陳泳麟
(廣州市設計院集團有限公司,廣東 廣州 510000)
隨著時代的發(fā)展,人們環(huán)境保護的意識不斷增強,綠色建筑也逐漸受到人們的廣泛關注。綠色建筑是以可持續(xù)發(fā)展為目標和以節(jié)約資源為前提,對自然生態(tài)環(huán)境進行合理地保護和利用的建筑。由于綠色建筑是利用環(huán)境友好材料建造的,因此材料在建造過程中對自然生態(tài)造成的影響相對傳統(tǒng)建筑材料微弱。另外綠色建筑的設計需要遵循可持續(xù)發(fā)展原則,提高對資源的利用程度。在我國社會經(jīng)濟發(fā)展的大背景下,人們對節(jié)能環(huán)保和綠色生活方式的需求越來越高。為了滿足人們對節(jié)能環(huán)保居住環(huán)境和生活質量的要求,我國逐漸開始采用新型節(jié)能技術來構建綠色可持續(xù)發(fā)展模式,這就要求建筑設計在進行節(jié)能設計時必須采用多種新型綠色材料、充分利用水資源以及各種節(jié)能設備,采用“節(jié)能+生態(tài)”的組合模式,利用最先進的節(jié)能技術來實現(xiàn)節(jié)約能源和保護環(huán)境的目標。
綠色建筑通常指的是在建筑物的有效使用期限內,盡可能提高對自然可持續(xù)能源和環(huán)境友好型建材的使用程度,以達到環(huán)境保護的目的,減少對環(huán)境的污染,從而為人們提供更加舒適的生活空間。但是從生態(tài)方面的角度來看,建筑工程由于本身規(guī)模較大,對資源的消耗較多,對于生態(tài)環(huán)境的影響程度較高。
在進行建筑設計的過程中,為了減少建筑物對生態(tài)環(huán)境的影響,需采取更加合理的建筑設計理念來進行保證,從而保證人與自然能夠和諧相處,充分貫徹好可持續(xù)的發(fā)展理念,成為未來建筑與設計的主導理念。
在建筑設計的過程中充分引入綠色建筑設計理念,將建筑物和周圍環(huán)境進行綜合考慮,進行反復有效的設計,并且在設計的過程中,除了要綜合考慮建筑物與環(huán)境之間的關系,還要分析好建筑物與其他系統(tǒng)之間組成的關系,從而降低對能源的損耗。
在開展綠色建筑設計的過程中,最為重要的就是充分貫徹節(jié)能設計原則,在進行相關準備工作的過程中,要提前掌握綠色建筑物設計的規(guī)范標準,采用各種有效的技術手段,充分達到節(jié)約能源的目的性。另外在開展設計的過程中,要提前準備好各種材料設備,加強對各種可再生能源的利用,其中包括光能源、風能源等等。同時在保證建筑物質量的同時,盡量滿足建筑物的一切功能,減少對空調以及其他采暖供熱設備的使用,減少對空氣的污染。最后在開展綠色建設設計的過程中,要特別重視對新技術以及新材料的使用,最終達到節(jié)約能源的效果。
建筑工程由于本身涉及范圍較廣,在進行建設的過程中非常復雜,因此要想保證建筑物的結構質量,實施全面的監(jiān)控措施是非常重要的,而要想使建筑物更加符合綠色節(jié)能設計的原則,就需要充分關注建筑物建造的整個過程,之后再實施全程監(jiān)控。除了保證建筑物的建造質量外,對于建筑材料的選擇也要實施全面監(jiān)控,在保證質量的同時價格方面以及生態(tài)環(huán)境保護方面也要有所保障,滿足綠色建筑物建造的規(guī)范要求。
