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【摘要】本文首先介绍了绿色建筑与绿色建筑设计理念,其次探讨了绿色建筑的设计原则,同时探究了绿色建筑节能技术的应用。本文的研究具有重要的意义,推动我国建筑行业的进一步发展。
【关键词】绿色建筑;设计理念;节能技术
中图分类号:TU2 文献标识码:A 文章编号:
一、前言
随着我国经济的快速发展,建筑行业的发展也是相当迅速的,绿色建筑的出现为建筑行业的发展带来新的动力,推动着我国建筑行业的进一步发展。我们应该加强对绿色建筑设计理念及节能技术的研究,使建筑行业在未来得到更好的发展。
二、绿色建筑与绿色建筑设计理念
1、绿色建筑的概念
在介绍绿色建筑概念之前,首先引入一个例子:在我国新疆地区,由于受气候条件的影響,当地居民用石膏和秸秆混合而用作墙壁的材料,如此一来,一方面可以使空间的透气性能得到缓解;另一方面,新疆地区剧烈的温差问题也因此得到很好解决。通过这些原生态的建筑材料,我们不难想到其建筑成本的低廉性。而这种典型的简约型居民式住宅,就正是我们常说的绿色建筑。
2、建筑设计理念
建筑设计理念是指在建筑设计时,建筑师想要传达的最核心的观念。通过建筑来表达和阐述一种思想。在我国,传统的建筑设计理念,就是所谓的有关“风水术”的一套系统性观念。古代人在建筑设计时,无外乎在选址上大做文章,结合分析一系列有关地理环境、天文、水文、气候、气象、光照、风向等一系列自然因素,并以此作为建筑设计的评价标准和设计依据,安排建筑物的朝向,建筑内部的空间分布等等。从根本上讲,这种设计理念并不仅仅是古老时代的烙印。在现今的建筑设计理念里,也是渗透着这种思想。任何一个建筑物的形成,都是结合了经济、政治、思想、文化这一系列复杂因素的考虑。也就是说,这种复杂性与现代建筑是融为一体的。
3、绿色建筑设计理念
在定义上而言,绿色建筑设计指的是在建筑建设的整个工期内,把建筑物对自然资源的利用、对自然环境的影响以及对一些可二次利用元素的融入作为设计所要考虑的重点。绿色建筑设计理念总的来说,可以从“安全,经济,适用,美观,环保,可持续发展”,这几个角度展开。但是具体到不同类型的建筑物,要突出个性,有它自己的建筑设计理念,例如,博物馆可以是“以人为本,以文物为本,服务社会。”例如,对古建筑的修缮,也有一个建筑设计过程,可以是“修旧如旧,再现辉煌”等等。
三、绿色建筑的设计原则
1、原则之一合理选址
绿色建筑强调要因地制宜,不能照搬盲从,任何一个区域规划、城市建设或者单体建筑项目,都必须建立在对特定地方条件的分析和评价的基础上,其中包括地域气候特征、地理因素、地方文化与风俗、建筑机理特征、有利于环境持续性的各种能源分布等等。
2、原则之二整体及环境优化
我们知道建筑作为一个开放体系与其周边环境构成一个有机系统,故在建筑设计时要追求最佳环境效益。建筑要体现对自然环境和社会生态环境的关注和尊重,而这种关注和尊重主要表现在保持当地文脉,保护历史人文景观,重视建筑场地对地形、地势的利用,加强建筑对当地技术、材料的利用,加强绿化,减少环境污染,用独特的美学艺术让建筑体现时代精神等等。同时,绿色建筑还强调整体设计思想,不能仅仅着眼于局部而不顾整体,也就是要求结合气候、文化、经济等诸多因素进行综合分析。最后,建筑还要与周围的自然环境和社会生态环境和谐相处,体现对环境的尊重,用现代的美学艺术让建筑体现自己的风格和时代精神。
3、健康舒适的原则
