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摘要:低碳理念作为绿色建筑设计的重要内容之一,可有效地提高建筑的耐久性以及节能。文章分析了如何采取低碳理念来发展绿色建筑,同时提出如何充分利用建筑中的低碳有利因素以及需考虑的不利因素,并结合工程实际情况指出了低碳理念在绿色建筑设计中综合利用的实例;为了达到绿色建筑设计要求,提出绿色建筑诠释低碳理念的技术手段,旨在能推广低碳理念在绿色建筑设计中的应用。
关键词:建筑设计;绿色建筑;低碳理念;建筑保温材料;建筑物体形系数
中图分类号:TU201
文献标识码:A
文章编号:1009-2374(2011)22-0094-02
一、低碳理念在绿色建筑中的实现原则
为了能有效地使建筑物充分利用低碳理念,从而达到较好的绿色节能效果,应充分把握绿色建筑的低碳理念设计原则,使建筑物尽可能地满足低碳理念,从而达到事半功倍的节能效果。笔者结合实践,总结了对建筑进行绿色设计时应掌握的低碳理念原则如下:
1.充分利用再生能源。低碳理念的根本核心就是要节能,因此为了把低碳理念在建筑中得到实现,就是要充分利用可再生能源,如太阳能、风能、地热能在建筑中的利用,各类型的地下或者半地下的覆土建筑都充分利用了地热能,使建筑在不消耗能源的前提下同样具有冬暖夏凉、坚固耐用的优点。
2.应使建筑物具有良好的朝向以及保证建筑物具有适当的间距。当建筑物具有良好的朝向时,可有效地利用太阳能,达到节能和杀菌效果。对于建筑物的朝向应不让建筑物大面积外表面朝向冬季主导方向,以减少对流换热损失。
3.选取有效的建筑体形以及平面形式,可有助于获取更好的空气流通,从而折省制冷与制暖的能力,有效实现建筑物的低碳。而建筑体型主要通过建筑物的体形系数(s)来把握,而且建筑物的体形系数对于不同地区以及建筑层数的不同有不同的要求,见表1:
4.应当提高建筑物的保温性能,从而使建筑物具有良好的热工性能,有效减小建筑物内能量的耗散。因此在进行建筑的绿色设计时,建筑物的围护结构的总热阻不低于最小热阻,以能有效地控制内表面温度;同时应具有一定的热稳定性,避免潮湿、防止壁内产生冷凝。
5.建筑物的窗墙比等对建筑物的耗热都会产生较大的影响。因此,适当地减小建筑物的窗墙比以及加强建筑物的密闭性,可有效地避免出现冷风渗透的不利影响现象。对于避免冷风渗透,目前可采取的有效途径是通过增加建筑物的密闭性,例如可减少建筑物的门窗洞口,减少薄弱环节,如设置门斗、使门洞避开主导风向。
二、低碳理念在建筑设计中综合处理技术
结合上述低碳理念在建筑设计中的实现原则,在进行建筑设计时,应当充分结合低碳理念。
1.应有效地利用太阳能保温措施,从节约能源的角度考虑,太阳能属于是一种洁净、可再生的能源,将其作为采暖能源,可以节约常规能源,保护自然生态环境,真正实现了低碳。另外,从卫生角度考虑,太阳辐射中的短波成分具有杀菌防腐作用,室内有充足的日照对人体健康非常有利。
2.对于有阳光问与主体房间相邻情况,阳光问不但有很大的窗口其地面也是蓄热体,阳光通过玻璃照射到蓄热体上储存热量,从而提高室内温度,而主体房间是通过与阳光问相邻的墙或窗获得热量。夜问用保温窗帘将阳光问与主体间隔开。另外,为了有效地防止阳光间夏季过热,在窗上方应有可调节的排气孔和遮阳措施。
3.当建筑物具有良好的朝向时,对于南向大窗口,冬季白天使大量阳光透入,夜问则用专门的保温板遮挡窗口。室内地面需用蓄热能力大的材料,如砖或混凝土等做成,在白天吸热并储存热量,夜间不断向室内释放,使室内维持一定温度,其他朝向的各面围护结构则尽量加强保温,减少热量散失。
