王青松

(明信偉業(yè)生態(tài)環(huán)境建設(shè)有限公司 太原 030100)

綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)不僅需要注重建筑的節(jié)能性能、生態(tài)性能、環(huán)保性能以及健康性能等方面的要求,而且還需要通過(guò)一系列合理、科學(xué)、有效的方法來(lái)降低能耗,從而提高建筑物的使用壽命。現(xiàn)代綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)要充分利用可再生資源和低能耗材料來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境破壞和能源浪費(fèi)問(wèn)題的控制,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。因此,在綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行綜合考慮,從多個(gè)角度對(duì)其進(jìn)行研究和分析,從而使其更好地應(yīng)用于實(shí)際工作中。

1 綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的意義

綠色建筑主要是為人類提供一個(gè)健康舒適的工作和居住活動(dòng)的空間,在此基礎(chǔ)上延伸出的綠色建筑設(shè)計(jì)。所以在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),要將綠色建筑的一些環(huán)保理念、可持續(xù)發(fā)展理念、節(jié)能理念融入到設(shè)計(jì)當(dāng)中,既能夠確保建筑物實(shí)現(xiàn)實(shí)用性、功效性和環(huán)保性的統(tǒng)一,又實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)和施工的協(xié)調(diào)發(fā)展,在全面提高建筑施工的質(zhì)量同時(shí),還能夠有效確保在進(jìn)行建筑施工時(shí)做到低污染、低耗能。通過(guò)利用先進(jìn)的環(huán)保施工技術(shù)和環(huán)保施工材料來(lái)達(dá)到相關(guān)環(huán)保需要求的建筑施工標(biāo)準(zhǔn),并為建筑施工提供一定的指導(dǎo)和依據(jù)。

近年來(lái),為了抑制國(guó)內(nèi)能源的過(guò)度消費(fèi)而推出了“節(jié)能減排”政策,其目標(biāo)就是要在建筑工程中,讓這種與人民有著緊密聯(lián)系的各種物質(zhì)在消費(fèi)中進(jìn)行控制,從而提高對(duì)建筑工程材料的有效控制,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。在建國(guó)之初,因?yàn)楦黜?xiàng)建設(shè)迫切需要重新啟動(dòng),并且還想要提高國(guó)力,所以在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的時(shí),并沒有對(duì)能源的利用展開過(guò)一次系統(tǒng)的研究。到了21世紀(jì),因?yàn)槭艿絿?guó)內(nèi)外能源的沖擊,自然資源逐年下降,不但導(dǎo)致國(guó)家能源消費(fèi)的巨大損失,也給后人帶來(lái)了能源的嚴(yán)重短缺問(wèn)題,從而對(duì)國(guó)家長(zhǎng)期的經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生了不良影響。因此,在目前的建設(shè)項(xiàng)目中,節(jié)約能源和減少能源消耗已經(jīng)是大勢(shì)所趨,同時(shí)也是目前建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的一種替代物[1]。在建筑開發(fā)建設(shè)中,工作人員要對(duì)各類有限的資源進(jìn)行有效地利用,保證經(jīng)濟(jì)性節(jié)約性的同時(shí)做到環(huán)保性;降低在施工中產(chǎn)生的損耗及浪費(fèi),使建筑企業(yè)能夠降低投資成本,從而獲得最大利益。

2 現(xiàn)代綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的應(yīng)用

2.1 建筑規(guī)劃中的節(jié)能設(shè)計(jì)

在進(jìn)行綠色建筑節(jié)能規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)該從建筑外環(huán)境的角度出發(fā),這樣可以有效地減少能源的消耗。首先,合理的外部環(huán)境設(shè)計(jì)和建筑節(jié)能設(shè)計(jì)需要設(shè)計(jì)人員有較高的專業(yè)水平(這是一項(xiàng)細(xì)微和復(fù)雜的工作),尤其是在對(duì)建筑外部環(huán)境分析的時(shí),應(yīng)全面研究微氣候特征根據(jù)建筑功能的需求,通過(guò)一些切實(shí)可行的策略和方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)外部環(huán)境的改變,為建筑節(jié)能創(chuàng)造更有利的微氣候環(huán)境。比如可以在建筑周圍種植花草樹木來(lái)實(shí)現(xiàn)空氣凈化、遮擋沙塵、降噪的目的。此外還可以設(shè)置一些建議小型的園林景觀如小型的池塘,利用水來(lái)平衡環(huán)境溫度還可以收集雨水,加強(qiáng)資源的利用。

