低能耗建筑優(yōu)化與生態(tài)環(huán)保設(shè)計(jì)的工程實(shí)踐

來源：建筑設(shè)計(jì) 瀏覽：- 發(fā)布日期：2024-11-15 09:04:35

低能耗建筑是指在現(xiàn)代建筑中通過建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化、常規(guī)能源系統(tǒng)優(yōu)化和再生能源利用等技術(shù)，大幅降低其常規(guī)能源使用量，降低其碳排放的同時(shí)，提升建筑的環(huán)境友好度，相比常規(guī)建筑而言，能定義為低能耗建筑的目標(biāo)是至少實(shí)現(xiàn)15%以上的能源節(jié)能和資源節(jié)能。隨著該理念的提出，目前我國已經(jīng)在建設(shè)中取得了一定的突破，比如清華大學(xué)超低能耗示范樓，通過物理建設(shè)構(gòu)型優(yōu)化及相關(guān)節(jié)能材料的使用，再配上高效的再生能源系統(tǒng)的支持和現(xiàn)代智能化系統(tǒng)的控制，基本上達(dá)到了節(jié)能45%的設(shè)計(jì)目標(biāo)，這充分說明了打造低能耗建筑在我國具有很好的實(shí)踐可行性。下面淺談一下低能耗建筑優(yōu)化與生態(tài)環(huán)保設(shè)計(jì)的工程實(shí)踐：

1、加強(qiáng)現(xiàn)代綠色環(huán)保建筑材料的使用，從源頭上提升生態(tài)環(huán)保性

從材料選擇的源頭上進(jìn)行控制，是保證低污染低排放的第一要素，也是實(shí)現(xiàn)低能耗的第一道關(guān)卡，在選擇節(jié)能材料的過程中，要考慮材料的三個(gè)特性：

第一就是建筑材料的使用率，即是該類材料能否在建筑中進(jìn)行大范圍使用，要善于從全局角度衡量其對(duì)建筑環(huán)保性能的有效提升度，同時(shí)在考慮使用率的過程中，也能通過其使用范圍衡量其成本，從一定程度上幫助完成造價(jià)管理;然后是建筑材料的使用壽命，主要考慮這種節(jié)能材料是否能長期發(fā)揮節(jié)能低碳的效益，如果是一次性材料，則要考慮以后需要更換使用的材料浪費(fèi)和替換成本等問題;最后就是節(jié)能材料和其他材料的協(xié)調(diào)能力，即是該材料是否對(duì)建設(shè)環(huán)境有較高的要求，能否和其他材料形成相互映襯的關(guān)系，如果具備“1+1>2”的聯(lián)合使用功效，則要優(yōu)先考慮材料的組合搭配問題。

以下提出幾個(gè)具有很大潛力的生態(tài)環(huán)保材料：首先就是EPS泡沫，通過向該泡沫中加入了防火劑，其本身還具備質(zhì)量輕、抗老化能力強(qiáng)、防水透氣等多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，該材料配合歐松板使用，其壽命也可長達(dá)50年之久，非常符合現(xiàn)代低能耗建筑的設(shè)計(jì)理念;然后是硅藻泥建筑材料，該材料疏松多孔，作為涂料使用，可有效完成消除甲醛、凈化異味、降噪隔音、隔熱環(huán)保和呼吸調(diào)試的功能，很貼近于自然生態(tài)，但是該材料不防水不耐污，需要搭配其他材料混合使用;最后就是現(xiàn)代建筑陶瓷，作為人工合成領(lǐng)域中的重要建筑材料，建筑陶瓷可根據(jù)需求燒結(jié)出不同的形態(tài)特點(diǎn)。建筑陶瓷的通用特點(diǎn)有強(qiáng)度高、防潮、防火、耐酸、耐堿、抗凍、不老化、不變質(zhì)、不褪色、易清潔等優(yōu)點(diǎn)，并且其材料來源易得，成本較低，因此是當(dāng)下建筑設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要材料選擇范圍。

2、低能耗建筑的局部生態(tài)設(shè)計(jì)

低能耗建筑的局部設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)從建筑角度做好優(yōu)化工作，體現(xiàn)出環(huán)保生態(tài)性能。像是在墻面設(shè)計(jì)方面，要充分考慮其環(huán)保方面的隔熱、隔音等功效，在外墻設(shè)計(jì)中，還要從生態(tài)環(huán)保設(shè)計(jì)角度考慮其和周邊環(huán)境的融合度，提升建筑與環(huán)境的協(xié)調(diào)性;在頂棚設(shè)計(jì)中，要根據(jù)需求先設(shè)計(jì)好頂棚的材料選擇和構(gòu)型設(shè)計(jì)，該部分常用的設(shè)計(jì)材料有木板、PVC塑料扣板、玻璃、金屬等多種，根據(jù)個(gè)人項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)來看，在太陽能頂棚設(shè)計(jì)中，會(huì)使用較多的玻璃材料，如果是為了遮光設(shè)計(jì)，則可考慮使用木板塑料板或者金屬，一般而言金屬材料的耐久性相對(duì)較好，但是薄板金屬頂棚會(huì)在雨天或者被大風(fēng)擾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生較大的噪音，在消除噪音上需要更高的投入。

