支撑绿色建筑的技术分析

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇支撑绿色建筑的技术分析范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要： 本文全面的介绍、分析了建筑设计密切相关的支撑绿色建筑的技术，包含低技术与高技术，重点分析了现在盛行的几种高技术的技术特点与重要节点构造。同时，作者提出如何使绿色建筑设计因地制宜、针对当地的气候特点创造出技术和艺术完美结合的建筑语言的一些建议。

关键字：绿色建筑高技术 低技术

中图分类号：TU198文献标识码： A

究竟什么是绿色建筑？《绿色建筑评价标准》中的定义是指在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。主要包含三点，一是节源，二是环保，三是健康。节源与环保其实是二位一体的因果关系，健康是标准，不能因为节能而降低健康与舒适度的标准，当然舒适度标准是适度不是奢华。为鼓励具有远见的开发商、业主积极参与绿色建筑事业，但是反对一些开发商投机取巧，以绿色建筑为幌子，打概念牌。建设部了《绿色建筑评价标识管理办法》及《绿色建筑评价技术细则》。业主可据此申请绿色建筑评估认证。

绿色建筑的实现需要八个体系的技术的支撑，分别是护结构系统；太阳辐射的利用与控制系统；自然通风与采光的利用；可再生能源的利用；高舒适度、低能耗的室内环境控制系统；降低噪声的技术与构造系统；水资源循环利用系统；提供高舒适度的其他技术系统如人工智能。

支撑绿色建筑的技术有低技与高技之分。所谓低技术不是指低效技术，通常指常规的、经多年使用后证明经济实用的技术，如建筑设计时通注重于地域和气候特点，选择良好朝向、合理组织自然通风、合理设计天井解决大体量建筑采光通风问题、合理设计遮阳隔热，利用绿化防热、设计下沉庭院解决地下室通风防潮问题，架空地板、隔热屋顶等构造处理技术、雨水收集作为绿化浇灌用水与消防用水等。 “高技术”是一个相对的概念，高技术建筑也是处于不断的运动发展之中，永远是相对而言的，现今比较盛行的高技术有如下几种：高效外墙外保温技术（如图1所示透明隔热墙）；双层皮玻璃幕墙系统（如图2）；光伏建筑一体化（见图3、图4）；太阳能集成屋面（图5）；可调遮阳技术（图6，图7，图8）；可呼吸幕墙（图9）；高效门窗系统与构造技术；太阳光导入技术；置换式全新风系统；中央吸尘系统；地板辐射采暖制冷系统；能量活性建筑基础与地源热泵系统；同层排水系统；中水循环及雨水回收再生利用系统；智能楼宇自控系统；后面几种因为基本上是纯技术系统，与建筑设计结合不紧密，只要技术本身足够成熟，可全面推广使用，不作详细说明。

1.透明隔热墙简称TIW（transparent insulation），由保护玻璃、遮阳卷帘、TIM层、空气间层、吸热面层和结构墙体组成，空腔内的遮阳卷帘可调节抵达墙面的太阳辐射量，同时也增强夜间的保温性能，真正做到冬暖夏凉。TIW与通过窗户的直接得热结合起来，就可得到日夜较稳定的太阳能供暖。据统计使用TIM的建筑，已能完全或部分地取消常规采暖，深色的表面在TIM后面，故使建筑立面的艺术效果也得到了改善。

图1 透明隔热墙原理（上）与应用TIW的德国Windberg青年教育中心（下）

2.双层皮玻璃幕墙（Double-Skin Façade，简称DSF）也称为智能型玻璃幕墙系统，主要解决大面积玻璃幕墙建筑在夏季出现过热、高层建筑自然通风组织困难以及外遮阳维修清洗困等难问题。其做法是在双层玻璃幕墙增加可调节遮阳帘。夏季利用遮阳与夹层通风将过多的太阳辐射热排走，从而减少建筑物的空调能耗；冬季时打开百叶，关闭通风，形成温室效应。双层皮幕墙作为一种较新的幕墙形式，在办公建筑中应用较多，近来，国内一些高档建筑也开始了使用各类DSF的尝试，如清华大学超低能耗示范楼，清华大学环境节能楼、上海久事大厦等。双层皮幕墙种类繁多，最为常见的是根据通风方式的不同，分为外循环式和内循环式两种。

图2双层皮幕墙构造轴侧示意图3 德国弗莱堡太阳能光电板生产厂接待中心（BIPV应用）

3.伏建筑一体化（BIPV）是近年来利用太阳能发电的一种新概念，它在建筑维护结构上，墙体、屋顶，铺设光伏阵列，产生电力，参见图3，图5。这种系统有诸多优点：如有效利用建筑外表面，无需额外用地或加建其它设施，缓解电力需求，减少房间得热降低夏季空调负荷。光伏墙体一体化结构由光伏电池阵列、阵列与外墙面间的空气冷却流道、固定支架、空气入口、空气出口以及 图4BIPV结构示意图