其次,要合理規(guī)劃和落實(shí)科學(xué)的體型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),加強(qiáng)建筑的合理規(guī)劃和體型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是為了確保建筑整體結(jié)構(gòu)能夠符合當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境,能夠有效地適應(yīng)惡劣的維修環(huán)境變化確保建筑質(zhì)量的全面提升。在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí),設(shè)計(jì)人員需要綜合考慮建筑朝向、光照程度、抗震能力等各方面因素[2]。在房屋建筑中屋內(nèi)的日照強(qiáng)度及通風(fēng)程度是人們十分關(guān)注的話題,由于我國(guó)建筑工程會(huì)受到歷史、文化、城市規(guī)劃各方面的制約,所以要想實(shí)現(xiàn)建筑朝向的均勻分布以及環(huán)保節(jié)能設(shè)計(jì)相對(duì)來(lái)說(shuō)是比較困難的。這就需要設(shè)計(jì)人員能綜合分析各項(xiàng)因素以及權(quán)衡利弊,盡可能的找到一個(gè)最佳的制約和平衡點(diǎn),為建筑的外形以及朝向選擇一個(gè)最佳的方位。

2.2 建筑結(jié)構(gòu)中的節(jié)能設(shè)計(jì)

熱橋問(wèn)題與節(jié)能設(shè)計(jì)是現(xiàn)階段實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能目標(biāo)的一個(gè)需要重點(diǎn)解決的問(wèn)題。由于現(xiàn)階段我國(guó)人們審美素養(yǎng)的全面提升,因此對(duì)建筑結(jié)構(gòu)以及建筑造型上過(guò)度追求美觀和多變,導(dǎo)致了設(shè)計(jì)人員在對(duì)建筑圍護(hù)構(gòu)造進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí),多注重墻體和屋面構(gòu)建設(shè)計(jì),外飄窗也廣泛應(yīng)用于設(shè)計(jì)中,但這些都在無(wú)形中增加了熱橋的產(chǎn)生,不利于建筑節(jié)能理念的實(shí)現(xiàn)。因此必須要做好外墻、門窗和屋面的保溫設(shè)計(jì),有效防止熱橋的產(chǎn)生,實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。

2.2.1 外墻保溫設(shè)計(jì)

在綠色建筑的設(shè)計(jì)過(guò)程中,外墻保溫設(shè)計(jì)是一個(gè)重要環(huán)節(jié),因此在對(duì)外墻進(jìn)行保溫設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該從整體出發(fā),從而達(dá)到節(jié)能目的。在外墻的設(shè)計(jì)過(guò)程中,可以使用保溫性能較好的材料來(lái)對(duì)其進(jìn)行施工,比如巖棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫板等。但是在實(shí)際施工中,應(yīng)該選擇質(zhì)量較好的材料,注意對(duì)建筑材料的運(yùn)輸問(wèn)題,以免造成材料損失。例如我國(guó)的世博中心(見圖1),在外墻射界上就遵循“3R”原則,大力增強(qiáng)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性,減少熱量損失。世博中心建筑整體為鋼架,施工速度快、能耗低,施工過(guò)程對(duì)周圍環(huán)境影響小。對(duì)建材也有很大的要求,選用的都是綠色、綠色、高效的建材。世博中心同其他很多大型公共建筑采用了大量的玻璃幕墻[3],但是它卻隱藏著節(jié)約能源的秘密,如使用了玻璃與鋁板、陶板、石材等多種形式的復(fù)合幕墻,并且使用了呼吸式玻璃幕墻(也被稱為雙層幕墻或熱通道幕墻)以及低輻射中空玻璃等新一代產(chǎn)品,陽(yáng)光充足的南側(cè)外墻,在兩層玻璃內(nèi)加了鐵絲,并加入了不活潑的空氣,起到了顯著的遮陽(yáng)保溫作用;北立面不用擔(dān)心日曬雨淋,它是一個(gè)巨大的、通透的、空心的玻璃窗,既有充足的自然光線,又有一眼望盡黃浦江的美麗景色。這些都可以滿足人們?cè)谑覂?nèi)對(duì)充足的日照和新鮮的空氣的需求,而且它們應(yīng)用了自遮陽(yáng)、太陽(yáng)能采集、雨水收集等多項(xiàng)環(huán)保技術(shù)。

圖1 世博中心

2.2.2 加強(qiáng)門窗的節(jié)能設(shè)計(jì)

