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关键词:绿色 节能持续发展
中图分类号:TE08文献标识码: A
摘要:在建筑业高速发展的情况下,需要解决能源与发展中存在的矛盾。国家越来越重视绿色建筑与持续发展,并有了相应的措施与规范。作者通过对绿色可持续建筑体系的研究,以及建筑业内正在推广的绿色节能方式效率的分析,从理论上探索建筑可持续性,找到建筑中如何减少对传统能源的消耗依赖以及提高节能设备的效率。从而得出建筑与自然的和谐共生方法,利用持续发展的辨证关系对绿色建筑的提出新的设计理念。
发展是人类永恒的主题,面对不可再生资源枯竭,我们面临着重大发展问题的挑战。现今我们的城市建设观和能源系统,这些已经是制约发展的重要因素。建筑师的工作是在创造环境,在建设中认识到,人类本身是自然系统的一部分,它与其存在的环境息息相关,只有可持续发展的思想才是发展的基础。即要从传统的高能耗资源型发展模式,走上可循环的绿色持续型发展模式,促使经济与社会、环境协调发展。这种新的发展形式导致产生新的建筑观――新型绿色节能并可持续的建筑,合理利用能源,保护生态、创造可持续发展的人类生存环境,是建筑设计与技术的基本任务。
1 绿色节能建筑与持续发展的设计原则
1.1绿色建筑的定义范畴
《绿色建筑评价标准》指出“绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)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。”绿色建筑所代表的是高效率、自身适应环境而又低能耗的建筑。它所寻求的是一种可持续发展的建筑模式。而绿色建筑并不是单指绿化率或屋顶花园,是基于生态系统良性循环原则,以绿色节能为基础,技术为支撑,环境为标志建立的一种新型建筑体系。绿色建筑是研究人类生存的自然发展规律,研究人、自然与建筑的相互关系,主张设计追随自然,做法上促进生态系统循环、高效节能、无污染的建筑技术。
1.2 建筑节能的可持续理论
人是自然生态中的一部分,建筑是人类重要的生产生活空间。如何做到人与自然的和谐发展,即存在于自然中的建筑创作原则必须具有可持续与节约资源的意识。在节能方面:通过建筑朝向、提高建筑围护结构保温隔热性能以及设备和管线的节能,研究推广使用太阳能、风能、地热能等可再生能源。在节地方面:要合理规划用地,少占耕地,尽可能利用荒地、劣地等。在节水方面:充分考虑水资源开采利用与补给的平衡关系,通过雨水收集利用等节水措施和设备,解决用水的来源。在节材方面:推广可循环利用的新型建筑体系,推广应用高性能、低耗财的建筑材料。因地制宜的选用当地可再生的材料及产品,减少耗材和环境污染。
绿色建筑主张调整或改变现行的设计观念,使建筑由运用新技术,提高能源使用效率以及开发新能源,使建筑逐步摆脱对传统能源的过分依赖,实现能源使用的自给自足。比如制冷由流动的空气产生,采暖可以从人体以及办公设备中获得,这些资源还可以通过其他自然方式补充,太阳加热,以风压产生自然通风,以水的蒸发产生制冷。再如应用高新技术根据季节及风向变化而调整建筑朝向。在建筑中充分利用自然资源,用当地的普通材料,是绿色建筑能够可持续发展的本质。将其原理与智能技术、信息技术及节能技术结合在一起,就形成了绿色建筑发展的基础。
2 绿色建筑的技术应用
由于绿色建筑体系是与环境相互作用的、自身可调节系统。因此,它要求建筑外层的材料和结构,一方面作为能源转换的界面,需要收集、转换自然能源,并且防止能源的流失;另一方面,外层必须具备调节气候的能力,以消除、减缓、甚至改变环境的波动,使室内气候趋于稳定,而实现这一理念,必须依赖于新技术在建筑中的广泛运用。
2.1被动式建筑节能
