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【摘 要】 本文讲述绿色建筑有利于资源节约;对环境的影响降到最低化;有利于创建一个健康舒适的人居环境、降低建筑使用和维护费用。
【关键词】 现代建筑;绿色节能;设计
一、绿色节能建筑的概念及其重要性
绿色建筑的概念;绿色建筑是指在使用该建筑的全过程里,能够最大限度地节约资源,产生环保功能,为人们提供健康适用的使用环境的建筑。现代建筑体系中,最常见的绿化系统有屋顶绿化、室外绿化、室内绿化等。
发展绿色节能的重要性;当前多种常用自然资源如石油、煤炭、天然气等呈日趋枯竭的趋势,为实现社会经济的可持续发展,人们需要寻求新的能源,一致将目光投向成本很高的水能、生物能、地热、风力、太阳能、核能等。按照我国当前的发展程度,根本不可能将这些高成本的能源用作常规消耗能源,因此,能源问题十分突出。我国能源发展主要的问题为:总储备量低、人均能源占有量低;能源结构不合理,传统能源煤以煤为主,占75%左右,目前,全国每年消耗煤超过13亿t;资源、能源分布不均,造成北煤南运、西气东送、西电东送的局面;能源利用率很低,仅为30%左右,比发达国家低10个百分点。
在所存在能源问题的基础上,近年来,城乡建设不断高速发展,建筑行业的资源能源损耗逐年大幅度上升,建筑总能耗已达全国能源总消耗量的50%左右。全国目前的建筑面积约为400亿m2,每年以增长20亿m2的速度发展,这些增长的建筑95%以上是高耗能建筑,这表明我国建筑行业的耗能问题相当严峻,如果对建筑的方法和理念不进行改良,继续执行节能水平偏低的建设标准,将会对国民经造成很重的负担,且遗留下治理难的问题。
二、绿色节能建筑推广过程中的瓶颈
绿色建筑概念未能大范围推广应用;绿色建筑概念自提出到现在,缺乏有效的推广手段,单靠官方来宣传推广,而所选用的宣传建筑也仅限于那些公用建筑,民用建筑以及中小城市、乡镇的建筑较少关注到绿色节能设计的概念。
绿色建筑成本过高;绿色建筑通常采用的高新科技和节能材料所需费用较高,普通民众难以承担这部分费用。
组织管理不力,法规配套不全;我国目前节能技术还不发达,一方面专门的节能工作机构尚未建立,节能管理工作进展缓慢,缺乏相应的政策措施,相关建筑部分因此缺少强有力的监督;另一方面,相关的节能法律和规范配套不全,缺乏《民用建筑合理用能标准》,节能建设标准不规范,因此要制定和完善相关法律和规范。
三、绿色节能建筑的设计原则在进行绿色设计时必须把握如下原则
环保节能;我国的建筑行业是个高消耗能源的行业,对资源的利用率很低,同时,造成的污染会破坏人类的居住环境和自然环境,因此,在进行绿色节能设计时首先要遵循环保节能的原则。
与自然生态环境以及人文环境相结合;建筑物的整体和谐体现在自然界与其他事物相互制约的关系中,融入自然生态环境以及人文环境,能够达到动态平衡的状态,从而构成一个和谐的整体。这样的设计原则要求设计时要充分利用本地文化特色、原料、建筑资源以及气候条件,让建筑表现出特定的地域特色。
健康宜居;建筑物的价值往往体现在其使用功能上,即要适合居住、办公及其他需在室内从事的活动,这是绿色建筑的归宿。
四、绿色节能建筑的设计技术
电气节能技术;建筑方面的电气技术是控制、电子、电工与信息技术的综合体现,现代建筑中运用的工程设计、电气化设备制造以及建筑实施已经形成了成熟的产业链。实际上,绿色建筑的实施过程,也是电气设计绿色化的过程。在现代建筑的实施过程中,电气化节能技术的应用已经成为绿色节能设计的重要方法,其在节约能源方面起到重要的作用。电气化节能技术通常包含以下几个方面:
