對(duì)綠色建筑設(shè)計(jì)與節(jié)能技術(shù)探討

王愛偉

【摘 要】隨著建筑市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，環(huán)境的承載能力成為衡量發(fā)展?jié)摿Φ闹饕笜?biāo)。為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，創(chuàng)造與自然和諧的人居環(huán)境，提供健康、舒適、活動(dòng)空間，節(jié)儉使用有限資源與能源的綠色建筑，將逐漸成為人們的共識(shí)。本文就綠色建筑設(shè)計(jì)與節(jié)能技術(shù)進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】綠色建筑;設(shè)計(jì)原則;節(jié)能技術(shù)

引言

隨著時(shí)代不斷前進(jìn)，從低能耗建筑到零能耗建筑;從建成環(huán)境影響到全壽命周期評(píng)價(jià);從形體環(huán)境到人居環(huán)境;發(fā)展正經(jīng)歷著前進(jìn)方向上根本性的變革。綠色建筑是將可持續(xù)發(fā)展觀引入建筑設(shè)計(jì)的結(jié)果，要實(shí)現(xiàn)綠色建筑設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)師不僅需要以可持續(xù)發(fā)展的思想來反思傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念，還需要掌握多層次、多專業(yè)、多學(xué)科的整體設(shè)計(jì)模式。

一、綠色建筑的內(nèi)涵

關(guān)于綠色建筑的定義和內(nèi)容，學(xué)術(shù)界尚無完全一致的意見，但世界各國(guó)專家、學(xué)者的基本觀點(diǎn)是相同的：在全壽命周期內(nèi)，綠色建筑將消耗最少的能源和資源，對(duì)環(huán)境和生態(tài)產(chǎn)生最小的影響，同時(shí)為居住和使用者提供健康舒適的工作、居住和活動(dòng)空間?？梢娋G色建筑是實(shí)現(xiàn)“人、建筑、自然”三者和諧統(tǒng)一的重要途徑，也是我國(guó)實(shí)施21世紀(jì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。在綠色建筑諸多方面的特征中降低能源消耗便是最重要的特征之一。

1.建筑與生態(tài)

近年來，我國(guó)十分重視可持續(xù)發(fā)展觀，尤其針對(duì)保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能源和減少污染等方面制定和頒布了一系列法規(guī)，并組織研究、開發(fā)和應(yīng)用再生資源（如太陽能、地?zé)崮?、風(fēng)能、水能、生物能）及新型節(jié)能材料等許多新技術(shù)、新產(chǎn)品。開展了住宅性能認(rèn)定、生態(tài)住宅技術(shù)評(píng)估、健康住宅建設(shè)技術(shù)要點(diǎn)和居住區(qū)環(huán)境景觀設(shè)計(jì)導(dǎo)則等工作，并取得明顯成效。

2.建筑與環(huán)境建筑設(shè)計(jì)要充分考慮周圍環(huán)境，建筑的構(gòu)造、色彩、風(fēng)格等均須結(jié)合當(dāng)?shù)亓?xí)俗、技術(shù)和環(huán)境等條件，使建筑成為整個(gè)環(huán)境中的一個(gè)有機(jī)組成部分。建筑設(shè)計(jì)應(yīng)從“物質(zhì)環(huán)境、生態(tài)環(huán)境、社會(huì)環(huán)境和藝術(shù)環(huán)境“等方面綜合思考，樹立“遵循自然，回歸自然“的意向。處理好建筑與生態(tài)環(huán)境的相互關(guān)系，遵循生態(tài)平衡觀點(diǎn)和整體有序、循環(huán)再生原則，注重社會(huì)環(huán)境和藝術(shù)環(huán)境的再造。

3.建筑與節(jié)能

綠色建筑作為活的有機(jī)體，其外部圍護(hù)結(jié)構(gòu)如同人的皮膚一樣，維持各種生存所必須的功能，室內(nèi)外各種物質(zhì)、能量等的交換均由滲透性的“皮膚”進(jìn)行，以便維持健康、舒適的室內(nèi)生存環(huán)境質(zhì)量。因此，綠色建筑的節(jié)能技術(shù)尤其重要。

二、綠色建筑設(shè)計(jì)理念

1.綠色建筑與可持續(xù)發(fā)展

建筑是人類改變和適應(yīng)周圍環(huán)境的一種開發(fā)行為，建筑行為包含自然資源的消耗、改變和轉(zhuǎn)化，顯然這些行為在各方面都對(duì)環(huán)境造成影響，也將影響人類的可持續(xù)發(fā)展。

“綠色”是自然、生態(tài)、生命與活力的象征，它是表征人類與自然和諧共處、協(xié)調(diào)發(fā)展的文化，貼切而直觀地表達(dá)可持續(xù)發(fā)展的概念和內(nèi)涵?！熬G色建筑”的產(chǎn)生和發(fā)展，是將綠色思想引入建筑領(lǐng)域的結(jié)果，這是國(guó)際建筑界對(duì)人類可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略所采取的積極回應(yīng)，也必將成為未來建筑的主導(dǎo)趨勢(shì)。

2.綠色建筑設(shè)計(jì)基本原則

綠色建筑需要人類以可持續(xù)發(fā)展的思想反思傳統(tǒng)的建筑理念。理性設(shè)計(jì)的思維方式和科學(xué)程序的把握，是提高綠色建筑環(huán)境效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的基本保證。與傳統(tǒng)建筑相比，綠色建筑應(yīng)特別遵循以下基本原則：

