前言:本站為你精心整理了現代綠色建筑節(jié)能設計應用范文,希望能為你的創(chuàng)作提供參考價值,我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文,歡迎咨詢。
摘要:現代建筑行業(yè)的高速發(fā)展給地球帶來了巨大的負荷,在滿足可持續(xù)發(fā)展的社會要求下,推進現代綠色建筑的建設,發(fā)展建筑節(jié)能設計刻不容緩。通過了解綠色建筑節(jié)能設計的發(fā)展意義,以現代綠色建筑節(jié)能設計的基本原則為基礎,分析我國現代綠色建筑節(jié)能設計中面臨的問題,提出從自然能源、建筑設計、規(guī)劃設計方案3個層面進行現代綠色建筑節(jié)能設計的應用策略,促使現代綠色建筑的行業(yè)發(fā)展。
關鍵詞:現代建筑;綠色建筑;節(jié)能設計;應用策略
0引言
現代建筑的設計思路,已經從追求表面上的高質、高量,轉至科學運用自然能源,開展綠色環(huán)保設計的層面。此種理念既符合時代發(fā)展需求,又可以為使用者創(chuàng)造出回歸自然的生活、工作條件。
1發(fā)展綠色建筑節(jié)能設計的意義
根據UNEP(聯合國環(huán)境署)2020年全球建筑和施工狀況報告,2019年建筑和建設行業(yè)占全球總能源使用量的35%,占與能源相關的CO2排放量的38%。因此,建筑成為了全球能源消耗的主要貢獻者,降低建筑業(yè)的能源消耗,減輕建筑業(yè)造成的生態(tài)環(huán)境污染,對實行我國碳中和戰(zhàn)略起著至關重要的作用。推進現代建筑的節(jié)能設計,發(fā)展綠色建筑對現代社會的可持續(xù)發(fā)展有重大意義。發(fā)展綠色建筑的節(jié)能設計,不僅可以高效地利用資源,通過可再生資源的使用來降低生活熱源的成本,也可以通過建筑材料的循環(huán)使用來達到降低建筑成本及環(huán)境成本的作用,而且極大地拓寬了建筑材料的選擇范圍,對新型材料的研發(fā)起到推動作用,大大緩解地球溫室效應產生的壓力,也極大地保護了其他資源。
2現代綠色建筑節(jié)能設計的基本原則
2.1和諧性原則
為促進人與自然、人與社會的和諧發(fā)展,在進行現代建筑節(jié)能設計時應遵循和諧性原則,在設計過程中堅持因地制宜的設計理念,充分利用周圍環(huán)境的資源條件,保證建筑與當地環(huán)境的整體性。只有人類建筑實踐活動遵守生物因素和地理因素相互聯系的規(guī)律,才能達到節(jié)約資源和可持續(xù)發(fā)展的目的,使建筑物真正變得安全、節(jié)能、舒適,與周圍環(huán)境和諧共處。
2.2現代化原則
綠色建筑在當代科技迅速發(fā)展的大時代環(huán)境下應運而生,在這樣的社會條件下,綠色建筑節(jié)能設計要符合現代化的基本原則。但這并不與傳統(tǒng)本土建筑相對立,而是在繼承和保護傳統(tǒng)地域建筑及其技術的基礎上,采用創(chuàng)新材料和技術策略,滿足時代發(fā)展的需求,為綠色建筑增添新的活力,通過現代技術實現人與自然、技術與文化的共生。
2.3低耗能原則
綠色建筑的主旨便是在保障使用者的安全舒適下,實現能源的高效利用,最大程度地減少能量的消耗。建筑行業(yè)一直占據高投入、高消耗的行業(yè)前列,不符合現代可持續(xù)發(fā)展的趨勢,只有將綠色可持續(xù)發(fā)展理念完全融入建筑建設的每一個環(huán)節(jié),才能更好地實現真正的資源有效利用,例如在進行建筑外立面設計時,可以考慮利用當地的建設材料,既能減少資源消耗又實現經濟利益的最大化。
3存在的問題
3.1可再生能源利用率低
到2020年,我國的一次能源消費依然是煤炭占主導,城市的能源供給主要來自煤炭,新能源的利用仍舊不高,意味著能源結構調整是我國發(fā)展正面臨的重要任務之一,必須減少對石化能源的需求,降低對煤電的依賴,推進節(jié)能減排,向部分發(fā)達國家學習,大力開發(fā)新能源和可再生資源,積極利用風、水、太陽能等支持建筑行業(yè)的綠色設計發(fā)展。
3.2創(chuàng)新節(jié)能技術及節(jié)能材料應用少
目前建筑行業(yè)參與綠色建筑建設的積極性并不高,使綠色建筑節(jié)能技術的研發(fā)速度很慢,相關的科技創(chuàng)新技術很少,關鍵節(jié)能技術得不到開展,直接影響到綠色建筑的實現,導致綠色建筑的發(fā)展跟不上城市化的步伐。而改變傳統(tǒng)高能耗建筑材料則將從源頭減少建筑的能耗,節(jié)能環(huán)保材料不僅可以減少對不再生資源的使用,而且將改善使用者的空間體驗感,將地球的負荷降到最小。因此,應加大對創(chuàng)新節(jié)能技術和節(jié)能建筑材料的投入,才能加快綠色建筑的建設進程。
3.3沒有融入綠色設計理念
