论文部分内容阅读
【摘要】本文在对绿色生态节能技术概念、研究范围、意义及现状的综合概述下，以长安大学建筑学院建筑系馆改造为例，进而分析绿色生态节能技术在建筑改造中的具体应用方式，从而将绿色节能技术与旧建筑改造相结合，创造健康舒适、节约能源、保护环境的建筑。
【关键词】绿色节能技术；建筑改造；围护结构；建筑设备
一、绿色生态节能技术概念和研究范围概述
1、绿色生态节能技术概念
绿色生态节能技术是通过科学的整体没计，集成绿色配置、自然通风、自然采光、低能耗围护结构、新能源利用、绿色建材和智能控制等传统和高新技术，具有选址规划合理、资源利用高效循环、节能措施综合有效、建筑环境健康舒适、废物排放减量无害、建筑功能灵活适宜等六大特点。
2、绿色节能改造的研究范围
将绿色生态节能技术应用于旧建筑改造，主要包括对建筑构造、建筑立面、建筑空间、建筑设备以及建筑能源系统的改造。针对不同气候和地域环境，采用与之相适应的改造方法，以达到节约资源、健康舒适、保护环境的目的。
二、研究绿色节能改造的意义和现状概述
1、绿色节能改造的意义
在日益关注地球能源危机、环境问题的今天，建筑改造不仅要做到节能，还要兼顾居住条件的改善，利于人们的健康，利于保护环境。对我国大批能耗巨大的既有建筑进行绿色节能改造，无论对节约能源还是提高人们的生活质量、保护我们的生存环境都有着非常积极的意义。
2、绿色节能改造的现状
我国的绿色节能建筑改造尚处于起步阶段，目前正在引进国外先进的绿色建
筑技术。经过近十年的实践，已经有了不少高质量的绿色节能建筑改造案例，如黄土高原的新型绿色窑洞改造。
三、以长安大学建筑系馆为例进行建筑改造
1、该建筑概况
位于長安大学小寨校区，建筑面积4174平方米，地上五层，占地面积1137.35平方米。该建筑为5层砖混结构，外墙为实心粘土砖，无保温措施。外窗为单玻璃单层窗，部分教室采光不足。该建筑为典型的内廊式布局，因此走廊内部采光亦较差，且室内通风不佳。
2、该建筑改造方案概述
2.1外墙保温改造
由于该建筑无任何保温措施，从而造成南侧室温及壁面温度较高，因此改造采用外墙外保温技术——安装有玻璃的墙面。
在墙的外侧加一层玻璃，形成收集太阳辐射的设旋，减少了之前建筑对流和辐射造成的热损失，从而使墙面温度升高，也使得玻璃和墙壁之间的间层温度高于室外温度。
2.2门窗洞口改造
由于该建筑采用统一的单玻璃单层窗，面积较小，造成部分教室空间采光不足，因此采用改造技术为——改变门窗洞口面积。
窗墙面积比不仅影响围护结构的传热损失，还影响建筑立面、室内采光通风以及人的视觉感受。如增大窗户面积，有利于充分利用自然光照明，减少照明的能耗，冬季南向窗户有利于接收太阳辐射热以减少采暖负荷，但过多增大窗户面积，也会造成夏季不利的太阳辐射热，进而增加空调负荷。
该建筑运用传统单层玻璃窗的保温、隔热性能较差，改造中采用中空玻璃窗、单框双玻窗或双层窗，通过中空玻璃及双玻间的空气层，减小外窗的传热系数，降低建筑能耗。
2.3遮阳改造
该建筑在夏季使用中，其一至四层房间温度过高，因此遮阳改造中采用遮阳技术为——垂直绿化遮阳。
结合之前的墙体改造技术，在玻璃幕墙中特殊构造部位增加垂直绿化，从而阻挡夏季太阳光的直射，达到遮阳的目的，且可以形成丰富的建筑立面形象。
2.4屋面改造
屋面能耗占围护结构总能耗的22%，也是能量损失的重要部位，此次改造中采用的技术为——绿化屋顶。