在開展綠色建筑設計的過程中,需要通過綠色建筑材料的選擇和適當?shù)墓?jié)能技術進行整合,以此來實現(xiàn)對資源的優(yōu)化配置,一方面是降低對資源的鋪張浪費,另一方面還可以有效提高對資源的綜合利用,提高建筑物的使用壽命,通過對各種能源的循環(huán)利用,減少能源的浪費。
建筑物中的空調系統(tǒng)主要由空調機組和室內冷凝器組成。在該系統(tǒng)中機組主要采用空氣調節(jié)和制冷系統(tǒng)實現(xiàn)室內制冷,空調機組主要由制冷機組和風機組成。在進行空調設備選型時,需要根據(jù)房間內人員流動和空氣流動特點進行綜合考慮。室內冷凝器可以采用風冷熱泵,這種方式主要是利用冷凝水對空氣進行降溫。此外可以通過安裝在室外的水蒸發(fā)器來增加室內的空調效果。與其他形式的制冷形式相比,這種制冷方式能夠減少室內二氧化碳的排放、減少噪音的產(chǎn)生、提高室內溫度、減少室內空氣污染。而且這種空調設備具有一定的清潔效果,并且能夠通過冷熱泵直接向室內送風或者回風的方式來實現(xiàn)室內溫度和濕度的控制,在保證向人們提供舒適生活空間的同時,充分體現(xiàn)出節(jié)能的效果[1]。除了風冷熱泵以外,在中國南方地區(qū),空氣源熱泵也逐漸成為綠色建筑設計的主流產(chǎn)品,相較于其他形式的熱泵,空氣源熱泵不會造成水體污染也不會造成土壤污染,直接利用空氣中的熱量達到加熱的目的。直接利用空氣源熱泵加熱熱水,能有效減少傳統(tǒng)能源的消耗。
建筑物朝向設計在節(jié)能技術起到了非常關鍵的作用,不但能夠繼續(xù)降低對能源的消耗,還可以提高建筑物的合理性設計。在一般情況下,不同建筑面積的建筑物在南北朝向與東西朝向之間的能源消耗比之間有著較大的差異。當建筑物的高度超過一百米時,陽光照射量會隨著時間而遞減,并且不同月份的陽光照射量也是有著明顯的差別。
如果要想使建筑物在夏季以及冬季陽光照射量更加充足,需要調整好建筑物的長度以及寬度之間的比例關系,盡可能調整到4:1 的關系,之后再設計成東西朝向比的結構,因此東西朝向的設計形式無論是在效果以及能源使用上都更加突出。但是在現(xiàn)實中,受限于地理位置工程師往往無法完全把握建筑的朝向,東西向的節(jié)能問題便成為了一個對現(xiàn)代設計師重大的挑戰(zhàn)。最后再進行設計的過程中,盡量控制好建筑物中的房屋面積,避免房屋面積大小相等,使后續(xù)各種系統(tǒng)設備能夠安裝順利。另外需要注意的是在安裝空調系統(tǒng)以及采暖系統(tǒng)的過程中,盡量選擇面積相對較少的房間進行安裝,這是因為房屋面積越低,那么房間的冷負荷也就越低,所造成的能源消耗也就更低[2]。
在墻體節(jié)能設計中,大致分為兩種不同的類型結構,一種是單一墻體中的節(jié)能設計,另一種是復合形態(tài)下的墻體節(jié)能設計。雖然兩者的節(jié)能形態(tài)有著較大的差別,但是對于節(jié)能材料的使用卻非常重視,因此在開展墻體設計之前需要把控好對節(jié)能材料的制作,使墻體節(jié)能設計效果更加突出,具體節(jié)能材料制作流程如圖1 所示。
圖1 建筑墻體節(jié)能材料制作流程