（1）關(guān)注建筑的全壽命周期

建筑從最初的規(guī)劃設(shè)計(jì)到隨后的建造、運(yùn)行、改造及至最終拆除，形成了一個(gè)全壽命周期。若考慮到建筑的構(gòu)成材料，這一周期還應(yīng)前溯至原材料的開采、運(yùn)輸和加工過程，向后追溯到建筑廢棄、拆毀后的垃圾處理等全過程。關(guān)注建筑的全壽命周期就意味著，不僅要在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段充分考慮并利用環(huán)境因素，還要確保施工過程對(duì)環(huán)境的影響降至最低，且在運(yùn)行階段能為人們提供健康，舒適低耗無害的空間，并將拆除過程對(duì)環(huán)境的危害降到最低。

3.建筑節(jié)能

降低能源消耗是綠色建筑最重要的特征之一。建筑節(jié)能是指建筑物規(guī)劃、設(shè)計(jì)、新建（改建、擴(kuò)建）、改造和使用過程中，執(zhí)行建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，采用節(jié)能型建筑技術(shù)、工藝、設(shè)備、材料和產(chǎn)品，提高保溫隔熱性能和采暖供熱、空調(diào)制冷熱系統(tǒng)效率，加強(qiáng)建筑物用能系統(tǒng)的運(yùn)行管理，利用可再生能源，在保證建筑物室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的前提下，減少采暖供熱、空調(diào)制冷，控制照明、熱水供應(yīng)的能耗。

三、綠色建筑節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

1.建筑設(shè)計(jì)

合理的建筑設(shè)計(jì)是降低建筑使用過程中的能耗的重要前提條件。如當(dāng)一棟建筑的功能、規(guī)模、場(chǎng)地確定后，建筑的朝向和外形會(huì)在很大程度上影響建筑能耗。一般認(rèn)為，建筑體形系數(shù)小，單位建筑面積對(duì)應(yīng)的外表面積就小，這樣有利于降低采暖空調(diào)系統(tǒng)的負(fù)荷。其實(shí)，這種認(rèn)識(shí)只在一定程度上是正確的。采暖空調(diào)系統(tǒng)的負(fù)荷來自室內(nèi)外三部分，一是室內(nèi)外的溫差和太陽輻射傳熱，二是室內(nèi)人員設(shè)備、照明產(chǎn)生的熱量，三是向室內(nèi)提供新鮮空氣所需的能耗，其中前兩部分的負(fù)荷，有時(shí)是相互疊加，有時(shí)又相互抵消。

2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)

建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能的優(yōu)劣，是直接影響建筑使用能耗大小的重要因素。我國(guó)根據(jù)一月份和七月份的平均氣溫，劃分嚴(yán)寒地區(qū)、寒冷地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)、夏熱冬暖地區(qū)和溫和地區(qū)五個(gè)不同的建筑氣候區(qū)，各地的氣候差異很大，建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)與建筑所處環(huán)境相適應(yīng)。

3.可再生能源應(yīng)用技術(shù)

（1）太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)

太陽能屬可再生能源，其最大優(yōu)點(diǎn)是減少污染、保護(hù)生態(tài)環(huán)境。獨(dú)立運(yùn)行的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池板、控制器、蓄電池和逆變器組成，若并網(wǎng)運(yùn)行，則無需蓄電池組。我國(guó)年均太陽能輻射量為5000WJ，年均日照時(shí)間為2200h，資源相當(dāng)豐富。目前，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)所主要包括建筑物部分用電設(shè)備、環(huán)境照明（如庭院燈、草坪燈等）、道路照明、體育場(chǎng)照明等，隨系統(tǒng)造價(jià)的降低，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)所會(huì)越來越多。

5.建筑智能化系統(tǒng)

綠色建筑與智能建筑的共同點(diǎn)是建筑節(jié)能與環(huán)境控制。智能建筑（lB）是以建筑為平臺(tái)，兼?zhèn)浣ㄖO(shè)備、辦公自動(dòng)化及通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，集結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)、管理及它們間的最優(yōu)化組合，向人們提供安全、高效、舒適、便利的建筑環(huán)境。

建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)（BAS），將建筑物、建筑群內(nèi)的電力、照明、空調(diào)、給排水、防災(zāi)、保安、車庫管理等設(shè)備或系統(tǒng)構(gòu)成綜合系統(tǒng)，以便集中監(jiān)視、控制和管理。系統(tǒng)顯著的功能就是建筑節(jié)能與環(huán)境控制。

6.照明技術(shù)

照明也是建筑的耗能大項(xiàng)，在商業(yè)建筑中，照明能耗可占總能耗的20%～30%。照明不僅本身消耗能量，在有空調(diào)降溫需求的場(chǎng)合，照明能耗還增大了空調(diào)系統(tǒng)供冷的需求。在綠色建筑中，可通過采用晝光照明、先進(jìn)的照明技術(shù)和高效合理的照明設(shè)計(jì)來降低照明能耗。

照明技術(shù)的發(fā)展為照明節(jié)能提供技術(shù)支撐。為滿足同樣的照度要求，高光效的光源和燈具比普通光源和燈具消耗的電能要低得多。另外，從建筑設(shè)計(jì)角度應(yīng)對(duì)降低照明能耗作出強(qiáng)制性規(guī)定。我國(guó)新版《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定了各類房間照明功率密度（LPD）限值，就是要在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)控制過度照明的發(fā)生。

結(jié)束語

“綠色建筑”的提出，給建筑設(shè)計(jì)及技術(shù)應(yīng)用帶來理念上的變革。在創(chuàng)造適合人們生活、工作和開展其他社會(huì)活動(dòng)場(chǎng)所的同時(shí)，盡可能提高資源利用率、減少環(huán)境污染，是建筑科技工作者一項(xiàng)光榮而艱巨的任務(wù)，也是我們應(yīng)該承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任。