①配置供配电系统时,尽可能简单安全,通常不要让同一个电压变配电的级数高于两级,另外变配电所应尽可能贴近负荷中心,这样线路电压能够持续稳定,减少能源的损失;应该选择节能型的变压器,降低变压器的空载损耗;选择适用的配电干线电缆,这能起到减少电压损失、保持热稳定性等作用。
②照明。照明设计是绿色节能技术的重要组成部分,因为照明是现代建筑的必须设计环节,良好的照明设计可以营造舒适、高效、节能的建筑空间。照明设计不是随便配置照明灯具就可以了,必须遵循合理的照度标准。设计合理的照度值可以减少电气系统的能源损失,实现节约能源的目的。另外,合理的照度依据人的视觉需求而设定,其能在生理上提升人视觉的舒适感。我国的民用建筑标准的照度标准需参考GB50034-2004《建筑照明设计标准》所规定的相关标准值。
③电机。电机是一种感性负载设备,其会产生无功电流,从而引发滞后作用。如果无功电流经由高低压线路传到用电设备的末端,就会加大变压器与线路的功率消耗。
隔热技术;现代建筑隔热技术的应用可以起到降低能耗的作用。通常建筑物围护结构的热传导性能够影响建筑物的能耗。假如围护结构隔热性能很差,在夏季室外高温时,热量会通过围护结构传到室内,室内的制冷负荷就会加重;而在冬季,围护会将室内的热能散发到室外去,屋内的温度就会大幅度降低,屋内的供暖负担也会加重。所以,要采用先进的隔热技术,具体要求如下:
①外墙选用合适的材料,可以先对外墙的传热指数进行控制,降低墙体的传热性能。然后设计适宜的外墙结构,主要设计外保温、内保温以及夹心层保温的墙体结构,其中,外墙保温防止冷桥热桥的产生,而且有保护主体结构的功用,不但能有效延长楼房的使用期限,还能节约资源及能源
②重点对热工性能差的门、窗进行隔热性改造,这也是绿色节能设计的一个重要方面。由于最近几年,建筑设计很流行落地窗、玻璃门与外飘窗的设计,这样虽有很利于通风和采光,但是,有些品种的玻璃并不具备隔热功能,在进行具体的建筑物设计时,需要根据室内制冷或制热的需求以及当地的气候特点,合理地选择玻璃品种。同时,要注意门窗的密封功能,降低其透明度,能够减少不必要的能源损耗。
可持续资源利用技术;绿色节能的概念中除了要求节能以外,还需要健康宜居。传统的煤炭发电技术会产生废气、废水等,严重污染了人类生存的环境。建筑物的能源消耗巨大,这表明需要损耗大量的煤炭来发电才能满足。如今,清洁能源利用技术的应用可以缓解一部分能源压力,并且清洁能源几乎不会产生污染,十分符合“健康宜居”的要求。主要的清洁能源有:
①自然光源。自然光免费而且适宜人类的视觉承受力,因此在建筑设计时,应该考虑如何最大程度利用自然光源,相关的技术有光线的折射、反射以及衍射原理,还可以利用导光管、棱镜以及采光窗等进行光源利用。
②太阳能。就目前主要的太阳能技术有太阳能热水系统、太阳能发电、供热系统。其中,应用最广泛的是热水、供暖系统,因其系统可以直接将太阳能转化为热能。其次,太阳能供电技术也得到运用,但其技术原理相对复杂,而且设备昂贵,因此,该技术目前还难以进行普遍性推广应用。但是,随着经济水平的提高和科学技术的不断进步,相信在将来其推广不再会是难题。
③风能。目前风能的利用率相对较高。风能的利用形式很多,可转化为电能、热能、机械能等,随着技术的不断进步,风能将更多地应用到建筑行业中去。
在現阶段,建筑的绿色节能技术研究是一个保持经济、能源可持续发展的重要策略。该设计从环保节能的角度出发,在设计时融合了人文环境、人文精神、生物生态技术以及能源等因素,避免片面追求低能耗目标而大量使用新材料与新技术,因为这样加大了该技术应用的成本,同时也与我国的经济发展水平不符。运用与经济发展水平相适应的简单节能技术,如电气技术、隔热技术以及注重太阳能、风能、地能等可再生能源技术的研究应用,并逐步将这些技术向全国推广开来,达成现代建筑绿色节能的既定目标。
参考文献:
[1]魏春雨.营造[M].北京:中国建筑工业出版社,2005.