在绿色建筑的实现体系中,以非机械电气设备干预手段进行能耗降低的技术为被动式节能,具体指在建筑规划设计中通过对建筑朝向的合理布置、遮阳的设置、建筑围护结构的保温隔热技术等实现建筑需要的采暖、空调、通风能耗的降低。要实现被动式节能主要有以下几种措施:
1)墙体的保温做法
建筑护结构热工性能相对于普通节能建筑要求明显增加,采用180mm左右厚度的外墙外保温材料,这个标准明显高于国家节能规定,但如此的厚度才能抵御冬季室外低温与夏季太阳辐射对室温的影响,并且围护结构室内表面墙体要采用高蓄热重质建筑材料,才能减少对空调暖气的依赖。
2)冷桥的降低与节能
冷桥是建筑中热损失极大的部位,在被动式建筑中必须进行合理设计。首先要减少冷桥,在没有特殊要求情况下不随意设计架空层与悬挑板,对于外墙的墙体采用热阻值较高的材料,对柱子或梁部位采用包砌法,形成自保温。其次对于保温层要选用吸水性低,性能稳定耐用的材料,必要时要设计隔汽层,防止材料由于潮湿或结露后期形成的冷桥,屋面等易积水部位尤为重要。最后对于窗的要求不能产生冷桥,目前塑钢窗能达到这个被动式标准。
3)节能门窗及通风换气系统
门窗节能是建筑节能的关键,并关系到采光、通风、隔声。新型技术包含提高材料(玻璃、窗框)的光学性能、热工性能和密封性。对于被动式建筑门窗做法通长设计为四腔以上结构,采用新工艺加工的胶条,提高门窗密闭性能,降低导热系数。
除此,空气流动必然造成屋内外热量的交换,所以降低能耗需要建筑的相对密封。同时绿色建筑需要通过适量的换气引入新鲜冷空气,提高人们生活的质量。所以运用能量回收通风系统,将废气中的大部分热量留住,加热进入室内的新鲜空气,通过管道线路,送到需要空间。
2.2主动式建筑节能
主动式节能是指利用太阳能,地热能等可再生资源来代替矿物能等不可持续资源。从绿色可持续观点看,就是要充分的利用外部环境提供的清洁可再生能量,通过减少资源的浪费提高能量的效率用可再生的资源补充高耗能的绿色环保理念。我们通过两种方式介绍此项技术:
1)光伏发电系统通过充分利用太阳能,将太阳辐射能直接转换为电能的发电系统,达到室内通风换气、采暖、抽湿等功能。通常来说指建筑发电提供用电需求, 实现建筑物环保零能耗。如在绿色建筑设计中屋面以及朝向好的外墙,甚至窗台与遮阳板放置太阳能硅片,结合建筑的造型改变设计手法,达到充分利用太阳能带动建筑设备运转。
2)地源热泵系统是利用浅层地能进行供热制冷的新型能源利用技术。地源热泵技术属可再生能源利用技术。目前一些建筑已经应用,整体运行比较稳定,尤其不受大气环境与资源等限制,这种储存于地表浅层近乎无限的可再生能源,使得地能也成为清洁的可再生能源。
2.3 绿色建筑投资与收益的可行性研究
绿色可持续建筑的设计评价不会仅仅以单独建筑零能耗为标准。应该客观的与其建筑设备的投资与耐久,建筑材料的生产是否环保,是否材料已经污染了环境为代价来衡量。绿色建筑建设过程中,需要考虑建筑耗能节约及循环系统;同时,也要通盘考虑新型设备的合理利用问题。通常来说绿色建筑的可行性研究包括两个方面的内涵:一是在实现绿色建筑目标的前提下,自然资源和社会资源投入的最小化;二是经济效益、社会效益和环境效益最佳。
绿色建筑可行性还应该以建筑的全寿命周期作为研究的基准期。与普通建筑相比绿色建筑的前期投资较大,产出能效短期不明显。所以必须深入到整个建筑生命周期中考察、评估建筑能耗状况及其对环境的影响,建立全面能源观。
随着高新技术的发展,建筑行业将极大限度地吸收先进技术,创造一种能更加适合人类生活的、与大自然高度和谐的建筑。发展绿色建筑设计与创作是人们思想和观念的重大变革。绿色建筑赋予建筑以生命,它是一个能与环境相互作用的、低能耗的、可调节的系统。建筑与自然将和谐共生,最终实现人类、资源、环境的协调发展。
参考文献:[1] 中国城市科学研究会《绿色建筑2010》.建筑工业出版社.
[2]曹启坤《建筑节能工程材料与施工》.化学工业出版社.
[3] 《自然辩证法概论》.高等教育出版社 .
[4]绿色建筑评价标准GB/T50378-2014. 建筑工业社出版.