这里是利用植物光合作用、叶面的蒸发作用以及对太阳辐射热的遮挡作用来减少太阳辐射热对屋面的影响，从而降低屋面室外综合温度，采用集观赏、休憩、活动于一体的屋顶绿化，使得人们可以进入到该建筑的屋面，为建筑系师生提供创作与交流的生态空间。根据该建筑荷载允许度和屋顶生态环境及功能的实际出发，采用简式轻型绿化，以草坪为主，配置多种植被和花灌木等植物，讲究景观色彩，用不同品种的植物结合步道砖铺装出图案。
2.5过渡空间——楼梯间的改造
该建筑由于采用内走廊式布局，其办公室通风不畅，为改善建筑通风效果，此次对楼梯间处进行改造。利用端部楼梯间做玻璃拔风烟囱，外加热回收风帽。
在楼梯井位置加设拔风烟囱+一般风帽，拔风烟囱自建筑首层到屋顶以上位置，高高的拔风烟囱结合中央排风系统设置，冬季新鲜的空气进入拔风烟囱中的中央送排风系统进行预冷和预热，再送入教室，在解决通风问题的同时，也改善了室内的热舒适度，从而为建筑创造适宜的室内热工环境。
2.6内廊改造
内廊式的建筑布局形式，不可避免地会造成建筑廊道内的采光不足，因此改造中采用的技术为——设置太阳能光电板提供照明。
在屋顶加设光电PV板发电系统，当光线照射太阳电池表面时，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了越迁，成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的的实质是：光子能量转换成电能的过程，从而解决该建筑室内廊道采光不足的问题。
2.7建筑设备系统的改造
由于该建筑建设时间较长，许多设备系统都出现较多问题，为达到节约能源的目的，此次对于建筑设备系统亦进行适当的改造。
针对采暖管网老化，效率低，照明系统效率低等问题，改造中更换为采用高效管网设备，增加节能照明设备、智能控制系统等。从而节约该建筑在冬季采暖及日常照明方面的能源使用。
以上便是此次针对长安大学建筑系馆所存在的各类问题，提出的绿色生态节能改造技术具体实施方案，以期达到为建筑学院的师生创造良好室内外环境的目标。
结语
在当今的建筑改造中，绿色节能技术的使用正在受到愈加重视。回顾本文对绿色节能技术应用于建筑改造的实例，我们看到绿色节能技术其实并不仅仅是一种技术，它更是一种思路，一种既需要丰富想象力并且要勇于实践才能进行下去的思路。同时它也是一种方法，这种方法的出发点就是以最少的代价获得最多的效益，包括经济效益、环境效益、社会效益。那些斥资巨大的“示范工程”不是人们期待的；人们想要的是利用较为廉价的材料，以方便易行的技术，兼顾美观，而能完成的达到预期效果的改造。这需要更多智慧，同时也需要建筑师具备更多的知识。二十一世纪的建筑师已经不再是传统意义上的建筑师了，他们需要涉足更多的领域，才能与相关专业的人合作，这样才可能产生更有创造力、对社会更有意义的设计。在未来，随着新材料的不断发展，我相信更多的绿色生态技术会随之而来，作为从事建筑设计的一员，我们不需与时俱进，掌握最新绿色生态节能技术，为建筑设计与改造贡献自己的一份力量，实现能源与资源的可持续性发展。
参考文献
[1]戴维·纪森，大且绿走向21世纪的可持续建筑，天津：天津科技翻译出版公司，2005
[2]中国建筑协会建筑师分会建筑技术专业委员会，东南大学建筑学院，绿色建筑与建筑技术，北京：中国建筑工业出版社，2006
[3]李静，刘煜，办公建筑表皮的绿色生态改造研究，第九届全国建筑物理学术会议论文集，南京：中国建筑学会建筑物理分会，东南大学建筑学院，2004
