根據(jù)地域的氣候和自然特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計，并在設(shè)計中重點(diǎn)加強(qiáng)節(jié)能設(shè)計。

2.3 以人為本，和諧發(fā)展

現(xiàn)代建筑設(shè)計追求使用舒適、無危害健康元素。綠色建筑的設(shè)計在保護(hù)環(huán)境，與環(huán)境相融合的同時要兼顧使用舒適度，比如考慮建筑的規(guī)模、通風(fēng)、采光、隔聲、保溫、隔熱等因素，同時在視覺舒適感方面也要合理設(shè)計，并且應(yīng)該具有較強(qiáng)的適應(yīng)性、可變性，可持續(xù)發(fā)展，達(dá)到以人為本、和諧發(fā)展，健康、適用、高效的目的。

3. 主要節(jié)能設(shè)計方法

在當(dāng)前綠色建筑設(shè)計工作中存在一些現(xiàn)象，設(shè)計只是按規(guī)范條款逐項(xiàng)逐條的常規(guī)設(shè)計，或是邊做設(shè)計邊貼綠色標(biāo)簽，甚至是先設(shè)計后貼標(biāo)簽的機(jī)械式設(shè)計，這違背了綠色建筑設(shè)計的初衷。綠色建筑應(yīng)是在設(shè)計的起始階段就植入綠色基因，簡言之就是“策略大于指標(biāo)，內(nèi)在優(yōu)于外在，系統(tǒng)優(yōu)于片段”

2015年9 月，在“綠色建筑設(shè)計與運(yùn)營技術(shù)”論壇上，中國建設(shè)科技集團(tuán)董事長修龍?zhí)岢觯骸皩ふ疫m合當(dāng)?shù)刈匀缓腿宋沫h(huán)境的建筑特色為追求，以自然節(jié)儉為設(shè)計策略，以常識為設(shè)計基點(diǎn)，以適宜的先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用為手段，創(chuàng)造環(huán)境友好型的人居環(huán)境”是綠色建筑性能設(shè)計的重要體現(xiàn)。綠色建筑關(guān)鍵是節(jié)能，節(jié)能設(shè)計方法應(yīng)遵循以下方法：

3.1 綠色建筑整體設(shè)計

整體設(shè)計是綠色建筑設(shè)計的重要設(shè)計方法，該設(shè)計方法考慮到各個階段建筑所需要考慮的外在環(huán)境、內(nèi)在環(huán)境的影響，以使得建筑實(shí)現(xiàn)延長建筑壽命的目的。整體設(shè)計法通過建筑選址、周圍環(huán)境布置和整體設(shè)計等方面來完成的。具體如下：

（1）合理的選址

隨著人口眾多，人均面積的減少，土地資源越來越珍貴，建筑要合理利用每一寸土地。建筑選址時要考慮當(dāng)?shù)氐臍夂蚯闆r、交通狀況、人文地理情況等，做到合理布局，同時又能使得建筑物通風(fēng)和光線充足。

（2）周圍環(huán)境布置

建筑設(shè)計時要考慮到周圍環(huán)境，周圍環(huán)境對節(jié)能有著很大的影響，合理的布置周圍環(huán)境能夠避免能源浪費(fèi)。比如合理的種植樹木、花草能夠有效保持土壤的濕潤和空氣的清新。合理的調(diào)配環(huán)境，能夠使得水資源合理循環(huán)利用，降低水的消耗，達(dá)到節(jié)約能源的作用。

（3）合理的整體設(shè)計

通常合理的整體設(shè)計能夠有效利用大自然能源如陽光、風(fēng)、雨等來服務(wù)綠色建筑。整體設(shè)計在我國綠建上使用比較豐富，如我國南方地區(qū)夏熱多雨且風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)，冬常常伴有有西北風(fēng)，南方許多住宅小區(qū)層數(shù)較低的通常建于城市的南面，對于層高較高的高程建筑通常置于北面，這樣布置能夠?qū)崿F(xiàn)冬季保溫和夏季清涼，有效的節(jié)約了能源。

3.2 建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計

建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)是指建筑外圍的屋面、外墻、門窗等，通常圍護(hù)結(jié)構(gòu)能夠?qū)ㄖ?nèi)的空氣質(zhì)量、溫度變化、光線質(zhì)量、舒適程度等有一定影響，大量檢測結(jié)果證實(shí)，建筑圍護(hù)消耗能源占到建筑總能耗60%以上，對圍護(hù)結(jié)構(gòu)實(shí)施保溫防護(hù)處理，投資約占能源價格的6%左右，但可節(jié)約能源達(dá)到35%。 所以，合理的圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計能夠有效的提高綠色建筑節(jié)能效率。

圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計可以通過提高和改善圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能來實(shí)現(xiàn)，例如通過真空玻璃技術(shù)或外墻內(nèi)、外保溫、復(fù)合保溫和外墻自保溫等形式提高外墻面的熱工性能；采用新型的屋面保溫材料和利用種植屋面來提高屋面的保溫隔熱性能；外遮陽對降低建筑能耗、提高室內(nèi)居住舒適性有顯著的效果，遮陽方案的設(shè)計應(yīng)該考慮太陽輻射強(qiáng)度隨地點(diǎn)、日期、時間變化的特點(diǎn)選擇最佳方案，調(diào)整遮陽的效果。另外，地面的熱工性能對室內(nèi)氣溫也有較大的影響。良好的建筑樓地面構(gòu)造設(shè)計，不但可以提高舒適度，還有利于建筑的節(jié)能。窗墻面積比也是影響建筑能耗的重要因素，其設(shè)定要兼顧保溫隔熱及采光等方面。