在綠色建筑的項目實施過程中,從前期設計到項目施工都應融入綠色建筑的設計理念,將節(jié)能環(huán)保貫徹到整個建設過程中。但設計人員在進行建筑設計時,并未實地考察,就無法了解當地的環(huán)境自然條件,不僅使建筑在周圍環(huán)境中顯得突兀,而且無法充分利用當地的氣候條件,既影響建筑的采光或通風效果,又加大后期對建筑設備的耗能,降低了使用者對生活、工作感受的滿意度。
4現代綠色建筑節(jié)能設計的應用策略
4.1從自然能源的運用層面進行節(jié)能
現代建筑綠色節(jié)能設計的核心思路在于充分運用自然能源。使建筑的空間設計具備“生態(tài)屬性”,充分運用可再生能源,使可持續(xù)發(fā)展理念得到實踐。比如在進行建筑暖通、光照系統(tǒng)、空調系統(tǒng)設計時,可以充分運用太陽能資源、風能資源、地熱能資源等,通過自然調節(jié),即可滿足消費者需求。如太陽能熱水器,通過太陽能電池板,即可將可再生的太陽能資源轉化為熱能,達到加熱水的目的。隨著技術的發(fā)展,除了熱水器外,在建筑的頂層及部分墻體表面,可以鋪設太陽能板和太陽能管道,目的在于將太陽能轉化為熱能后,儲存在器件中,在特定時候,可以成為建筑的輔助熱能,從而降低電力資源的消耗。
4.2從建筑設計層面進行節(jié)能
4.2.1圍護結構設計。圍護結構節(jié)能技術指通過改善建筑物圍護結構的熱工性能,達到夏季隔熱、冬季保溫,使建筑物室內溫度盡可能達到人體的舒適溫度,以減少通過輔助設備達到合理舒適室溫所產生的負荷,最終達到節(jié)能目標。雙層幕墻就以其豐富的美學效果和生態(tài)節(jié)能的理念在綠色建筑中應用日益廣泛,通常由外層幕墻、熱通道和內層幕墻構成,且在熱通道內能夠形成空氣有序流動的建筑幕墻,具有通風換氣、隔熱、隔聲、節(jié)能環(huán)保功能,使室內生活環(huán)境與室外自然環(huán)境達到完美融合[1]。
4.2.2室內環(huán)境設計。現代綠色建筑在進行室內照明設計時常用智能照明系統(tǒng),可以做到有人時自動識別光線和冷暖需求,在光線充足時只開空調不開燈,無人時自動關閉。通風設計則可通過合理的建筑及室內空間設計,充分利用自然通風排除室內不新鮮的空氣,從而達到通風節(jié)能的目的。如被動式綠色建筑常采用自然通風,它不僅可以降低建筑物夏季輔助設備的能耗,也可以改善室內空氣質量。以上海市的綠地集團總部大樓為例,其所有天窗的可開啟面積達到了41%,所有幕墻的可開啟面積大于13%,因基地鄰近黃浦江邊,在亞熱帶海洋性季風氣候作用下,在過渡性季節(jié)也能夠引導建筑室內通風[2]。
4.2.3建筑材料選擇。圍繞“綠色、節(jié)能、環(huán)?!钡冗M行建筑設計時,不應盲目追求價格昂貴的材料,應該基于科學分析,選擇材料時應評估資源的消耗量(見圖1),選擇資源消耗少、可集約化生產的建筑材料。比如建筑施工時可以選用硅酸鹽混凝土、含硫石膏等。此類材料通過科學方法,將煤炭等化石資源充分燃燒之后產生的含硫化合物、二氧化碳等加以處理,制作成與普通石膏、混凝土性能相近的材料。應用此類工藝,不僅極大地降低了天然石膏的開采率,還有效保護了不可再生資源。此外,使用含硫混凝土等材料,還可以使建筑具備一定的生態(tài)屬性,讓消費者仿佛置身于天然環(huán)境之中。
4.3從規(guī)劃設計方案層面進行節(jié)能
現代建筑多為高層建筑,采用此種設計理念的根本目的在于提升土地資源利用率。在保證此項目標不變的前提下,還應合理規(guī)劃設計方案,降低后續(xù)使用過程的資源消耗率。本文提到的充分運用風能資源,可以在夏季炎熱天氣發(fā)揮重要作用,弱化空調、電風扇等電力設備的存在價值。假設在一個單元、4戶型的高層建筑中,東西2個邊緣為大戶型,同時設有南北陽臺或臥室,在高溫天氣時,如果有自然風流經,將會產生“過堂風”,能夠充分調節(jié)室內溫度。但夾在2個大戶型中間的小戶型,往往只具備單一方向的陽臺或者臥室,無法形成對流風向,為了應對夏季高溫,選擇此戶型的消費者必然開空調或者電扇?;诖?,設計人員應該盡可能地調整小戶型房間的結構,使其在南北兩面都具備“空氣開口”(比如在防盜門上方設置小型窗戶,由內部開啟,既可以保證室內安全,又能夠形成“過堂風”)[3]。
5結語
發(fā)展現代綠色建筑的節(jié)能設計能夠減少對地球自然資源的消耗,在一定程度上,實現可持續(xù)發(fā)展的目標。相關人員在設計過程中,應融入綠色環(huán)保的設計理念,充分把握建筑與自然環(huán)境、人文環(huán)境的和諧性,符合現代化的發(fā)展需求,重視對資源的高效利用,給使用者創(chuàng)造一個安全舒適的生活環(huán)境。盡管當前的綠色建筑設計還存在不少問題,但隨著國家對節(jié)能環(huán)保設計的關注,相關行政法規(guī)的不斷完善,以及人們綠色環(huán)保意識的普遍覺醒,將促使我國綠色建筑建設走上更明確、更清晰的發(fā)展道路,從各個層面進行節(jié)能設計,將綠色建筑的環(huán)保理念融會貫通,發(fā)展以綠色建筑為主流的城市建設。
作者:黃鈺茹 王錫琴 單位:成都大學建筑與土木工程學院