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摘要:绿色建筑指的是生命周期内最大限度实现资源节约、环境保护、舒适健康、高效空间利用率的建筑。绿色建筑的设计理念正在建筑设计行业获得逐渐应用。本文从设计理念、技术及具体应用方面出发对绿色建筑进行了介绍。
关键词:绿色建筑;设计理念;技术;应用
1.前言
按照《绿色建筑评价标准》的定义,绿色建筑指的是能够在自身生命周期中最大程度节约资源、减少污染、保护环境,给人们提供适用、健康及高效使用空间的建筑。“绿色”指的也并非屋顶花园及立体绿化等某一具象事物,它代表着一种概念,具有更强的象征意味。这样的绿色建筑可以更为充分地利用自然环境及资源,同时不会对生态平衡造成破坏,由于它可以实现人与自然的和谐共处,所以人们又叫它生态建筑、环保建筑等。那么,目前绿色建筑在设计理念、技术与实践方面的发展情况如何呢?
2.设计理念与部分技术的落实尚有难度
设计是建筑物建立的基础,没有设计理念的作用,建筑物将缺乏灵魂。绿色建筑无疑是近些年来在理论方面炒的比较热的设计理念,但纵观目前建筑行业的现状,真正融汇并贯彻了绿色建筑理念的建筑物并不多,理念上绿色建筑正在逐渐成为主流,但从它应用情况看,它与主流的距离还比较远。另外还有一点要澄清的是,绿色建筑理念提出前存在的建筑设计,也具有一定的“绿色”意义。这是因为建筑设计原本就是从实用性向安全、美观、舒适、持久等方向逐渐发展的,并且目前的一些设计标准提到的内容很多都是绿色化的体现,比如要合理地对日照与自然通风进行利用,要选择高效水电设备,粘土实心砖被禁止使用等。可以说,某种程度上,绿色建筑理念的提出响应了建筑设计发展的时代趋势,它的关注重点在于建筑物寿命的最佳投资回报,而非初投状态下建筑性能的最大化[1]。但目前多数开发商进行投资时考虑的往往是投资利益的最大化,他们更关注建筑的静态回报程度。这也就使得绿色建筑理念较少在实践中完全融汇和落实,主要难点大致表现在如下方面:
首先,性能化的设计理念尚待普及。性能化的设计理念是绿色建筑思想比较注重的一个方面,前者的应用情况将会对后者起到重要的推动作用。性能化的设计理念重点在于定性的定量化,定量的可视化,粗放的精细化,以及建筑物在能源消耗、光热环境、运行特征、消防疏散与设备安全更换等方面的未来性能。比如传统规划设计更注重功能布局与绿化水系等,但绿色建筑却尤为注重热、风、光、声等一些舒适性指标。
其次,先进技术使用尚不规范。绿色建筑的设计理念需要一些先进技术做支持,太阳能光热、光伏发电,雨水的回收与利用,光导光纤,分项计量,节能照明,地源热泵,蓄冷蓄热等方面的技术都是绿色建筑涉及到的重要技术支持。这就对设计师提出了很高的要求,设计师需要全面了解相应技术的作用原理、使用特征、优缺点、技术参数以及使用效果,也需要琢磨如何才能够在建筑设计中更好地对这些技术加以应用。目前看来,规范应用此类先进技术还是主要难点,不过,随着一些实践案例的增加与一些相关标准的不断颁布出台,光热、光伏、地源热泵、建筑遮阳、热湿环境等都获得了使用标准及使用规范。相信不远的未来,规范化应用先进技术将不再是问题。
第三,设计流程还有待于进一步优化。传统的设计流程并不能完全满足绿色建筑的设计需求,除了传统设计知识外,建筑设计师还需要通过计算机模拟等方式满足设计环节的需要。因此,一些新的方式方法的加入必将使设计流程获得进一步优化,比如建筑物理方面的相关知识开始显示出它的重要性。很多设计过程都需要利用这方面的知识进行计量和比较,因此,它必将在未来绿色建筑设计行业的知识谱系中占有一席之地。建筑设计师们通过对这一学科知识的学习比较不同设计方案在性能上的差异,从而选择出最佳设计方案。
