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从太阳能应用视角看绿色建筑设计

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【摘 要】随着科技的快速发展,太阳能作为新兴能源在各个地区得到不断推广,在一方面给国家能源安全作出了贡献,另一方面给人民的生活带来了实惠,让人民获得更加舒适的生活环境。但是由于太阳能的使用未纳入安装规范和设计标准,因此给用户也带来了一些损害。在高层建筑实现太阳能利用就更加难了,那么我们如何设计我们的建筑以实现太阳能的充分利用就成为了一个亟待解决的问题。如何将建筑设计与太阳能进行“人性化”的整合是一个重要的研究课题。本文就是基于太阳能的广泛利用与绿色环保,深入分析了太阳能的利用优势及优化建筑设计对太阳能的好处,并在此基础上提出了为加大对太阳能使用的范围而提出了优化建筑设计的方案。

【关键词】太阳能;绿色建筑设计;运用

1 什么是绿色建筑设计

绿色总是给我们欣欣向荣的印象,生命的存在需要绿色,生命的延续也需要绿色,即绿色承载着生命之重。它不仅是和谐健康幸福的象征,还是人们选购高科技产品的向导,它更是推动知识经济快速发展的动力。总的来说,绿色是现代人类文明的重要标志。如今,绿色又成为对人类与环境均有益无害的代名词。人们对绿色向往掀起了绿色生活追求的浪潮。在21世纪的今天,绿色消费观念已经深入人心,已经席卷全球的各个角落,它已经开始从先进工业国家来到了发展中国家人们的中间。

20世纪后期,国际建筑设计掀起了绿色建筑设计的潮流。绿色设计的理念不仅反映人们对于现代科技文化所引起的环境及生态破坏的反思;而且体现了设建筑计师道德和社会责任感的回归。如今,人类面临着人口增长迅速、自然资源短缺、环境污染严重等需要迫切解决的问题,人类为了满足自身的欲望,开始无节制地开发利用自然资源,给自身生存环境带来了不可恢复的危机。不仅工业、农业等生产对环境造成破坏,生活垃圾也给生态环境造成极大的影响。由于人口的急剧增长、人均物资消费量快速增加,家庭日常生活资源消耗的大幅度增加。据相关研究,地球上超过一半的人希望在未来的半个世纪里生活水平能够提高,这意味着更多的资源将被消耗, 更多废弃物将会产生。现在,人们逐渐认识到设计对环保所起的重要作用,“绿色设计”成为关注的焦点。传统的产品设计理论与方法,是以人为中心,从满足人的需求和解决问题为出发点进行的,而无视后续的产品生产及使用过程中的资源消耗以及对环境的影响。绿色设计不仅成了企业塑造完美企业形象的一种公关策略,也迎合了消费者日益增强的环保意识。

2 绿色建筑设计对利用太阳能的好处

绿色建筑设计理念是应用太阳能技术是的基础,相反应用太阳能是绿色建筑的必然选择。在所有的新兴能源中,太阳能有其明显优越性,取之不尽、用之不竭、不产生污染环境的副产品是其独特的优势。当然不是所有的应用太阳能技术的建筑都可以称为绿色建筑,但是太阳能建筑绿色理念的设计要求很容易满足,绿色建筑应具备如下基本原则:

表1 绿色建筑设计的基本原则

序号 基本原则名称 基本内涵

1 节约建筑能耗 太阳能是源源不断传输到地球上的太阳能,通过建筑设计手段使建筑自身应用太阳能采光,供暖同时维持建筑的能耗,或者凭借一定的设备来储热,发电并用以满足用户的居住需要。

2 节约资源消耗 太阳能建筑的结构,材料可以成为环境循环系统的一部分 促进能源材料的循环利用,避免某些人工调节的手段必然带来的对天然建材 生态环境的破坏。

3 尊重基地环境 太阳能是一种无污染的能源,太阳能建筑自身的运营,能耗不会产生对周围环境的破坏。

4 设计结合气候 太阳能建筑的设计建造必然是结合建筑所在场地气候的,因为一年四季,白天和夜晚,不同地点的气候条件不同,太阳的辐射强度也不同,想要充分地利用太阳能必须结合当地日照条件。

