綠色生態(tài)節(jié)能技術(shù)在建筑改造中的應(yīng)用研究

張莎莎

【摘要】本文在對綠色生態(tài)節(jié)能技術(shù)概念、研究范圍、意義及現(xiàn)狀的綜合概述下，以長安大學建筑學院建筑系館改造為例，進而分析綠色生態(tài)節(jié)能技術(shù)在建筑改造中的具體應(yīng)用方式，從而將綠色節(jié)能技術(shù)與舊建筑改造相結(jié)合，創(chuàng)造健康舒適、節(jié)約能源、保護環(huán)境的建筑。

【關(guān)鍵詞】綠色節(jié)能技術(shù)；建筑改造；圍護結(jié)構(gòu)；建筑設(shè)備

一、綠色生態(tài)節(jié)能技術(shù)概念和研究范圍概述

1、綠色生態(tài)節(jié)能技術(shù)概念

綠色生態(tài)節(jié)能技術(shù)是通過科學的整體沒計，集成綠色配置、自然通風、自然采光、低能耗圍護結(jié)構(gòu)、新能源利用、綠色建材和智能控制等傳統(tǒng)和高新技術(shù)，具有選址規(guī)劃合理、資源利用高效循環(huán)、節(jié)能措施綜合有效、建筑環(huán)境健康舒適、廢物排放減量無害、建筑功能靈活適宜等六大特點。

2、綠色節(jié)能改造的研究范圍

將綠色生態(tài)節(jié)能技術(shù)應(yīng)用于舊建筑改造，主要包括對建筑構(gòu)造、建筑立面、建筑空間、建筑設(shè)備以及建筑能源系統(tǒng)的改造。針對不同氣候和地域環(huán)境，采用與之相適應(yīng)的改造方法，以達到節(jié)約資源、健康舒適、保護環(huán)境的目的。

二、研究綠色節(jié)能改造的意義和現(xiàn)狀概述

1、綠色節(jié)能改造的意義

在日益關(guān)注地球能源危機、環(huán)境問題的今天，建筑改造不僅要做到節(jié)能，還要兼顧居住條件的改善，利于人們的健康，利于保護環(huán)境。對我國大批能耗巨大的既有建筑進行綠色節(jié)能改造，無論對節(jié)約能源還是提高人們的生活質(zhì)量、保護我們的生存環(huán)境都有著非常積極的意義。

2、綠色節(jié)能改造的現(xiàn)狀

我國的綠色節(jié)能建筑改造尚處于起步階段，目前正在引進國外先進的綠色建

筑技術(shù)。經(jīng)過近十年的實踐，已經(jīng)有了不少高質(zhì)量的綠色節(jié)能建筑改造案例，如黃土高原的新型綠色窯洞改造。

三、以長安大學建筑系館為例進行建筑改造

1、該建筑概況

位于長安大學小寨校區(qū)，建筑面積4174平方米，地上五層，占地面積1137.35平方米。該建筑為5層磚混結(jié)構(gòu)，外墻為實心粘土磚，無保溫措施。外窗為單玻璃單層窗，部分教室采光不足。該建筑為典型的內(nèi)廊式布局，因此走廊內(nèi)部采光亦較差，且室內(nèi)通風不佳。

2、該建筑改造方案概述

2.1外墻保溫改造

由于該建筑無任何保溫措施，從而造成南側(cè)室溫及壁面溫度較高，因此改造采用外墻外保溫技術(shù)——安裝有玻璃的墻面。

在墻的外側(cè)加一層玻璃，形成收集太陽輻射的設(shè)旋，減少了之前建筑對流和輻射造成的熱損失，從而使墻面溫度升高，也使得玻璃和墻壁之間的間層溫度高于室外溫度。

2.2門窗洞口改造

由于該建筑采用統(tǒng)一的單玻璃單層窗，面積較小，造成部分教室空間采光不足，因此采用改造技術(shù)為——改變門窗洞口面積。

窗墻面積比不僅影響圍護結(jié)構(gòu)的傳熱損失，還影響建筑立面、室內(nèi)采光通風以及人的視覺感受。如增大窗戶面積，有利于充分利用自然光照明，減少照明的能耗，冬季南向窗戶有利于接收太陽輻射熱以減少采暖負荷，但過多增大窗戶面積，也會造成夏季不利的太陽輻射熱，進而增加空調(diào)負荷。

該建筑運用傳統(tǒng)單層玻璃窗的保溫、隔熱性能較差，改造中采用中空玻璃窗、單框雙玻窗或雙層窗，通過中空玻璃及雙玻間的空氣層，減小外窗的傳熱系數(shù)，降低建筑能耗。

2.3遮陽改造

該建筑在夏季使用中，其一至四層房間溫度過高，因此遮陽改造中采用遮陽技術(shù)為——垂直綠化遮陽。

結(jié)合之前的墻體改造技術(shù)，在玻璃幕墻中特殊構(gòu)造部位增加垂直綠化，從而阻擋夏季太陽光的直射，達到遮陽的目的，且可以形成豐富的建筑立面形象。