绿色建筑应保证建筑的舒适性和适用性,即为用户创造与自然环境沟通的条件,让用户在健康、舒适、充满活力的环境中生活和工作。例如:创造良好的通风环境;保证建筑的长时间的自然光照;营造良好的声环境;建立立体绿化系统净化环境等。
4、原则之四简单高效发展
上文中已提到过,绿色建筑最大的特点就是实现对能源的节约。因此,在进行绿色建筑的设计时,要最大限度地利用可再生能源,并采用发展的理念,将近期规划与长远规划有机结合,为扩建和改造留有余地,实现建筑简单高效发展。
四、绿色建筑节能技术的应用
1、建筑设计
合理的建筑设计是降低建筑使用过程中的能耗的重要前提条件。如当一栋建筑的功能、规模、场地确定后,建筑的朝向和外形会在很大程度上影响建筑能耗。一般认为,建筑体形系数小,单位建筑面积对应的外表面积就小,这样有利于降低采暖空调系统的负荷。其实,这种认识只在一定程度上是正确的。采暖空调系统的负荷来自室内外三部分,一是室内外的温差和太阳辐射传热,二是室内人员、设备、照明产生的热量,三是向室内提供新鲜空气所需的能耗,其中前两部分的负荷,有时是相互叠加,有时又相互抵消。
2、建筑围护结构
建筑围护结构热工性能的优劣,是直接影响建筑使用能耗大小的重要因素。我国根据一月份和七月份的平均气温,划分严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区和温和地区五个不同的建筑气候区,各地的气候差异很大,建筑围护结构应与建筑所处环境相适应。在严寒地区,建筑围护结构的保温性能是一项非常重要的指标,在墙体的外面增加一层保温材料是必要和非常有效的,且在一个合理的厚度范围内,保温层越厚,热工性能就越优越。而在夏热冬冷地区,建筑围护结构既要考虑冬季保温性能又要考虑夏季隔热性能,而这两者有时又会产生矛盾。
近年来,在建筑围护结构中,玻璃的使用面积越来越大。从绿色建筑角度考虑,透明的围护结构可以增加室内采光及冬季白天的太阳辐射量。但基于目前的技术发展条件,在一个合理的价格范围内,透明围护结构的热阻还是远远小于非透明围护结构的,更何况直接进入室内的太阳辐射在夏季常是空调系统的主要负荷,透明部分的外侧必须设有效的遮阳(最好是卷帘、百叶窗之类的活动遮阳),以降低进入室内的太阳辐射量。由于透明围护结构的热工性能比非透明围护结构差,因此从节能角度出发,控制透明围护结构的大面积使用还是很有必要的。
3、室内环境控制技术
室内环境控制包括自然通风利用、自然光利用、空气处理系统等,其中暖通空调系统的技术应用最为重要。各类空调系统的能效存在较大的差异,建筑内部空调的合理分区对运行能耗的影响也很大,系统的科学运行管理对实际节能与否有相当重要的影响。
公共建筑暖通空调系统的能耗至少占建筑总能耗的50%以上,优化系统设计是节能的前提,系统的自动控制则是节能成败的关键。目前,暖通空调系统基本上采用集散控制技术,系统节能效率达10%~30%。
4、可再生能源应用技术
(1)太阳能光伏发电系统
太阳能属可再生能源,其最大优点是减少污染、保护生态环境。独立运行的太阳能光伏发电系统由太阳能电池板、控制器、蓄电池和逆变器组成,若并网运行,则无需蓄电池组。我国年均太阳能辐射量为5000WJ,年均日照时间为2200h,资源相当丰富。目前,太阳能光伏发电系统应用场所主要包括:建筑物部分用电设备、环境照明(如庭院灯、草坪灯等)、道路照明、体育场照明等,随系统造价的降低,太阳能光伏发电系统的应用场所会越来越多。
(2)太阳能热水系统
