低能耗建筑優(yōu)化與生態(tài)環(huán)保設計的工程實踐

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

低能耗建筑是指在現代建筑中通過建筑設計優(yōu)化、常規(guī)能源系統優(yōu)化和再生能源利用等技術，大幅降低其常規(guī)能源使用量，降低其碳排放的同時，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是至少實現15%以上的能源節(jié)能和資源節(jié)能。隨著該理念的提出，目前我國已經在建設中取得了一定的突破，比如清華大學超低能耗示范樓，通過物理建設構型優(yōu)化及相關節(jié)能材料的使用，再配上高效的再生能源系統的支持和現代智能化系統的控制，基本上達到了節(jié)能45%的設計目標，這充分說明了打造低能耗建筑在我國具有很好的實踐可行性。下面淺談一下低能耗建筑優(yōu)化與生態(tài)環(huán)保設計的工程實踐：

1、加強現代綠色環(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行控制，是保證低污染低排放的第一要素，也是實現低能耗的第一道關卡，在選擇節(jié)能材料的過程中，要考慮材料的三個特性：

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行大范圍使用，要善于從全局角度衡量其對建筑環(huán)保性能的有效提升度，同時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和替換成本等問題;最后就是節(jié)能材料和其他材料的協調能力，即是該材料是否對建設環(huán)境有較高的要求，能否和其他材料形成相互映襯的關系，如果具備“1+1>2”的聯合使用功效，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，其本身還具備質量輕、抗老化能力強、防水透氣等多個優(yōu)點，該材料配合歐松板使用，其壽命也可長達50年之久，非常符合現代低能耗建筑的設計理念;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;最后就是現代建筑陶瓷，作為人工合成領域中的重要建筑材料，建筑陶瓷可根據需求燒結出不同的形態(tài)特點。建筑陶瓷的通用特點有強度高、防潮、防火、耐酸、耐堿、抗凍、不老化、不變質、不褪色、易清潔等優(yōu)點，并且其材料來源易得，成本較低，因此是當下建筑設計中的一個重要材料選擇范圍。

2、低能耗建筑的局部生態(tài)設計

低能耗建筑的局部設計應當從建筑角度做好優(yōu)化工作，體現出環(huán)保生態(tài)性能。像是在墻面設計方面，要充分考慮其環(huán)保方面的隔熱、隔音等功效，在外墻設計中，還要從生態(tài)環(huán)保設計角度考慮其和周邊環(huán)境的融合度，提升建筑與環(huán)境的協調性;在頂棚設計中，要根據需求先設計好頂棚的材料選擇和構型設計，該部分常用的設計材料有木板、PVC塑料扣板、玻璃、金屬等多種，根據個人項目經驗來看，在太陽能頂棚設計中，會使用較多的玻璃材料，如果是為了遮光設計，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較好，但是薄板金屬頂棚會在雨天或者被大風擾動時產生較大的噪音，在消除噪音上需要更高的投入。

在局部設計中，要注意保障局部功能的最大化實現，像是被稱為建筑肺部的中庭結構，合理的設計是，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，當室外氣壓較高時，還要保證中庭具有較好的保溫設計，同時保障空氣流通在室內進行循環(huán)，讓室內暖空氣不會快速消散。

最后在局部設計上還值得一提的就是屏風，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，屏風本身可發(fā)揮宣傳推廣，美化環(huán)境的作用，正確的屏風位置可以更好地調節(jié)室內的空氣流通，這需要設計人員具備完善的室內空氣流動機理的相關研究。

3、低能耗建筑的整體生態(tài)設計

低能耗建筑的整體生態(tài)設計體現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值，發(fā)揮空間效益。

在整體空間設計中，要善于結合自然環(huán)境進行設計，盡量實現和環(huán)境的統一協調，保證其環(huán)保生態(tài)性，比如在通風設計上，要善于結合自然風向進行設計，盡量降低建筑對空調的依賴性，從而完成節(jié)能目標，比如在建筑不同的向陽面采用不同的吸熱放熱設計，讓建筑在不同的通風口形成氣壓差，從而推動自然通風的實現，這在大型建筑和人流密集的商業(yè)建筑中，可極好地降低空調系統的能耗問題。

除了采光和通風，建筑的保暖設計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產生極大的碳排放量，因此針對建筑保暖設計具有極好的現實意義。根據個人工程設計實踐經驗認為，保暖上一要優(yōu)化建筑系統的供暖系統，提升建筑的熱利用率，再要就是降低建筑的散熱效果。為了達到此目標，在低能耗建筑設計中，通過集中供熱的方式，將建筑的供熱點統一，降低分散供熱的熱損耗，同時，在管道方面，盡量將供熱管道設計到建筑內部，讓其余熱也能為建筑升溫做貢獻；在控制散熱方面，除了建筑中的墻體隔熱設計外，降低門窗面積，提升其密封效果，采用雙層窗戶設計等手段都是提升建筑保溫效果的有效途徑，在實際建設中要善于根據需求進行結合使用。

4、建筑再生能源的開發(fā)利用

在低能耗建筑的設計中，除了降低對傳統能源的依賴性，開發(fā)新型再生能源為建筑供能也是重要的設計方向，當下在新能源的開發(fā)中，風能和太陽能是主要開發(fā)方向，局部地區(qū)也有使用地熱能和潮汐能的優(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行發(fā)電，該舉措在光照強烈的地區(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用過高的問題，當下一種新型玻璃幕墻太陽能技術得到了較好的應用，通過將太陽能核心系統加入玻璃幕墻中，在實現建筑遮光的同時將多余的光能轉化為太陽能，極好地利用了區(qū)域內的太陽能，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習，總之在新能源的利用上，要善于根據環(huán)境進行選擇。