[4]李晓东，刘彦婷，清华大学建筑学院院馆改造，世界建筑，2006（05），30～
【关键词】绿色节能技术；建筑改造；围护结构；建筑设备
一、绿色生态节能技术概念和研究范围概述
1、绿色生态节能技术概念
绿色生态节能技术是通过科学的整体没计，集成绿色配置、自然通风、自然采光、低能耗围护结构、新能源利用、绿色建材和智能控制等传统和高新技术，具有选址规划合理、资源利用高效循环、节能措施综合有效、建筑环境健康舒适、废物排放减量无害、建筑功能灵活适宜等六大特点。
2、绿色节能改造的研究范围
将绿色生态节能技术应用于旧建筑改造，主要包括对建筑构造、建筑立面、建筑空间、建筑设备以及建筑能源系统的改造。针对不同气候和地域环境，采用与之相适应的改造方法，以达到节约资源、健康舒适、保护环境的目的。
二、研究绿色节能改造的意义和现状概述
1、绿色节能改造的意义
在日益关注地球能源危机、环境问题的今天，建筑改造不仅要做到节能，还要兼顾居住条件的改善，利于人们的健康，利于保护环境。对我国大批能耗巨大的既有建筑进行绿色节能改造，无论对节约能源还是提高人们的生活质量、保护我们的生存环境都有着非常积极的意义。
2、绿色节能改造的现状
我国的绿色节能建筑改造尚处于起步阶段，目前正在引进国外先进的绿色建
筑技术。经过近十年的实践，已经有了不少高质量的绿色节能建筑改造案例，如黄土高原的新型绿色窑洞改造。
三、以长安大学建筑系馆为例进行建筑改造
1、该建筑概况
位于長安大学小寨校区，建筑面积4174平方米，地上五层，占地面积1137.35平方米。该建筑为5层砖混结构，外墙为实心粘土砖，无保温措施。外窗为单玻璃单层窗，部分教室采光不足。该建筑为典型的内廊式布局，因此走廊内部采光亦较差，且室内通风不佳。
2、该建筑改造方案概述
2.1外墙保温改造
由于该建筑无任何保温措施，从而造成南侧室温及壁面温度较高，因此改造采用外墙外保温技术——安装有玻璃的墙面。
在墙的外侧加一层玻璃，形成收集太阳辐射的设旋，减少了之前建筑对流和辐射造成的热损失，从而使墙面温度升高，也使得玻璃和墙壁之间的间层温度高于室外温度。
2.2门窗洞口改造
由于该建筑采用统一的单玻璃单层窗，面积较小，造成部分教室空间采光不足，因此采用改造技术为——改变门窗洞口面积。
窗墙面积比不仅影响围护结构的传热损失，还影响建筑立面、室内采光通风以及人的视觉感受。如增大窗户面积，有利于充分利用自然光照明，减少照明的能耗，冬季南向窗户有利于接收太阳辐射热以减少采暖负荷，但过多增大窗户面积，也会造成夏季不利的太阳辐射热，进而增加空调负荷。
该建筑运用传统单层玻璃窗的保温、隔热性能较差，改造中采用中空玻璃窗、单框双玻窗或双层窗，通过中空玻璃及双玻间的空气层，减小外窗的传热系数，降低建筑能耗。
2.3遮阳改造
该建筑在夏季使用中，其一至四层房间温度过高，因此遮阳改造中采用遮阳技术为——垂直绿化遮阳。
结合之前的墙体改造技术，在玻璃幕墙中特殊构造部位增加垂直绿化，从而阻挡夏季太阳光的直射，达到遮阳的目的，且可以形成丰富的建筑立面形象。
2.4屋面改造
屋面能耗占围护结构总能耗的22%，也是能量损失的重要部位，此次改造中采用的技术为——绿化屋顶。