[2]梁丽滨.浅析绿色建筑节能设计[J].建材与装饰,2008,(7).
【关键词】 现代建筑;绿色节能;设计
一、绿色节能建筑的概念及其重要性
绿色建筑的概念;绿色建筑是指在使用该建筑的全过程里,能够最大限度地节约资源,产生环保功能,为人们提供健康适用的使用环境的建筑。现代建筑体系中,最常见的绿化系统有屋顶绿化、室外绿化、室内绿化等。
发展绿色节能的重要性;当前多种常用自然资源如石油、煤炭、天然气等呈日趋枯竭的趋势,为实现社会经济的可持续发展,人们需要寻求新的能源,一致将目光投向成本很高的水能、生物能、地热、风力、太阳能、核能等。按照我国当前的发展程度,根本不可能将这些高成本的能源用作常规消耗能源,因此,能源问题十分突出。我国能源发展主要的问题为:总储备量低、人均能源占有量低;能源结构不合理,传统能源煤以煤为主,占75%左右,目前,全国每年消耗煤超过13亿t;资源、能源分布不均,造成北煤南运、西气东送、西电东送的局面;能源利用率很低,仅为30%左右,比发达国家低10个百分点。
在所存在能源问题的基础上,近年来,城乡建设不断高速发展,建筑行业的资源能源损耗逐年大幅度上升,建筑总能耗已达全国能源总消耗量的50%左右。全国目前的建筑面积约为400亿m2,每年以增长20亿m2的速度发展,这些增长的建筑95%以上是高耗能建筑,这表明我国建筑行业的耗能问题相当严峻,如果对建筑的方法和理念不进行改良,继续执行节能水平偏低的建设标准,将会对国民经造成很重的负担,且遗留下治理难的问题。
二、绿色节能建筑推广过程中的瓶颈
绿色建筑概念未能大范围推广应用;绿色建筑概念自提出到现在,缺乏有效的推广手段,单靠官方来宣传推广,而所选用的宣传建筑也仅限于那些公用建筑,民用建筑以及中小城市、乡镇的建筑较少关注到绿色节能设计的概念。
绿色建筑成本过高;绿色建筑通常采用的高新科技和节能材料所需费用较高,普通民众难以承担这部分费用。
组织管理不力,法规配套不全;我国目前节能技术还不发达,一方面专门的节能工作机构尚未建立,节能管理工作进展缓慢,缺乏相应的政策措施,相关建筑部分因此缺少强有力的监督;另一方面,相关的节能法律和规范配套不全,缺乏《民用建筑合理用能标准》,节能建设标准不规范,因此要制定和完善相关法律和规范。
三、绿色节能建筑的设计原则在进行绿色设计时必须把握如下原则
环保节能;我国的建筑行业是个高消耗能源的行业,对资源的利用率很低,同时,造成的污染会破坏人类的居住环境和自然环境,因此,在进行绿色节能设计时首先要遵循环保节能的原则。
与自然生态环境以及人文环境相结合;建筑物的整体和谐体现在自然界与其他事物相互制约的关系中,融入自然生态环境以及人文环境,能够达到动态平衡的状态,从而构成一个和谐的整体。这样的设计原则要求设计时要充分利用本地文化特色、原料、建筑资源以及气候条件,让建筑表现出特定的地域特色。
健康宜居;建筑物的价值往往体现在其使用功能上,即要适合居住、办公及其他需在室内从事的活动,这是绿色建筑的归宿。
四、绿色节能建筑的设计技术
电气节能技术;建筑方面的电气技术是控制、电子、电工与信息技术的综合体现,现代建筑中运用的工程设计、电气化设备制造以及建筑实施已经形成了成熟的产业链。实际上,绿色建筑的实施过程,也是电气设计绿色化的过程。在现代建筑的实施过程中,电气化节能技术的应用已经成为绿色节能设计的重要方法,其在节约能源方面起到重要的作用。电气化节能技术通常包含以下几个方面:
①配置供配电系统时,尽可能简单安全,通常不要让同一个电压变配电的级数高于两级,另外变配电所应尽可能贴近负荷中心,这样线路电压能够持续稳定,减少能源的损失;应该选择节能型的变压器,降低变压器的空载损耗;选择适用的配电干线电缆,这能起到减少电压损失、保持热稳定性等作用。