随人们生活水平的提高,热水供应逐渐成为住宅建筑必须具备的功能,热水能耗也会越来越大,利用太阳能提供生活热水应是符合绿色建筑原则的。在住宅建筑中普及太阳能热水供应的最大障碍还在于太阳能热水器与建筑的一体化时,只有当太阳能利用与建筑设计真正一体化,才能实现完全意义上的太阳能热水供应。太阳能屋顶应成为绿色建筑、尤其是绿色住宅建筑的一项重要措施。
5、建筑智能化系统
绿色建筑与智能建筑的共同点是建筑节能与环境控制。智能建筑(IB)是以建筑为平台,兼备建筑设备、办公自动化及通信网络系统,集结构、系统、服务、管理及它们间的最优化组合,向人们提供安全、高效、舒适、便利的建筑环境。
6、照明技术
照明也是建筑的耗能大项,在商业建筑中,照明能耗可占总能耗的20%~ 30%。照明不仅本身消耗能量,在有空调降温需求的场合,照明能耗还增大了空调系统供冷的需求。在绿色建筑中,可通过采用昼光照明、先进的照明技术和高效合理的照明设计来降低照明能耗。
昼光照明是“绿色”的照明方式,不仅降低能耗,还可起到降低供电峰值的作用。在大体量建筑中,房间进深通常都很大,利用一些折光板和反射天花板就能将光线引入房间内部,减少白天照明的需求。昼光资源的利用作为一项专门的课题,在绿色建筑中有很大的舞台。
五、结束语
近年来我国的建筑行业发展迅速,应时代的要求,出现了绿色建筑,绿色建筑越来越成为当今建筑行业的发展趋势,因此,我们更应该了解绿色建筑的概念,掌握绿色建筑的设计理念及节能技术。
参考文献
[1]庄迎春.论绿色建筑与地源热泵系统[J].建筑学报,2004.
[2]沈天清.节能省地住宅小区设计新理念[J].工程与建设,2007.
[3]王荣光,杨文帅.减少建筑能耗的途径[J].墙材革新与建筑节能,2001.
[4]李玉云.建筑节能的优化策略[J].科技进步与对策,2001.
[5]宋伟.浅析我国建筑节能的现状与强化措施[J].山西建筑,2005.
【关键词】绿色建筑;设计理念;节能技术
中图分类号:TU2 文献标识码:A 文章编号:
一、前言
随着我国经济的快速发展,建筑行业的发展也是相当迅速的,绿色建筑的出现为建筑行业的发展带来新的动力,推动着我国建筑行业的进一步发展。我们应该加强对绿色建筑设计理念及节能技术的研究,使建筑行业在未来得到更好的发展。
二、绿色建筑与绿色建筑设计理念
1、绿色建筑的概念
在介绍绿色建筑概念之前,首先引入一个例子:在我国新疆地区,由于受气候条件的影響,当地居民用石膏和秸秆混合而用作墙壁的材料,如此一来,一方面可以使空间的透气性能得到缓解;另一方面,新疆地区剧烈的温差问题也因此得到很好解决。通过这些原生态的建筑材料,我们不难想到其建筑成本的低廉性。而这种典型的简约型居民式住宅,就正是我们常说的绿色建筑。
2、建筑设计理念
建筑设计理念是指在建筑设计时,建筑师想要传达的最核心的观念。通过建筑来表达和阐述一种思想。在我国,传统的建筑设计理念,就是所谓的有关“风水术”的一套系统性观念。古代人在建筑设计时,无外乎在选址上大做文章,结合分析一系列有关地理环境、天文、水文、气候、气象、光照、风向等一系列自然因素,并以此作为建筑设计的评价标准和设计依据,安排建筑物的朝向,建筑内部的空间分布等等。从根本上讲,这种设计理念并不仅仅是古老时代的烙印。在现今的建筑设计理念里,也是渗透着这种思想。任何一个建筑物的形成,都是结合了经济、政治、思想、文化这一系列复杂因素的考虑。也就是说,这种复杂性与现代建筑是融为一体的。
3、绿色建筑设计理念