墙体组成，自然通风冷却流道能降低电池的温度，保证光伏发电效率不下降，参见图4。

图5 太阳能光电板与屋顶集成实例：德国法兰克福儿童之家

4.可调遮阳 可以根据季节、时间的变化以及天空的阴晴情况，任意调整遮阳板的角度控制太阳辐射得热，在寒冷季节，为了避免遮挡太阳辐射，争取日照，还可以拆除。这种遮阳灵活性大，使用科学合理，因此近年来在国内外建筑中应用较广。双层皮玻璃幕墙技术整合了可调遮阳技术实现幕墙对外界气候的调节。自控可调遮阳常用于公共建筑，对于办公建筑之类公建的百叶调节主要是使室内照度分布均匀及避免产生眩光，因此 图6 可调遮阳构造示意

自控可调遮阳控制机制一般是光控。它的优点是能自动根据室外日照情况自动调节遮阳板的角度甚至遮阳的收缩，使室内具有良好的光环境，节约照明能耗，但造价高。

图7 应用可调遮阳技术的办公建筑一图8 应用可调遮阳技术的办公建筑二

5.可呼吸幕墙主要是针对高层建筑由于高空处气流流速快，气压大无法直接开窗组织自然通风这一问题而出现的解决技术，过渡季节可依靠其自然通风无须开启新风系统，采暖和制冷季节使用着如感觉室内气闷可随时开启自然通风享受清新的空气。可呼吸幕墙经常与双层皮幕墙混为一谈，双层皮幕墙有可呼吸功能，但可呼吸幕墙不一定是双层皮，如南京商茂世纪广场的呼吸幕墙便是单层，构造见图9，在玻璃与地板之间设置一个可控制的通风盒，当通风口关闭时，盒子就相当于矮窗下墙，通风口开启时不占室内空间，而且其开启关闭对室内外立面没有影响，记得有年冬天对南京的一些高档写字楼调研时，其他写字楼内都感觉气闷有异味，但在商茂，打开通风盒，顿时和风徐徐，神清气爽。这项技术对幕墙的整体造价增加不多，高层办公建筑可优先考虑。

图9 南京商茂世纪广场呼吸幕墙构造

根据笔者多年的设计与技术管理工作经验，现实中绿色建筑设计最大的难点不是技术问题，而是因地制宜、针对当地的气候特点创造出技术和艺术完美结合的建筑语言。实际设计过程中要注意以下两点：

一、强调建筑的空间性和实用性，合理消化和运用合适的建筑技术解决所要面对的问题，如上文提到的双层皮幕墙技术，在不同地区应用时构造处理上还不同，南方建筑以隔热为主，宜考虑采用外循环双层皮幕墙方式；而北方建筑以采暖保温为主，宜考虑采用内循环。图10是一个风口构造，是适应沙漠性干热气候很好的建筑技术，通过蒸发吸热降温，同时还增加了室内的相对湿度。但这种技术是不适合杭州这种夏季湿热的气候。 图10适应沙漠性干热气候的建筑技术

二、要倡导建筑节能设计中那些适宜技术即低技术。虽然高技术是发展方向，但在实际操作时，建筑师应通过自身的努力，在设计上就可很好地控制住一些气候要素对建筑的不利影响，目前在这方面有大量的经济可行的做法但在中国尚属“空白”。建筑师在考虑节能设计时一定要考虑是否还有更省钱的方法，真正让人感到为节能投资是值得的。如根据各个不同朝向选择恰当的遮阳方式，可减少大部分通过窗户进入室内的太阳辐射得热，显著减少夏季空调冷负荷及空调能耗，遮阳设计同时考虑怎样扩大昼光照明的范围和改善室内光环境质量，杭州夏热冬冷适合采用可调遮阳，满足不同季节甚至不同天气室内对太阳辐射的不同需求。绿化防热投资不多，但效果却非常显著，如图10能清晰看出爬山虎对西强的降温效果。我曾在论文《绿化的防热作用》[1]中通过模型计算分析得出夏季如图11所示棚架绿化能减少西墙66％得热，防热、节能效果非常显著。

虽然现在空调技术已经很发达，但最舒适的环境还是空气清新、阳光和煦的大自然。所以自然通风永远要优先考虑，自然通风可以降温可以借用气候最好的季节改善室内居住条件。设计时应合理组织自然通风并设法延长利用自然通风的季节。一个优秀节能建筑可以不补充冷热能耗，但是必须要补充新鲜空气。

图10混凝土西墙表面利用攀爬爬山虎降温效果

（资料来源：林宪德主编，绿建筑设计技术录编）图11墙面棚架绿化构造

注释：[1] 参见黄朝阳，柳孝图：《绿化的防热作用》；华中建筑2004年06期