结合太阳能应用技术的绿色建筑设计应用范围很广,人类主动地在建筑中应用太阳能有很长一段历史,总是选择在日照丰富的地方营造舒适的建筑环境。据整体的设计原则,建造完善的太阳能绿色建筑需要结构、设备、建筑物理建筑材料等学科的融合才能得以实现。应用太阳能技术的建筑在美学、技术、功能上能够实现美的集合,形成比较完善的绿色建筑系统,运用太阳能技术的建筑可分为主动式或被动式太阳能建筑。

对于主动式太阳能建筑来讲,其通过集热设备获取、储存和利用太阳能,然后由热媒将热量传入建筑物内分配使用,它对太阳能的利用率高功率大,便于控制,但是需要一定的设备投入并占用一定的室外空间。由此,与太阳能应用相关的许多技术都可以应用在主动式太阳能建筑中,这些复杂的设备设计超出了建筑师的工作范围,但是具备生态与整合观念的建筑师可以结合建筑结构,形体、色彩、材料考虑并调整它们与太阳能设备的关系使建筑的外观更加丰富多彩,达到最好的综合效果在设计中灵活运用这些设计手法的太阳能建筑,在满足节能节约资源耗费的生态建筑要求的。同时,还可以通过为住户营造在美学上赏心悦目的建筑外环境来体现生态建筑,与建筑环境相协调满足用户要求的原则。

对于被动式太阳能建筑来讲,应用太阳能技术可以使建筑师找到更广阔用武之地,被动式太阳能建筑通常不依靠任何机械手段,过调整建筑的朝向,选择适当的建筑材料,巧妙处理建筑的空间和形体进行合理的建筑构造设计等手段使建筑物自然地应用太阳能供暖采光并维持建筑的能耗因此建筑师有充分的空间可以发挥自己的专长,合理而有效地安排建筑空间、形体、并利用高效率的技术满足同样的功能需要。

3 太阳能如何与绿色建筑相结合

设计风格和品位的缔造者是设计师,产品的视觉形象对环境保护也会产生间接的影响。成功的绿色建筑设计产品来自于设计师对环境问题的高度重视,并在设计和开发过程中运用设计师和相关组织的经验、知识和创造性结晶。生态节能建筑的设计主要从整体环境规划和单体建筑设计两个方面开展。在整体环境规划中,强调的是建筑与环境的关系,解决建筑与地貌、植被、水土、风向、日照与气候的关系。在独立的建筑设计中使用天然的材料、简洁的风格、实用且节能、护结构系统、太阳辐射的控制与改善、可再生能源的利用等等都是其必备的特点。

当然,不是建筑师有了这方面的想法或创意,就可以建设处绿色可持续的建筑设计。因为还必须根据不同的国情与区域情况而采取相应的措施。我国是发展中国家,在太阳能建筑技术的应用上,应优先利用适宜性技术,主动式太阳能建筑虽然对太阳能的利用率高 但设备复杂,技术要求严。这样来看,投资大并且资源耗费多的太阳能技术的应用显然是违背绿色建筑设计理念的。这样在不恰当的地点或不恰当地应用太阳能技术的建筑不能被称为绿色建筑的。因此,在我国应该偏重于推广被动式太阳能技术,这样通过建筑师的力量来营造建筑与生活环境才能真正顺应我国现有的国情,以切实可行的小投入得到高的回报,体现绿色建筑精神。同时,我们不仅仅是将绿色建筑作为一种文明的象征,而是将其作为一种真正可持续发展的道路。在建筑设计中不断融入新的理念,不断追求建筑与艺术、建筑与可持续的完美结合,将绿色建筑设计真正融入到生活中,以此来实现新形势下的可持续发展之路。

参考文献:

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