在定义上而言,绿色建筑设计指的是在建筑建设的整个工期内,把建筑物对自然资源的利用、对自然环境的影响以及对一些可二次利用元素的融入作为设计所要考虑的重点。绿色建筑设计理念总的来说,可以从“安全,经济,适用,美观,环保,可持续发展”,这几个角度展开。但是具体到不同类型的建筑物,要突出个性,有它自己的建筑设计理念,例如,博物馆可以是“以人为本,以文物为本,服务社会。”例如,对古建筑的修缮,也有一个建筑设计过程,可以是“修旧如旧,再现辉煌”等等。
三、绿色建筑的设计原则
1、原则之一合理选址
绿色建筑强调要因地制宜,不能照搬盲从,任何一个区域规划、城市建设或者单体建筑项目,都必须建立在对特定地方条件的分析和评价的基础上,其中包括地域气候特征、地理因素、地方文化与风俗、建筑机理特征、有利于环境持续性的各种能源分布等等。
2、原则之二整体及环境优化
我们知道建筑作为一个开放体系与其周边环境构成一个有机系统,故在建筑设计时要追求最佳环境效益。建筑要体现对自然环境和社会生态环境的关注和尊重,而这种关注和尊重主要表现在保持当地文脉,保护历史人文景观,重视建筑场地对地形、地势的利用,加强建筑对当地技术、材料的利用,加强绿化,减少环境污染,用独特的美学艺术让建筑体现时代精神等等。同时,绿色建筑还强调整体设计思想,不能仅仅着眼于局部而不顾整体,也就是要求结合气候、文化、经济等诸多因素进行综合分析。最后,建筑还要与周围的自然环境和社会生态环境和谐相处,体现对环境的尊重,用现代的美学艺术让建筑体现自己的风格和时代精神。
3、健康舒适的原则
绿色建筑应保证建筑的舒适性和适用性,即为用户创造与自然环境沟通的条件,让用户在健康、舒适、充满活力的环境中生活和工作。例如:创造良好的通风环境;保证建筑的长时间的自然光照;营造良好的声环境;建立立体绿化系统净化环境等。
4、原则之四简单高效发展
上文中已提到过,绿色建筑最大的特点就是实现对能源的节约。因此,在进行绿色建筑的设计时,要最大限度地利用可再生能源,并采用发展的理念,将近期规划与长远规划有机结合,为扩建和改造留有余地,实现建筑简单高效发展。
四、绿色建筑节能技术的应用
1、建筑设计
合理的建筑设计是降低建筑使用过程中的能耗的重要前提条件。如当一栋建筑的功能、规模、场地确定后,建筑的朝向和外形会在很大程度上影响建筑能耗。一般认为,建筑体形系数小,单位建筑面积对应的外表面积就小,这样有利于降低采暖空调系统的负荷。其实,这种认识只在一定程度上是正确的。采暖空调系统的负荷来自室内外三部分,一是室内外的温差和太阳辐射传热,二是室内人员、设备、照明产生的热量,三是向室内提供新鲜空气所需的能耗,其中前两部分的负荷,有时是相互叠加,有时又相互抵消。
2、建筑围护结构
建筑围护结构热工性能的优劣,是直接影响建筑使用能耗大小的重要因素。我国根据一月份和七月份的平均气温,划分严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区和温和地区五个不同的建筑气候区,各地的气候差异很大,建筑围护结构应与建筑所处环境相适应。在严寒地区,建筑围护结构的保温性能是一项非常重要的指标,在墙体的外面增加一层保温材料是必要和非常有效的,且在一个合理的厚度范围内,保温层越厚,热工性能就越优越。而在夏热冬冷地区,建筑围护结构既要考虑冬季保温性能又要考虑夏季隔热性能,而这两者有时又会产生矛盾。