3.绿色建筑理念的应用
对于不同建筑来说,由于建筑功能、所处地域等方面的差异,建筑具体形态会有很大差别,但多数建筑都具有一些基本元素,如幕墙、太阳能光电装置等,以多数建筑具有的一些共性元素为例,绿色建筑理念的应用情况大致如下:
3.1双层呼吸型幕墙的应用
双层的呼吸型幕墙是绿色建筑中比较适用的类型,顾名思义,这种幕墙共有内外两层。对内层幕墙,我们可以使用段热铝合金中空玻璃,它具有较低的辐射性。外层幕墙可采用八毫米厚的单片玻璃,两层玻璃之间最好留出六十厘米宽的通道,以便进行充分的通风换气。两层玻璃之间加设电动式的百叶卷帘,夏季到来时,将百叶卷帘打开,利用对流发挥散热,冬季到来时,将通风百叶闭合,能够造成封闭的室内环境,以便室内的保温。
3.2太阳能光电装置的应用
太阳能光伏发电指的是通过太阳电池的半导体材料所产生的光伏效应把太阳光的辐射转变为电能的发电系统[2]。光伏发电的原理是半导体界面所发生的光生福特效应。安装光伏电板后,太阳能转化为电能,就可以满足建筑的部分用电需求了,像供热、制冷、照明以及机械耗能等都可以通过太阳能转化出来的电能来满足,一定程度上减轻人们对电网供电的依赖。为了保证光伏板获得更高的光电转换水平,应适当调整屋顶的倾斜角度,并按照设计用电的总功率确定光伏板的安装数量。安装时可以使用传统的钢支架来固定,并且还要具备一定的抗风性能,最好能够抵挡得住十级左右的大风。避雷装置也是不可或缺的,并能够和建筑结构紧密配合,以免防水层受到破坏。太阳能组件和屋顶间适宜保留三十厘米的距离以便空气能够正常流通。通风问题也是人们安装时应该注重的重要事项,未免通风不良造成部分位置温度过高,可以配备冷却系统,通过水流的流动带走多余的热量。
3.3太阳能光热装置的应用
太阳能集热器是比较重要的制热装置,根据建筑的不同需求确定集热器的面积后,就可着手实施安装,常规的支架方式即可。为了保障集热系统获得更好的集热性能,可以根据建筑所处地理位置的光照情况确定集热器的采光面位置,最好和太阳射入的方向保持垂直。此外,可以采用闭式呈压的方式避免热冷水温度不均衡问题。目前此方面世界知名的建筑包括印度孟买蛋形的办公楼,弗莱堡的太阳能城市以及台湾的高雄体育馆等。以弗莱堡的太阳能城市为例,该城市居民建筑屋顶都设计成了角度完美的光伏板,这些光伏板转化的太阳能能够为人们日常室温调节、光电照明等提供能量支持,同时也在城市中竖起了大大小小的遮阳伞,即使日照非常强,居民也能够享受到凉爽、舒适的夏日生活。
3.4地源热泵的应用
地源热泵指的是通过浅层的地能进行制冷及供热的新型环保能源使用系统。它能够将地下土壤中的冷量及热量转移到需要的地方。基于地下土壤非常强大的蓄冷及蓄热能力,安装地源热泵后,可以实现冬季时转移地热到室内,夏季时转移地冷到室内的过程,从而形成冷热循环的系统,促进节能减排的实现。地源热泵具有稳定可靠、高效节能、无污染、一机多用、寿命较长及节省空间等多种优势。它由机房系统、室内系统、室外系统三部分构成,室外系统需要做好地下埋管工作,安装地下换热器时,需要结合建筑的使用面积等各项因素确定埋管的数量及分布等具体内容。
4.结语
建造绿色建筑时应遵循评价标准要求,保障美观、功能、舒适、安全的前提下,以最终效果作为目标,打造与自然和谐相处的可持续建筑。同时,还要注重对建造过程及运行效果的观察、统计与记录,以便积累更多的实践案例,为未来绿色建筑的进一步推行奠定基础。
参考文献:
[1]夏麟.绿色建筑的设计理念技术与实践[J].住宅产业,2013,(8):24-26.
