浅谈建筑中的节能设计与生态建筑

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摘 要：可持续发展是全人类共同的理想，生活在地球上的每一个人、每一个经济部门都有责任为维护人类的生存环境而奋斗。生态建筑是随着人类对赖以生存的自然界，不断濒临失衡的危险现状所寻求的理智战略与策略。

关键词：建筑设计；节能设计；生态建筑

Abstract: The sustainable development is the common ideal of the whole mankind. Everyone living on earth and every economic sector has a responsibility to safeguard the environment for human survival. Eco-building is the rational strategy and tactics with the natrure human survival in on the verge of imbalance.

Key words: architectural design; energy-saving design; eco-building

中图分类号：TU2文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

一、建筑设计中造成能耗浪费的原因

（1）利用不可再生能源。我国绝大部分建筑的能源系统还都依赖于不可再生的一次能源，而对于可再生能源的利用还相当落后。目前中国以水电、风能利用、太阳能利用、生物质能利用等为代表的可再生能源利用量还不够大；仅以2003年为例，只有约相当5200万吨标准煤的利用，仅占全国一次能源总消费量的3%。

（2）建筑设计用能负荷偏高。在绝大多数的情况下，建筑实际用能与建筑设计的用能负荷之间存在着很大的差异，用能负荷都小于设计的最大值，从而造成循环水泵低负荷运行的状况，导致用能设备普遍存在“大马拉小车”的现象，能源浪费严重。

（3）窗墙比过大，大量使用玻璃幕墙。很多大型公共建筑都设计大玻璃幕墙，完全不考虑避阳、绝热等措施，造成了巨大的能耗损失。在一些专家看来，“这都是一些高耗能的建筑垃圾，能源高消耗触目惊心。”

二、建筑的节能设计

建筑设计是在总体规划的前提下，根据设计任务书的要求，综合考虑建筑内部各种使用功能与使用空间的合理安排、建筑内部与外部环境的协调配合，创造出既符合科学性又具有艺术性的生产和生活环境

1．区域规划节能

提倡建筑节能首先应该重视规划节能，这样才能避免在单体方案设计阶段出现一些难以解决的节能问题。实现规划节能设计，就是以节能作为指导规划设计的主要原则，在考虑容积率、日照间距、建筑密度以及建筑与周边环境协调等问题的基础上，制定尽可能充分利用自然资源的规划方案，从总体上为建筑节能创造先决条件。

2．建筑单体的节能设计

建筑单体的节能设计，主要是通过控制体型系数（建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值）、传热面积、窗墙比等影响建筑能耗的参数，着重对建筑的外部维护结构的构造和内部使用空间的划分进行节能设计。

（1）建筑外部维护结构的节能设计

建筑围护结构主要由墙、屋顶和门窗构成。建筑物的能耗主要取决于围护结构的热传导和冷风渗透。住宅围护结构的散热量要占采暖热耗的1/3以上。显然，如果建筑围护结构具有良好的保温隔热性能，便可减少室内、室外的热量交换，从而减少所需要提供的采暖和制冷能量。

（2）建筑内部使用空间的节能设计

建筑内部使用空间的节能设计，是通过科学合理地平面布局和剖面设计，对建筑内部空间进行全方位、立体的分隔和划分，使建筑在满足使用功能的前提下，提高其通风、采光、保温、隔热的性能，从而达到节能的目的。

三、生态建筑规划设计方法

1．尊重地形、地貌

建筑的规划设计和建造中，常会遇到复杂地形、地貌的处理。很多设计方往往是将其推平，平衡土方，将其变成平坦的表面再进行设计，以不变应万变。对于人手少、任务重、需要短时间完成设计任务以便争取更多项目的设计单位来说，这样固然是一种解决办法，但生态建筑的设计更提倡在深入研究地形、地貌的基础上，充分尊重基地的地形地貌的特征，设计出的建筑物对基地的影响降至最小。

2．保护现状植被

长久以来，城市与建筑物的建设中，绿化植物都是当作点缀物，总是先砍树、后建房、再配置绿化这种事倍功半的做法。生态学知识告诉我们，原生或次生地方植被破坏后恢复起来很困难，需要消耗更多资源和人工维护。因此，某种程度上，保护比新植绿化意义更大。尤其古木名树是基地生态系统的重要组成部分，应尽可能将它们组织到居住区生态环境的建设中去。

3．结合水文特征

溪流、河道、湖泊等环境因素都具有良好的生态意义和景观价值。建筑环境设计应很好的结合水文特征，尽量减少对环境原有自然排水的干扰，努力达到节约用水、控制径流、补充地下水、促进水循环并创造良好的小气候环境的目的。结合水文特征的基地设计可从多方面采取措施：一是保护场地内湿地和水体，尽量维护其蓄水能力，改变遇水即填的简单设计方法；二是采取措施留住雨水，进行直接渗透和贮留渗透设计；三是尽可能保护场地中可渗透性土壤。

4．保护土壤资源

在进行建筑环境的基地处理时，要发挥表层土壤资源的作用。表层土壤是经过漫长的地球生物化学过程形成的适于生命生存的表层土，是植物生长所需养分的载体和微生物的生存环境。在自然状态下，经历100～400年的植被覆盖才得以形成1cm厚的表层土。建筑环境建设中的挖填土方、整平、铺装、建筑和径流侵蚀都会破坏或改变宝贵的表层土，因此，在这些过程之前应将填挖区和建筑铺装的表土剥离、贮存、在建筑建成后，再清除建筑垃圾，回填优质表土，以利于地段生态环境的维护。

四、生态建筑高效无污染的设计方法

1．生态建筑的能量利用

目前应用于生态建筑中的可再生能源有太阳能风能地热能等其中以太阳能和风能的利用最为广泛技术也最为成熟。

（1）太阳能利用。太阳的辐射能量可直接进入居室或把热量贮存于其他领域散放或备用，利用各种建筑材料有不同的传导性能，吸收、贮存热量的性能而使空气增温。阳光照射建筑使墙壁和屋顶加温，阳光透过玻璃窗直接照射室内，使室内空间的表面温暖，太阳能可整体加热建筑并在建筑地段布局上获取巨大的太阳能量效应。在生态建筑中设置太阳能热水系统，利用太阳能来加热冷水，是一种无废无污、可持续利用的生态方法。我们可以利用目前最可靠的、效果可达9%左右的非晶硅薄膜太阳电池接受太阳能，这样不仅可以为照明设备等供电，还能减少火力发电产生的污染，起到保护环境的作用。

（2）风能利用。生态建筑除利用风压来形成自然通风外，还可利用风力来发电。风力发电系统可以集中布置，也可分散使用。集中式的风力发电系统，以建筑群或小区为单位，在小区的上风处设立风车组，既丰富了小区的景观，又为小区提供了能源供应。随着生态建筑的发展，风能利用设备应可设置在建筑中，直接利用风能为建筑物提供能源，尤其在偏远的山区，综合利用风能，有更重要的意义。

2．自然通风

在建筑地段设计中，空气的流动是另一个重要的气象因素，各地区的气象资料均可提供当地不同季节的主导风向和风速，是设计的依据。影响风的环境因素有地形、坡度、朝向以及当地的植被情况及相邻的建筑形态。在任何地段上风的流动都会影响建筑内部的冷暖和内外气候环境。由于通风可增加建筑的散热，由于风压可增加建筑的渗透，夏天的穿堂风可使居室凉爽舒适，因此热天可利用通风使建筑降温，冬季则需要避风措施。