3.3 綠色能源、綠色建材的應(yīng)用，

太陽能、地?zé)崮?、風(fēng)能等作為無污染、可再生的清潔能源，不僅分布廣泛，而且對環(huán)境危害極小，是綠色建筑能源的最佳選擇，充分利用這些資源不僅可以保護(hù)環(huán)境，還能避免對不可再生能源的過度開發(fā)。例如，目前國內(nèi)外經(jīng)常采用的被動式采暖、太陽能熱水器、太陽能pv系統(tǒng)等都是充分利用這種綠色能源的結(jié)果。通過實(shí)現(xiàn)建筑自然通風(fēng)、自然采光、土壤蓄熱蓄冷等來減少建筑制冷、采暖和照明的能耗量。

綠色建筑設(shè)計應(yīng)盡量做到建筑造型要素簡約，無大量裝飾性構(gòu)件；建筑室內(nèi)采用靈活隔斷，盡量減少重新裝修時的材料浪費(fèi)和垃圾產(chǎn)生；同時盡量采用資源消耗低和環(huán)境影響小的建筑結(jié)構(gòu)體系；建筑結(jié)構(gòu)材料合理采用高性能綠色建筑材料。目前國內(nèi)利用工業(yè)廢渣研制出來的高性能水泥，具有強(qiáng)度高、耐久性優(yōu)異、環(huán)境負(fù)荷低等特點(diǎn)，且能大幅降低水泥熟料的用量。利用廢橡膠制成的橡膠混凝土也是一種新型的綠色建材，不僅具有良好的減震降噪、隔熱隔聲效果，還具有良好的延性與韌性。國內(nèi)外綠色建材品種還有混凝土砌塊、加氣混凝土、紙面石膏板、GRC條板、硅鈣秸稈輕體墻板、噴涂聚脲彈性體、紙蜂窩石膏板隔斷墻等，設(shè)計師在進(jìn)行設(shè)計時應(yīng)該靈活采用。

愷正如崔院士所說：1少拆除多利用，延長建筑使用壽命是最大的節(jié)能環(huán)保。2.少人工多天然，適宜技術(shù)的應(yīng)用是應(yīng)推廣的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。3.少擴(kuò)張多省地，節(jié)地是最長久的節(jié)能環(huán)保。4.少裝飾多生態(tài)：引導(dǎo)健康的生活方式是最人性化的節(jié)能環(huán)保。這幾句話總結(jié)了綠色建筑節(jié)能設(shè)計的關(guān)鍵所在。

4. 綠色建筑案例

清華大學(xué)節(jié)能樓是我國首座節(jié)能樓，該節(jié)能樓運(yùn)用了國內(nèi)先進(jìn)的節(jié)能設(shè)計，多項(xiàng)設(shè)計在國際上都占有領(lǐng)先地位。比如，該節(jié)能樓內(nèi)部的水循環(huán)系統(tǒng)，布置科學(xué)合理，不僅供給了水源，更巧妙的降低室內(nèi)溫度，起到了空調(diào)的作用效果，實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源30%以上；該節(jié)能樓運(yùn)用的綠色建筑整體設(shè)計、圍護(hù)結(jié)構(gòu)合理設(shè)計、綠色能源利用設(shè)計等，綜合體現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的主題。同時該節(jié)能樓的人性化設(shè)計，如自動開關(guān)電源感應(yīng)、雨水自動收集系統(tǒng)等，有效地利用了現(xiàn)代高科技和自然資源，該節(jié)能示范樓是綠色建筑節(jié)能設(shè)計的典范，有待后人觀摩學(xué)習(xí)并改進(jìn)。

5.結(jié)語

綠色節(jié)能設(shè)計為建筑設(shè)計增添了新的設(shè)計理念，它以節(jié)能、環(huán)保的雙重概念重新定義了建筑類型。綠色節(jié)能設(shè)計遵循著低環(huán)境效應(yīng)、以人為本、和諧發(fā)展和舒適清新的可持續(xù)發(fā)展原則，對建筑進(jìn)行設(shè)計，本論文結(jié)合了整體設(shè)計方法、建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計法和充分利用可再生能源設(shè)計法，闡述了綠色建筑設(shè)計的實(shí)現(xiàn)途徑，并引用綠色建筑實(shí)例，體現(xiàn)了當(dāng)今綠色節(jié)能建筑的優(yōu)越性。綠色節(jié)能設(shè)計作為一種新的設(shè)計思維，必將在未來建筑設(shè)計中廣泛運(yùn)用，同時綠色節(jié)能設(shè)計還需要進(jìn)一步拓展，以實(shí)現(xiàn)為人類社會創(chuàng)建美好的生存空間。

[1]謝仰坤.綠色生態(tài)節(jié)能建筑設(shè)計當(dāng)議[J].沿海企業(yè)與科技，2009,（12）.

[2]高鵬綠色建筑設(shè)計方法探析[A].土木建筑學(xué)術(shù)文庫（第 14 卷）[C].2010.

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1007-6344（2015）11-0162-02