4.当条件限制而不能避开主导风向,则应在迎风面上尽量少开门窗,同时建筑应当充分利用周围自然条件挡风。
5.建筑的热特性应适合其使用性质,对于全天使用的房间应有较大的热稳定性,以防室外温度下降或间断供热时;对于只有白天使用的房间,则应在开始供热后,室温能较快的上升到所需的标准。而对于室外气温昼夜波动,为了让室内热环境能维持所需的标准,在供热方式供热的间歇时间不宜太长,以防夜间温度达不到基本的热舒适标准。
三、绿色建筑设计
通过以上的深入分析可表明,要充分把低碳理念应用到绿色建筑中,主要的实现途径一是建筑设计时充分利用到可再生能源,从而折省建筑中能源的投入;二是建筑设计中应充分考虑到保温问题,从而减小建筑的能耗。以下将针对这两个主要途径来提出低碳理念在建筑中的实施。
1.可再生能源在建筑中的使用方案。太阳能是应用在建筑中的最主要方式,在建筑中利用太阳能的方式主要有主动式和被动式。主动式太阳能在运行过程中,需要机械动力的驱动,才能达到采暖和制冷的目的。而被动式的太阳能则是利用建筑构件通过自然方式收集和传送日辐射热量,不需机械动力。对于常采用的集热蓄热墙式通过透光玻璃外罩和蓄热墙体组成,其问留有空气问层,同时在墙体的下部和上部设有进出风口。如图1所示:
2.建筑保温方案。通过对建筑进行保温设计是减小建筑能源耗散的主要措施。为了达到建筑的低碳理念,常见的建筑绿色设计的保温方案如下:
(1)采取单一材料的保温设计方案。这种设计方案所采用的保温材料,其保温性能比较高;由于其保温材料不起承重作用,可选择的灵活性比较大。例如加气混凝土砌块墙体或轻型空心砌块墙体,这种保温设计适合非承重结构的填充墙保温要求。
(2)承载材料和保温材料相结合的保温设计方案。这种方案特点是构造比较简单,施工也很方便。在保温材料方面应选取导热系数比较小,材料强度又要满足承载要求,同时又要有足够的耐久性。例如,钢筋混凝土墙体或砌体结构墙体,内侧做水泥珍珠岩砂浆保温层,再做2mm厚的纸筋灰罩面装饰层。这种保温设计,可适合外墙承载结构的墙体保温。
(3)混合做法的保温设计方案。对于单独采用某一种构造做法仍不能满足保温要求时,或者为了要满足建筑保温要求而造成技术经济上不合理时,可采用混合做法的保温设计方案。既有实体材料的保温层,又有封闭空气间层和承载结构的外墙,其具有较好的保温性能,尤其重点应用于在热工要求较高的建筑物外墙中。
(4)预制外墙板间连接节点的保温设计。考虑到外围护墙板的保温要求,对于预制外墙板在板厚度的中部加设50-lOOmm厚度的高热阻保温材料,可有效地解决外墙板的主体部分的保温问题。但在相邻两块预制外墙板的连接节点处,由于现场处理结构连接的需要,此处不可能做成具有保温功能的复合墙板形式,对于这种节点连接处较易形成“冷桥”,必须在现场对其进行特殊的保温构造处理。
(5)墙体常见传热异常部位的保温设计。建筑中的钢筋混凝土梁、过梁等构件,较易形成“冷桥”。为了避免这些“冷桥”部位散失过多的室内热量以及其内表面可能出现的结露现象,应在这些部位采取局部保温构造措施。
四、结论
本文结合了笔者设计实践经验,对采取低碳理念来发展绿色建筑进行了深入探讨,提出了如何充分利用建筑中的低碳有利因素,同时结合工程实际情况,指出低碳理念在绿色建筑设计中综合利用的实例;为了达到绿色建筑设计要求,提出有效的低碳方案选择,可有效地推广低碳理念在绿色建筑设计中的应用。
参考文献
[1]高泉平.低碳理念下绿色建筑的经济效益分析[J]武汉
理工大学学报,2010,33(8).
[2]刘启波.低碳绿色理念下高速公路服务区建筑设计的探
讨[A].低碳陕西学术研讨会论文集,2010.