②照明。照明设计是绿色节能技术的重要组成部分,因为照明是现代建筑的必须设计环节,良好的照明设计可以营造舒适、高效、节能的建筑空间。照明设计不是随便配置照明灯具就可以了,必须遵循合理的照度标准。设计合理的照度值可以减少电气系统的能源损失,实现节约能源的目的。另外,合理的照度依据人的视觉需求而设定,其能在生理上提升人视觉的舒适感。我国的民用建筑标准的照度标准需参考GB50034-2004《建筑照明设计标准》所规定的相关标准值。
③电机。电机是一种感性负载设备,其会产生无功电流,从而引发滞后作用。如果无功电流经由高低压线路传到用电设备的末端,就会加大变压器与线路的功率消耗。
隔热技术;现代建筑隔热技术的应用可以起到降低能耗的作用。通常建筑物围护结构的热传导性能够影响建筑物的能耗。假如围护结构隔热性能很差,在夏季室外高温时,热量会通过围护结构传到室内,室内的制冷负荷就会加重;而在冬季,围护会将室内的热能散发到室外去,屋内的温度就会大幅度降低,屋内的供暖负担也会加重。所以,要采用先进的隔热技术,具体要求如下:
①外墙选用合适的材料,可以先对外墙的传热指数进行控制,降低墙体的传热性能。然后设计适宜的外墙结构,主要设计外保温、内保温以及夹心层保温的墙体结构,其中,外墙保温防止冷桥热桥的产生,而且有保护主体结构的功用,不但能有效延长楼房的使用期限,还能节约资源及能源
②重点对热工性能差的门、窗进行隔热性改造,这也是绿色节能设计的一个重要方面。由于最近几年,建筑设计很流行落地窗、玻璃门与外飘窗的设计,这样虽有很利于通风和采光,但是,有些品种的玻璃并不具备隔热功能,在进行具体的建筑物设计时,需要根据室内制冷或制热的需求以及当地的气候特点,合理地选择玻璃品种。同时,要注意门窗的密封功能,降低其透明度,能够减少不必要的能源损耗。
可持续资源利用技术;绿色节能的概念中除了要求节能以外,还需要健康宜居。传统的煤炭发电技术会产生废气、废水等,严重污染了人类生存的环境。建筑物的能源消耗巨大,这表明需要损耗大量的煤炭来发电才能满足。如今,清洁能源利用技术的应用可以缓解一部分能源压力,并且清洁能源几乎不会产生污染,十分符合“健康宜居”的要求。主要的清洁能源有:
①自然光源。自然光免费而且适宜人类的视觉承受力,因此在建筑设计时,应该考虑如何最大程度利用自然光源,相关的技术有光线的折射、反射以及衍射原理,还可以利用导光管、棱镜以及采光窗等进行光源利用。
②太阳能。就目前主要的太阳能技术有太阳能热水系统、太阳能发电、供热系统。其中,应用最广泛的是热水、供暖系统,因其系统可以直接将太阳能转化为热能。其次,太阳能供电技术也得到运用,但其技术原理相对复杂,而且设备昂贵,因此,该技术目前还难以进行普遍性推广应用。但是,随着经济水平的提高和科学技术的不断进步,相信在将来其推广不再会是难题。
③风能。目前风能的利用率相对较高。风能的利用形式很多,可转化为电能、热能、机械能等,随着技术的不断进步,风能将更多地应用到建筑行业中去。
在現阶段,建筑的绿色节能技术研究是一个保持经济、能源可持续发展的重要策略。该设计从环保节能的角度出发,在设计时融合了人文环境、人文精神、生物生态技术以及能源等因素,避免片面追求低能耗目标而大量使用新材料与新技术,因为这样加大了该技术应用的成本,同时也与我国的经济发展水平不符。运用与经济发展水平相适应的简单节能技术,如电气技术、隔热技术以及注重太阳能、风能、地能等可再生能源技术的研究应用,并逐步将这些技术向全国推广开来,达成现代建筑绿色节能的既定目标。
参考文献:
[1]魏春雨.营造[M].北京:中国建筑工业出版社,2005.
[2]梁丽滨.浅析绿色建筑节能设计[J].建材与装饰,2008,(7).