[2]周晓艳,刘敏.地域性绿色建筑:建筑与当地自然环境和谐共生[J].生态经济,2010,(8):188-192.
关键词:绿色建筑;设计理念;技术;应用
1.前言
按照《绿色建筑评价标准》的定义,绿色建筑指的是能够在自身生命周期中最大程度节约资源、减少污染、保护环境,给人们提供适用、健康及高效使用空间的建筑。“绿色”指的也并非屋顶花园及立体绿化等某一具象事物,它代表着一种概念,具有更强的象征意味。这样的绿色建筑可以更为充分地利用自然环境及资源,同时不会对生态平衡造成破坏,由于它可以实现人与自然的和谐共处,所以人们又叫它生态建筑、环保建筑等。那么,目前绿色建筑在设计理念、技术与实践方面的发展情况如何呢?
2.设计理念与部分技术的落实尚有难度
设计是建筑物建立的基础,没有设计理念的作用,建筑物将缺乏灵魂。绿色建筑无疑是近些年来在理论方面炒的比较热的设计理念,但纵观目前建筑行业的现状,真正融汇并贯彻了绿色建筑理念的建筑物并不多,理念上绿色建筑正在逐渐成为主流,但从它应用情况看,它与主流的距离还比较远。另外还有一点要澄清的是,绿色建筑理念提出前存在的建筑设计,也具有一定的“绿色”意义。这是因为建筑设计原本就是从实用性向安全、美观、舒适、持久等方向逐渐发展的,并且目前的一些设计标准提到的内容很多都是绿色化的体现,比如要合理地对日照与自然通风进行利用,要选择高效水电设备,粘土实心砖被禁止使用等。可以说,某种程度上,绿色建筑理念的提出响应了建筑设计发展的时代趋势,它的关注重点在于建筑物寿命的最佳投资回报,而非初投状态下建筑性能的最大化[1]。但目前多数开发商进行投资时考虑的往往是投资利益的最大化,他们更关注建筑的静态回报程度。这也就使得绿色建筑理念较少在实践中完全融汇和落实,主要难点大致表现在如下方面:
首先,性能化的设计理念尚待普及。性能化的设计理念是绿色建筑思想比较注重的一个方面,前者的应用情况将会对后者起到重要的推动作用。性能化的设计理念重点在于定性的定量化,定量的可视化,粗放的精细化,以及建筑物在能源消耗、光热环境、运行特征、消防疏散与设备安全更换等方面的未来性能。比如传统规划设计更注重功能布局与绿化水系等,但绿色建筑却尤为注重热、风、光、声等一些舒适性指标。
其次,先进技术使用尚不规范。绿色建筑的设计理念需要一些先进技术做支持,太阳能光热、光伏发电,雨水的回收与利用,光导光纤,分项计量,节能照明,地源热泵,蓄冷蓄热等方面的技术都是绿色建筑涉及到的重要技术支持。这就对设计师提出了很高的要求,设计师需要全面了解相应技术的作用原理、使用特征、优缺点、技术参数以及使用效果,也需要琢磨如何才能够在建筑设计中更好地对这些技术加以应用。目前看来,规范应用此类先进技术还是主要难点,不过,随着一些实践案例的增加与一些相关标准的不断颁布出台,光热、光伏、地源热泵、建筑遮阳、热湿环境等都获得了使用标准及使用规范。相信不远的未来,规范化应用先进技术将不再是问题。
第三,设计流程还有待于进一步优化。传统的设计流程并不能完全满足绿色建筑的设计需求,除了传统设计知识外,建筑设计师还需要通过计算机模拟等方式满足设计环节的需要。因此,一些新的方式方法的加入必将使设计流程获得进一步优化,比如建筑物理方面的相关知识开始显示出它的重要性。很多设计过程都需要利用这方面的知识进行计量和比较,因此,它必将在未来绿色建筑设计行业的知识谱系中占有一席之地。建筑设计师们通过对这一学科知识的学习比较不同设计方案在性能上的差异,从而选择出最佳设计方案。
3.绿色建筑理念的应用