在對(duì)建筑門窗設(shè)計(jì)的過(guò)程中,設(shè)計(jì)人員應(yīng)該關(guān)注門窗節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用,在設(shè)計(jì)過(guò)程中合理控制窗墻面積比,還要根據(jù)國(guó)家有關(guān)的設(shè)計(jì)節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)科學(xué)落實(shí)建筑結(jié)構(gòu)中門窗的設(shè)計(jì),綜合考慮不同地區(qū)以及房屋朝向和建筑功能性來(lái)確保門窗面積的合理性。而且門窗面積設(shè)計(jì)的合理,可以減少熱量的損失加強(qiáng)室內(nèi)的保溫程度。在對(duì)外墻門窗進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí),應(yīng)該考慮到如何實(shí)現(xiàn)門窗節(jié)能的全面提升,尤其是外墻玻璃門窗阻擋夏季太陽(yáng)輻射熱,進(jìn)入室內(nèi)和冬季室內(nèi)熱量的散失的最薄弱環(huán)節(jié),這部分的耗能是十分巨大的,所以在設(shè)計(jì)的時(shí)候要充分考慮到這一問(wèn)題,盡可能地選取更為合適的門窗玻璃材質(zhì)如單層或者多層中空低輻射的玻璃門窗[4],來(lái)增加玻璃門窗的熱工性能。對(duì)此可以選擇單層或多層中空或低輻射玻璃,還要提高門窗設(shè)計(jì)的氣密性,避免夏季熱量的滲入,冬季熱量的流失。此外設(shè)計(jì)人員還要考慮到門窗的遮陽(yáng)性,尤其夏季的時(shí)避免太陽(yáng)輻射直接進(jìn)入屋內(nèi)導(dǎo)致能耗的增加。

2.2.3 注重屋頂?shù)墓?jié)能設(shè)計(jì)

屋頂?shù)墓?jié)能設(shè)計(jì)是綠色建筑設(shè)計(jì)中重要的組成部分。由于屋頂?shù)拿娣e非常大,因此,它也是建筑能耗最高的部分之一。在進(jìn)行屋頂設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該充分考慮到其保溫隔熱性能,同時(shí)還要保證其具有良好的通風(fēng)效果,這樣才能在保證節(jié)能效果的同時(shí)還能夠有效地改善空氣質(zhì)量。對(duì)屋頂進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)首先要確定其所處的位置,然后再根據(jù)所處位置進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。由于建筑物的屋頂不僅可以遮擋陽(yáng)光,而且還可以為建筑物提供一定的緩沖空間[5],這樣就能夠?qū)ψ匀伙L(fēng)起到一定的阻擋作用。

2.3 從材料應(yīng)用角度出發(fā),加強(qiáng)綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)

隨著人們對(duì)生活環(huán)境質(zhì)量要求的不斷提高,對(duì)建筑材料的要求也越來(lái)越高,傳統(tǒng)建筑材料的使用不僅會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染,而且還會(huì)消耗大量的能源。所以,在進(jìn)行建筑節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)要注重綠色建筑節(jié)能材料的應(yīng)用,從而減少資源消耗。在進(jìn)行綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)需要根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況對(duì)綠色建筑節(jié)能材料進(jìn)行選擇和使用。以杭州低碳科技館按照為例(見圖2),總建筑面積3.37萬(wàn)m2,總投資將超過(guò)4億元。在建材上首先選用本地建材以減少材料運(yùn)輸過(guò)程中的碳排放;選用天然的、可回收的材料;幕墻的是采用太陽(yáng)能光復(fù)材料,這一建筑是按照“國(guó)家綠色建筑三星級(jí)”標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)和建設(shè),是名副其實(shí)的低碳建筑。科技館的外裝修材質(zhì)是金黃色的鋁板材,鋁板材若僅用作純粹的裝飾,與節(jié)能概念背道而馳。因此,這一建筑將鋁板材有序堆疊并放大,不僅表現(xiàn)出了“璞玉”的自然風(fēng)化概念,而且還將鋁材的底層設(shè)計(jì)成了穿孔板,并在一些微小的尺度差異處,直接使用縫隙結(jié)構(gòu),在鋼板幕墻與內(nèi)部墻體的縫隙中利用壓力差,產(chǎn)生一種能夠供氣流的中空結(jié)構(gòu),從而提高了外部空氣的循環(huán)效率,同時(shí)也能夠吸收陽(yáng)光的熱能,降低外部墻體的表層氣溫,從而達(dá)到節(jié)約能源的目的,實(shí)現(xiàn)了將建筑外形、裝修與節(jié)能三者有機(jī)融合的目的。

圖2 杭州低碳科技館

3 結(jié)語(yǔ)

隨著節(jié)能減排、生態(tài)保護(hù)和可持續(xù)理念的不斷貫徹落實(shí),現(xiàn)階段我國(guó)建筑行業(yè)的高耗能、高污染問(wèn)題已經(jīng)受到了高度的重視,企業(yè)只有立足時(shí)代發(fā)展需求,積極落實(shí)國(guó)家政策要求,及時(shí)改變自身的發(fā)展戰(zhàn)略,通過(guò)節(jié)能設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)建筑的節(jié)能降耗目標(biāo),促進(jìn)建筑企業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展,才能夠保障建筑行業(yè)長(zhǎng)久穩(wěn)定的發(fā)展下去。