[3]林宇.绿色建筑低碳城市——关于上海世博会绿色建筑
设计理念的思考[J].大众科技,2010,31(10).
[4]赵志国.中国用绿色建筑阐释低碳理念[J].中华建筑报,
2010,26(3).
责任编辑 陈倩
关键词:建筑设计;绿色建筑;低碳理念;建筑保温材料;建筑物体形系数
中图分类号:TU201
文献标识码:A
文章编号:1009-2374(2011)22-0094-02
一、低碳理念在绿色建筑中的实现原则
为了能有效地使建筑物充分利用低碳理念,从而达到较好的绿色节能效果,应充分把握绿色建筑的低碳理念设计原则,使建筑物尽可能地满足低碳理念,从而达到事半功倍的节能效果。笔者结合实践,总结了对建筑进行绿色设计时应掌握的低碳理念原则如下:
1.充分利用再生能源。低碳理念的根本核心就是要节能,因此为了把低碳理念在建筑中得到实现,就是要充分利用可再生能源,如太阳能、风能、地热能在建筑中的利用,各类型的地下或者半地下的覆土建筑都充分利用了地热能,使建筑在不消耗能源的前提下同样具有冬暖夏凉、坚固耐用的优点。
2.应使建筑物具有良好的朝向以及保证建筑物具有适当的间距。当建筑物具有良好的朝向时,可有效地利用太阳能,达到节能和杀菌效果。对于建筑物的朝向应不让建筑物大面积外表面朝向冬季主导方向,以减少对流换热损失。
3.选取有效的建筑体形以及平面形式,可有助于获取更好的空气流通,从而折省制冷与制暖的能力,有效实现建筑物的低碳。而建筑体型主要通过建筑物的体形系数(s)来把握,而且建筑物的体形系数对于不同地区以及建筑层数的不同有不同的要求,见表1:
4.应当提高建筑物的保温性能,从而使建筑物具有良好的热工性能,有效减小建筑物内能量的耗散。因此在进行建筑的绿色设计时,建筑物的围护结构的总热阻不低于最小热阻,以能有效地控制内表面温度;同时应具有一定的热稳定性,避免潮湿、防止壁内产生冷凝。
5.建筑物的窗墙比等对建筑物的耗热都会产生较大的影响。因此,适当地减小建筑物的窗墙比以及加强建筑物的密闭性,可有效地避免出现冷风渗透的不利影响现象。对于避免冷风渗透,目前可采取的有效途径是通过增加建筑物的密闭性,例如可减少建筑物的门窗洞口,减少薄弱环节,如设置门斗、使门洞避开主导风向。
二、低碳理念在建筑设计中综合处理技术
结合上述低碳理念在建筑设计中的实现原则,在进行建筑设计时,应当充分结合低碳理念。
1.应有效地利用太阳能保温措施,从节约能源的角度考虑,太阳能属于是一种洁净、可再生的能源,将其作为采暖能源,可以节约常规能源,保护自然生态环境,真正实现了低碳。另外,从卫生角度考虑,太阳辐射中的短波成分具有杀菌防腐作用,室内有充足的日照对人体健康非常有利。
2.对于有阳光问与主体房间相邻情况,阳光问不但有很大的窗口其地面也是蓄热体,阳光通过玻璃照射到蓄热体上储存热量,从而提高室内温度,而主体房间是通过与阳光问相邻的墙或窗获得热量。夜问用保温窗帘将阳光问与主体间隔开。另外,为了有效地防止阳光间夏季过热,在窗上方应有可调节的排气孔和遮阳措施。
3.当建筑物具有良好的朝向时,对于南向大窗口,冬季白天使大量阳光透入,夜问则用专门的保温板遮挡窗口。室内地面需用蓄热能力大的材料,如砖或混凝土等做成,在白天吸热并储存热量,夜间不断向室内释放,使室内维持一定温度,其他朝向的各面围护结构则尽量加强保温,减少热量散失。
4.当条件限制而不能避开主导风向,则应在迎风面上尽量少开门窗,同时建筑应当充分利用周围自然条件挡风。