從圖1 中可以看出,節(jié)能材料制作離不開各種機械設備的使用,需要不斷改善材料結構的熱工性能,使節(jié)能材料能夠充分發(fā)揮其效果。或者也可以在建筑物主體結構之外添加一層?;⒅楸厣皾{,一方面是為了減少建筑外墻的傳熱系數(shù),控制好建筑物內的溫度。另一方面可以繼續(xù)優(yōu)化建筑墻體的熱工性能,提升室內的舒適程度。根據(jù)材料的使用不同以及主體結構位置上的不同,墻體節(jié)能技術又可以分為多種不同的技術類型,包括內保溫技術、外保溫技術以及夾心保溫技術等等。結合目前建筑墻體節(jié)能技術的應用效果來看,該技術不僅在能源消耗上更低,而且在施工更加便捷,可有效利用導熱系數(shù)較低的加氣混凝土砌塊作為材料,減少墻體的導熱系數(shù),使能源消耗總量不斷減少[3]。
隨著建筑工程的不斷發(fā)展,近年來由于采光方面的需要,很多建筑物對于門窗的設計面積不斷增大,尤其是在一些現(xiàn)代建筑物當中,整個墻體設計都是由幕墻系統(tǒng)打造,門窗設計占據(jù)了絕大部分的面積,如果缺乏對門窗設計的重視,就會使門窗設計比例逐漸失衡,門窗設計比例過大的話,夏季陽光照射量會非常充足,但同時也會導致夏季室內溫度較高,反之同樣如此。尤其在中國南方地區(qū),東西向的太陽熱量巨大。如此一來會加重對空調系統(tǒng)以及采暖系統(tǒng)的使用,這些系統(tǒng)設備在能源消耗上會非常突出,不符合如今可持續(xù)發(fā)展的建筑設計理念。因此在進行門窗設計的過程中需要綜合考慮好采光量以及能源消耗量,在南北朝向上門窗設計比例不宜超過35%,而在東西朝向上門窗設計比例不宜超過25%,具體設計結構如圖2 所示。
圖2 建筑門窗設計結構
一般來講,在設計門窗結構的過程中盡量減少傳熱量,控制好太陽光的照射量,使室內中的氣體流動保持好平衡性,減少對能源的消耗。另外在對門窗進行設計的過程中,為了增強門窗的氣密性,可以使用一些質量較高的密封材料,盡量減少居室內外的氣體流動,防止室內熱量較高造成能源消耗較大。于此同時中空玻璃的使用、隔熱涂層的革新和隔熱型材窗框的應用,使得玻璃也能有效阻擋太陽熱量對室內的影響。例如廣東省受氣候環(huán)境的影響,太陽光的輻射量較大,使得室內溫度較高。當?shù)亟ㄖ餅榱吮3趾檬覂鹊耐L程度會選擇一些遮陽設備或者遮陽系數(shù)較大鑲嵌材料進行使用,為了進一步增強建筑物門窗的隔熱性能,將大部分熱量隔絕在室外,從而調控好室內的溫度,盡量為人們提供更加舒適的環(huán)境[4]。
建筑物屋頂離太陽光距離較近,受到太陽光的輻射強度較大,影響了建筑物內的環(huán)境。為了調控好室內的溫度,減少對能源的消耗程度,在進行建筑設計的過程中,可以提前在屋頂設置一層隔熱板減少熱量的傳遞。在廣東省比較常用的是XPS 擠塑聚苯板,除了優(yōu)質的隔熱性能,在防潮和抗腐蝕方面也有優(yōu)秀的表現(xiàn)。如果建筑物屋頂空間面積較大,可以在屋頂進行其他方面的設計,包括種植植物和建設閣樓等等,增加屋頂?shù)木G化覆蓋面積,調控好屋頂?shù)臏囟?,從而使室內溫度保持在合理范圍內,以廣東省某建筑物為例,該建筑物充分利用屋頂空間面積進行了一系列的改造設計,使室內溫度達到適應的程度,降低了對能源的消耗使用[5]。具體設計結構如圖3 所示。
圖3 屋頂設計結構效果
綜上所述,綠色建筑設計對于我國社會發(fā)展起到了非常關鍵的作用。隨著我國經(jīng)濟和社會的發(fā)展,對環(huán)境問題的重視程度不斷提高,綠色建筑越來越受到人們的重視。同時在設計的過程中必須注重對水資源、空氣等資源的節(jié)約利用問題。采用更多先進的節(jié)能技術,不斷減少對傳統(tǒng)能源的依賴,促進我國建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,提高對環(huán)境的保護。