2.4屋面改造

屋面能耗占圍護結(jié)構(gòu)總能耗的22%，也是能量損失的重要部位，此次改造中采用的技術(shù)為——綠化屋頂。

這里是利用植物光合作用、葉面的蒸發(fā)作用以及對太陽輻射熱的遮擋作用來減少太陽輻射熱對屋面的影響，從而降低屋面室外綜合溫度，采用集觀賞、休憩、活動于一體的屋頂綠化，使得人們可以進入到該建筑的屋面，為建筑系師生提供創(chuàng)作與交流的生態(tài)空間。根據(jù)該建筑荷載允許度和屋頂生態(tài)環(huán)境及功能的實際出發(fā)，采用簡式輕型綠化，以草坪為主，配置多種植被和花灌木等植物，講究景觀色彩，用不同品種的植物結(jié)合步道磚鋪裝出圖案。

2.5過渡空間——樓梯間的改造

該建筑由于采用內(nèi)走廊式布局，其辦公室通風不暢，為改善建筑通風效果，此次對樓梯間處進行改造。利用端部樓梯間做玻璃拔風煙囪，外加熱回收風帽。

在樓梯井位置加設(shè)拔風煙囪+一般風帽，拔風煙囪自建筑首層到屋頂以上位置，高高的拔風煙囪結(jié)合中央排風系統(tǒng)設(shè)置，冬季新鮮的空氣進入拔風煙囪中的中央送排風系統(tǒng)進行預(yù)冷和預(yù)熱，再送入教室，在解決通風問題的同時，也改善了室內(nèi)的熱舒適度，從而為建筑創(chuàng)造適宜的室內(nèi)熱工環(huán)境。

2.6內(nèi)廊改造

內(nèi)廊式的建筑布局形式，不可避免地會造成建筑廊道內(nèi)的采光不足，因此改造中采用的技術(shù)為——設(shè)置太陽能光電板提供照明。

在屋頂加設(shè)光電PV板發(fā)電系統(tǒng)，當光線照射太陽電池表面時，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量傳遞給了硅原子，使電子發(fā)生了越遷，成為自由電子在P-N結(jié)兩側(cè)集聚形成了電位差，當外部接通電路時，在該電壓的作用下，將會有電流流過外部電路產(chǎn)生一定的輸出功率。這個過程的的實質(zhì)是：光子能量轉(zhuǎn)換成電能的過程，從而解決該建筑室內(nèi)廊道采光不足的問題。

2.7建筑設(shè)備系統(tǒng)的改造

由于該建筑建設(shè)時間較長，許多設(shè)備系統(tǒng)都出現(xiàn)較多問題，為達到節(jié)約能源的目的，此次對于建筑設(shè)備系統(tǒng)亦進行適當?shù)母脑臁?/p>

針對采暖管網(wǎng)老化，效率低，照明系統(tǒng)效率低等問題，改造中更換為采用高效管網(wǎng)設(shè)備，增加節(jié)能照明設(shè)備、智能控制系統(tǒng)等。從而節(jié)約該建筑在冬季采暖及日常照明方面的能源使用。

以上便是此次針對長安大學建筑系館所存在的各類問題，提出的綠色生態(tài)節(jié)能改造技術(shù)具體實施方案，以期達到為建筑學院的師生創(chuàng)造良好室內(nèi)外環(huán)境的目標。

結(jié)語

在當今的建筑改造中，綠色節(jié)能技術(shù)的使用正在受到愈加重視?；仡櫛疚膶G色節(jié)能技術(shù)應(yīng)用于建筑改造的實例，我們看到綠色節(jié)能技術(shù)其實并不僅僅是一種技術(shù)，它更是一種思路，一種既需要豐富想象力并且要勇于實踐才能進行下去的思路。同時它也是一種方法，這種方法的出發(fā)點就是以最少的代價獲得最多的效益，包括經(jīng)濟效益、環(huán)境效益、社會效益。那些斥資巨大的“示范工程”不是人們期待的；人們想要的是利用較為廉價的材料，以方便易行的技術(shù)，兼顧美觀，而能完成的達到預(yù)期效果的改造。這需要更多智慧，同時也需要建筑師具備更多的知識。二十一世紀的建筑師已經(jīng)不再是傳統(tǒng)意義上的建筑師了，他們需要涉足更多的領(lǐng)域，才能與相關(guān)專業(yè)的人合作，這樣才可能產(chǎn)生更有創(chuàng)造力、對社會更有意義的設(shè)計。在未來，隨著新材料的不斷發(fā)展，我相信更多的綠色生態(tài)技術(shù)會隨之而來，作為從事建筑設(shè)計的一員，我們不需與時俱進，掌握最新綠色生態(tài)節(jié)能技術(shù)，為建筑設(shè)計與改造貢獻自己的一份力量，實現(xiàn)能源與資源的可持續(xù)性發(fā)展。

參考文獻

[1]戴維·紀森，大且綠走向21世紀的可持續(xù)建筑，天津：天津科技翻譯出版公司，2005

[2]中國建筑協(xié)會建筑師分會建筑技術(shù)專業(yè)委員會，東南大學建筑學院，綠色建筑與建筑技術(shù)，北京：中國建筑工業(yè)出版社，2006

[3]李靜，劉煜，辦公建筑表皮的綠色生態(tài)改造研究，第九屆全國建筑物理學術(shù)會議論文集，南京：中國建筑學會建筑物理分會，東南大學建筑學院，2004

[4]李曉東，劉彥婷，清華大學建筑學院院館改造，世界建筑，2006（05），30～