5.建筑的热特性应适合其使用性质,对于全天使用的房间应有较大的热稳定性,以防室外温度下降或间断供热时;对于只有白天使用的房间,则应在开始供热后,室温能较快的上升到所需的标准。而对于室外气温昼夜波动,为了让室内热环境能维持所需的标准,在供热方式供热的间歇时间不宜太长,以防夜间温度达不到基本的热舒适标准。
三、绿色建筑设计
通过以上的深入分析可表明,要充分把低碳理念应用到绿色建筑中,主要的实现途径一是建筑设计时充分利用到可再生能源,从而折省建筑中能源的投入;二是建筑设计中应充分考虑到保温问题,从而减小建筑的能耗。以下将针对这两个主要途径来提出低碳理念在建筑中的实施。
1.可再生能源在建筑中的使用方案。太阳能是应用在建筑中的最主要方式,在建筑中利用太阳能的方式主要有主动式和被动式。主动式太阳能在运行过程中,需要机械动力的驱动,才能达到采暖和制冷的目的。而被动式的太阳能则是利用建筑构件通过自然方式收集和传送日辐射热量,不需机械动力。对于常采用的集热蓄热墙式通过透光玻璃外罩和蓄热墙体组成,其问留有空气问层,同时在墙体的下部和上部设有进出风口。如图1所示:
2.建筑保温方案。通过对建筑进行保温设计是减小建筑能源耗散的主要措施。为了达到建筑的低碳理念,常见的建筑绿色设计的保温方案如下:
(1)采取单一材料的保温设计方案。这种设计方案所采用的保温材料,其保温性能比较高;由于其保温材料不起承重作用,可选择的灵活性比较大。例如加气混凝土砌块墙体或轻型空心砌块墙体,这种保温设计适合非承重结构的填充墙保温要求。
(2)承载材料和保温材料相结合的保温设计方案。这种方案特点是构造比较简单,施工也很方便。在保温材料方面应选取导热系数比较小,材料强度又要满足承载要求,同时又要有足够的耐久性。例如,钢筋混凝土墙体或砌体结构墙体,内侧做水泥珍珠岩砂浆保温层,再做2mm厚的纸筋灰罩面装饰层。这种保温设计,可适合外墙承载结构的墙体保温。
(3)混合做法的保温设计方案。对于单独采用某一种构造做法仍不能满足保温要求时,或者为了要满足建筑保温要求而造成技术经济上不合理时,可采用混合做法的保温设计方案。既有实体材料的保温层,又有封闭空气间层和承载结构的外墙,其具有较好的保温性能,尤其重点应用于在热工要求较高的建筑物外墙中。
(4)预制外墙板间连接节点的保温设计。考虑到外围护墙板的保温要求,对于预制外墙板在板厚度的中部加设50-lOOmm厚度的高热阻保温材料,可有效地解决外墙板的主体部分的保温问题。但在相邻两块预制外墙板的连接节点处,由于现场处理结构连接的需要,此处不可能做成具有保温功能的复合墙板形式,对于这种节点连接处较易形成“冷桥”,必须在现场对其进行特殊的保温构造处理。
(5)墙体常见传热异常部位的保温设计。建筑中的钢筋混凝土梁、过梁等构件,较易形成“冷桥”。为了避免这些“冷桥”部位散失过多的室内热量以及其内表面可能出现的结露现象,应在这些部位采取局部保温构造措施。
四、结论
本文结合了笔者设计实践经验,对采取低碳理念来发展绿色建筑进行了深入探讨,提出了如何充分利用建筑中的低碳有利因素,同时结合工程实际情况,指出低碳理念在绿色建筑设计中综合利用的实例;为了达到绿色建筑设计要求,提出有效的低碳方案选择,可有效地推广低碳理念在绿色建筑设计中的应用。
参考文献
[1]高泉平.低碳理念下绿色建筑的经济效益分析[J]武汉
理工大学学报,2010,33(8).
[2]刘启波.低碳绿色理念下高速公路服务区建筑设计的探
讨[A].低碳陕西学术研讨会论文集,2010.
[3]林宇.绿色建筑低碳城市——关于上海世博会绿色建筑
设计理念的思考[J].大众科技,2010,31(10).
[4]赵志国.中国用绿色建筑阐释低碳理念[J].中华建筑报,
2010,26(3).
责任编辑 陈倩