在局部設(shè)計(jì)中，要注意保障局部功能的最大化實(shí)現(xiàn)，像是被稱為建筑肺部的中庭結(jié)構(gòu)，合理的設(shè)計(jì)是，在夏季的晴天要能有效降低太陽直射，將過高的太陽熱量散發(fā)到建筑中庭上部，讓下部保持冷空氣高氣壓狀態(tài)，而在冬日，則要保障中庭能較好地接受太陽輻射，當(dāng)室外氣壓較高時(shí)，還要保證中庭具有較好的保溫設(shè)計(jì)，同時(shí)保障空氣流通在室內(nèi)進(jìn)行循環(huán)，讓室內(nèi)暖空氣不會(huì)快速消散。

最后在局部設(shè)計(jì)上還值得一提的就是屏風(fēng)，這在大型場所，尤其是辦公區(qū)和商業(yè)樓中具有很好的使用環(huán)境，屏風(fēng)本身可發(fā)揮宣傳推廣，美化環(huán)境的作用，正確的屏風(fēng)位置可以更好地調(diào)節(jié)室內(nèi)的空氣流通，這需要設(shè)計(jì)人員具備完善的室內(nèi)空氣流動(dòng)機(jī)理的相關(guān)研究。

3、低能耗建筑的整體生態(tài)設(shè)計(jì)

低能耗建筑的整體生態(tài)設(shè)計(jì)體現(xiàn)在建筑各部分之間要形成良好的空間配合，要最大化利用空間價(jià)值，發(fā)揮空間效益。

在整體空間設(shè)計(jì)中，要善于結(jié)合自然環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)，盡量實(shí)現(xiàn)和環(huán)境的統(tǒng)一協(xié)調(diào)，保證其環(huán)保生態(tài)性，比如在通風(fēng)設(shè)計(jì)上，要善于結(jié)合自然風(fēng)向進(jìn)行設(shè)計(jì)，盡量降低建筑對(duì)空調(diào)的依賴性，從而完成節(jié)能目標(biāo)，比如在建筑不同的向陽面采用不同的吸熱放熱設(shè)計(jì)，讓建筑在不同的通風(fēng)口形成氣壓差，從而推動(dòng)自然通風(fēng)的實(shí)現(xiàn)，這在大型建筑和人流密集的商業(yè)建筑中，可極好地降低空調(diào)系統(tǒng)的能耗問題。

除了采光和通風(fēng)，建筑的保暖設(shè)計(jì)也是重要的探討方向，尤其是我國北方地區(qū)，每年冬日的建筑供暖會(huì)產(chǎn)生極大的碳排放量，因此針對(duì)建筑保暖設(shè)計(jì)具有極好的現(xiàn)實(shí)意義。根據(jù)個(gè)人工程設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為，保暖上一要優(yōu)化建筑系統(tǒng)的供暖系統(tǒng)，提升建筑的熱利用率，再要就是降低建筑的散熱效果。為了達(dá)到此目標(biāo)，在低能耗建筑設(shè)計(jì)中，通過集中供熱的方式，將建筑的供熱點(diǎn)統(tǒng)一，降低分散供熱的熱損耗，同時(shí)，在管道方面，盡量將供熱管道設(shè)計(jì)到建筑內(nèi)部，讓其余熱也能為建筑升溫做貢獻(xiàn)；在控制散熱方面，除了建筑中的墻體隔熱設(shè)計(jì)外，降低門窗面積，提升其密封效果，采用雙層窗戶設(shè)計(jì)等手段都是提升建筑保溫效果的有效途徑，在實(shí)際建設(shè)中要善于根據(jù)需求進(jìn)行結(jié)合使用。

4、建筑再生能源的開發(fā)利用

在低能耗建筑的設(shè)計(jì)中，除了降低對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴性，開發(fā)新型再生能源為建筑供能也是重要的設(shè)計(jì)方向，當(dāng)下在新能源的開發(fā)中，風(fēng)能和太陽能是主要開發(fā)方向，局部地區(qū)也有使用地?zé)崮芎统毕艿膬?yōu)勢。

在太陽能的利用上，最常見的就是安裝太陽能電池板吸收光能進(jìn)行發(fā)電，該舉措在光照強(qiáng)烈的地區(qū)有較好的普及效果，但是考慮到大面積安裝太陽能電池板費(fèi)用過高的問題，當(dāng)下一種新型玻璃幕墻太陽能技術(shù)得到了較好的應(yīng)用，通過將太陽能核心系統(tǒng)加入玻璃幕墻中，在實(shí)現(xiàn)建筑遮光的同時(shí)將多余的光能轉(zhuǎn)化為太陽能，極好地利用了區(qū)域內(nèi)的太陽能，有的小區(qū)通過建立大面積太陽頂棚的方式利用太陽能，其方式也非常值得學(xué)習(xí)，總之在新能源的利用上，要善于根據(jù)環(huán)境進(jìn)行選擇。