对于不同建筑来说,由于建筑功能、所处地域等方面的差异,建筑具体形态会有很大差别,但多数建筑都具有一些基本元素,如幕墙、太阳能光电装置等,以多数建筑具有的一些共性元素为例,绿色建筑理念的应用情况大致如下:
3.1双层呼吸型幕墙的应用
双层的呼吸型幕墙是绿色建筑中比较适用的类型,顾名思义,这种幕墙共有内外两层。对内层幕墙,我们可以使用段热铝合金中空玻璃,它具有较低的辐射性。外层幕墙可采用八毫米厚的单片玻璃,两层玻璃之间最好留出六十厘米宽的通道,以便进行充分的通风换气。两层玻璃之间加设电动式的百叶卷帘,夏季到来时,将百叶卷帘打开,利用对流发挥散热,冬季到来时,将通风百叶闭合,能够造成封闭的室内环境,以便室内的保温。
3.2太阳能光电装置的应用
太阳能光伏发电指的是通过太阳电池的半导体材料所产生的光伏效应把太阳光的辐射转变为电能的发电系统[2]。光伏发电的原理是半导体界面所发生的光生福特效应。安装光伏电板后,太阳能转化为电能,就可以满足建筑的部分用电需求了,像供热、制冷、照明以及机械耗能等都可以通过太阳能转化出来的电能来满足,一定程度上减轻人们对电网供电的依赖。为了保证光伏板获得更高的光电转换水平,应适当调整屋顶的倾斜角度,并按照设计用电的总功率确定光伏板的安装数量。安装时可以使用传统的钢支架来固定,并且还要具备一定的抗风性能,最好能够抵挡得住十级左右的大风。避雷装置也是不可或缺的,并能够和建筑结构紧密配合,以免防水层受到破坏。太阳能组件和屋顶间适宜保留三十厘米的距离以便空气能够正常流通。通风问题也是人们安装时应该注重的重要事项,未免通风不良造成部分位置温度过高,可以配备冷却系统,通过水流的流动带走多余的热量。
3.3太阳能光热装置的应用
太阳能集热器是比较重要的制热装置,根据建筑的不同需求确定集热器的面积后,就可着手实施安装,常规的支架方式即可。为了保障集热系统获得更好的集热性能,可以根据建筑所处地理位置的光照情况确定集热器的采光面位置,最好和太阳射入的方向保持垂直。此外,可以采用闭式呈压的方式避免热冷水温度不均衡问题。目前此方面世界知名的建筑包括印度孟买蛋形的办公楼,弗莱堡的太阳能城市以及台湾的高雄体育馆等。以弗莱堡的太阳能城市为例,该城市居民建筑屋顶都设计成了角度完美的光伏板,这些光伏板转化的太阳能能够为人们日常室温调节、光电照明等提供能量支持,同时也在城市中竖起了大大小小的遮阳伞,即使日照非常强,居民也能够享受到凉爽、舒适的夏日生活。
3.4地源热泵的应用
地源热泵指的是通过浅层的地能进行制冷及供热的新型环保能源使用系统。它能够将地下土壤中的冷量及热量转移到需要的地方。基于地下土壤非常强大的蓄冷及蓄热能力,安装地源热泵后,可以实现冬季时转移地热到室内,夏季时转移地冷到室内的过程,从而形成冷热循环的系统,促进节能减排的实现。地源热泵具有稳定可靠、高效节能、无污染、一机多用、寿命较长及节省空间等多种优势。它由机房系统、室内系统、室外系统三部分构成,室外系统需要做好地下埋管工作,安装地下换热器时,需要结合建筑的使用面积等各项因素确定埋管的数量及分布等具体内容。
4.结语
建造绿色建筑时应遵循评价标准要求,保障美观、功能、舒适、安全的前提下,以最终效果作为目标,打造与自然和谐相处的可持续建筑。同时,还要注重对建造过程及运行效果的观察、统计与记录,以便积累更多的实践案例,为未来绿色建筑的进一步推行奠定基础。
参考文献:
[1]夏麟.绿色建筑的设计理念技术与实践[J].住宅产业,2013,(8):24-26.
[2]周晓艳,刘敏.地域性绿色建筑:建筑与当地自然环境和谐共生[J].生态经济,2010,(8):188-192.