这里是利用植物光合作用、叶面的蒸发作用以及对太阳辐射热的遮挡作用来减少太阳辐射热对屋面的影响，从而降低屋面室外综合温度，采用集观赏、休憩、活动于一体的屋顶绿化，使得人们可以进入到该建筑的屋面，为建筑系师生提供创作与交流的生态空间。根据该建筑荷载允许度和屋顶生态环境及功能的实际出发，采用简式轻型绿化，以草坪为主，配置多种植被和花灌木等植物，讲究景观色彩，用不同品种的植物结合步道砖铺装出图案。
2.5过渡空间——楼梯间的改造
该建筑由于采用内走廊式布局，其办公室通风不畅，为改善建筑通风效果，此次对楼梯间处进行改造。利用端部楼梯间做玻璃拔风烟囱，外加热回收风帽。
在楼梯井位置加设拔风烟囱+一般风帽，拔风烟囱自建筑首层到屋顶以上位置，高高的拔风烟囱结合中央排风系统设置，冬季新鲜的空气进入拔风烟囱中的中央送排风系统进行预冷和预热，再送入教室，在解决通风问题的同时，也改善了室内的热舒适度，从而为建筑创造适宜的室内热工环境。
2.6内廊改造
内廊式的建筑布局形式，不可避免地会造成建筑廊道内的采光不足，因此改造中采用的技术为——设置太阳能光电板提供照明。
在屋顶加设光电PV板发电系统，当光线照射太阳电池表面时，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了越迁，成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的的实质是：光子能量转换成电能的过程，从而解决该建筑室内廊道采光不足的问题。
2.7建筑设备系统的改造
由于该建筑建设时间较长，许多设备系统都出现较多问题，为达到节约能源的目的，此次对于建筑设备系统亦进行适当的改造。
针对采暖管网老化，效率低，照明系统效率低等问题，改造中更换为采用高效管网设备，增加节能照明设备、智能控制系统等。从而节约该建筑在冬季采暖及日常照明方面的能源使用。
以上便是此次针对长安大学建筑系馆所存在的各类问题，提出的绿色生态节能改造技术具体实施方案，以期达到为建筑学院的师生创造良好室内外环境的目标。
结语
在当今的建筑改造中，绿色节能技术的使用正在受到愈加重视。回顾本文对绿色节能技术应用于建筑改造的实例，我们看到绿色节能技术其实并不仅仅是一种技术，它更是一种思路，一种既需要丰富想象力并且要勇于实践才能进行下去的思路。同时它也是一种方法，这种方法的出发点就是以最少的代价获得最多的效益，包括经济效益、环境效益、社会效益。那些斥资巨大的“示范工程”不是人们期待的；人们想要的是利用较为廉价的材料，以方便易行的技术，兼顾美观，而能完成的达到预期效果的改造。这需要更多智慧，同时也需要建筑师具备更多的知识。二十一世纪的建筑师已经不再是传统意义上的建筑师了，他们需要涉足更多的领域，才能与相关专业的人合作，这样才可能产生更有创造力、对社会更有意义的设计。在未来，随着新材料的不断发展，我相信更多的绿色生态技术会随之而来，作为从事建筑设计的一员，我们不需与时俱进，掌握最新绿色生态节能技术，为建筑设计与改造贡献自己的一份力量，实现能源与资源的可持续性发展。
参考文献
[1]戴维·纪森，大且绿走向21世纪的可持续建筑，天津：天津科技翻译出版公司，2005
[2]中国建筑协会建筑师分会建筑技术专业委员会，东南大学建筑学院，绿色建筑与建筑技术，北京：中国建筑工业出版社，2006
[3]李静，刘煜，办公建筑表皮的绿色生态改造研究，第九届全国建筑物理学术会议论文集，南京：中国建筑学会建筑物理分会，东南大学建筑学院，2004
[4]李晓东，刘彦婷，清华大学建筑学院院馆改造，世界建筑，2006（05），30～