近年来,在建筑围护结构中,玻璃的使用面积越来越大。从绿色建筑角度考虑,透明的围护结构可以增加室内采光及冬季白天的太阳辐射量。但基于目前的技术发展条件,在一个合理的价格范围内,透明围护结构的热阻还是远远小于非透明围护结构的,更何况直接进入室内的太阳辐射在夏季常是空调系统的主要负荷,透明部分的外侧必须设有效的遮阳(最好是卷帘、百叶窗之类的活动遮阳),以降低进入室内的太阳辐射量。由于透明围护结构的热工性能比非透明围护结构差,因此从节能角度出发,控制透明围护结构的大面积使用还是很有必要的。
3、室内环境控制技术
室内环境控制包括自然通风利用、自然光利用、空气处理系统等,其中暖通空调系统的技术应用最为重要。各类空调系统的能效存在较大的差异,建筑内部空调的合理分区对运行能耗的影响也很大,系统的科学运行管理对实际节能与否有相当重要的影响。
公共建筑暖通空调系统的能耗至少占建筑总能耗的50%以上,优化系统设计是节能的前提,系统的自动控制则是节能成败的关键。目前,暖通空调系统基本上采用集散控制技术,系统节能效率达10%~30%。
4、可再生能源应用技术
(1)太阳能光伏发电系统
太阳能属可再生能源,其最大优点是减少污染、保护生态环境。独立运行的太阳能光伏发电系统由太阳能电池板、控制器、蓄电池和逆变器组成,若并网运行,则无需蓄电池组。我国年均太阳能辐射量为5000WJ,年均日照时间为2200h,资源相当丰富。目前,太阳能光伏发电系统应用场所主要包括:建筑物部分用电设备、环境照明(如庭院灯、草坪灯等)、道路照明、体育场照明等,随系统造价的降低,太阳能光伏发电系统的应用场所会越来越多。
(2)太阳能热水系统
随人们生活水平的提高,热水供应逐渐成为住宅建筑必须具备的功能,热水能耗也会越来越大,利用太阳能提供生活热水应是符合绿色建筑原则的。在住宅建筑中普及太阳能热水供应的最大障碍还在于太阳能热水器与建筑的一体化时,只有当太阳能利用与建筑设计真正一体化,才能实现完全意义上的太阳能热水供应。太阳能屋顶应成为绿色建筑、尤其是绿色住宅建筑的一项重要措施。
5、建筑智能化系统
绿色建筑与智能建筑的共同点是建筑节能与环境控制。智能建筑(IB)是以建筑为平台,兼备建筑设备、办公自动化及通信网络系统,集结构、系统、服务、管理及它们间的最优化组合,向人们提供安全、高效、舒适、便利的建筑环境。
6、照明技术
照明也是建筑的耗能大项,在商业建筑中,照明能耗可占总能耗的20%~ 30%。照明不仅本身消耗能量,在有空调降温需求的场合,照明能耗还增大了空调系统供冷的需求。在绿色建筑中,可通过采用昼光照明、先进的照明技术和高效合理的照明设计来降低照明能耗。
昼光照明是“绿色”的照明方式,不仅降低能耗,还可起到降低供电峰值的作用。在大体量建筑中,房间进深通常都很大,利用一些折光板和反射天花板就能将光线引入房间内部,减少白天照明的需求。昼光资源的利用作为一项专门的课题,在绿色建筑中有很大的舞台。
五、结束语
近年来我国的建筑行业发展迅速,应时代的要求,出现了绿色建筑,绿色建筑越来越成为当今建筑行业的发展趋势,因此,我们更应该了解绿色建筑的概念,掌握绿色建筑的设计理念及节能技术。
参考文献
[1]庄迎春.论绿色建筑与地源热泵系统[J].建筑学报,2004.
[2]沈天清.节能省地住宅小区设计新理念[J].工程与建设,2007.
[3]王荣光,杨文帅.减少建筑能耗的途径[J].墙材革新与建筑节能,2001.
[4]李玉云.建筑节能的优化策略[J].科技进步与对策,2001.
[5]宋伟.浅析我国建筑节能的现状与强化措施[J].山西建筑,2005.