论绿色建筑空间中的生态节能

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论绿色建筑空间中的生态节能 应运在可持续发展战略下的新世纪建筑，也必然走着可持续建筑的脚印。这也必然决定了生态绿色、节能建筑将成为人们对建筑更高的要求。因此，绿色生态节能的建筑空间设计必将成为未来建筑中的主导与基调。 绿色建筑概念的内涵与释义 在我国颁布了《绿色建筑评估标准》后，这一全新的命题正式进入建筑界。它的内涵是在城市建设过程中实现可持续理念的方法，需要有明确的设计理念，具有技术支持和可操作体系。又融入节能建筑的涵义——采用新型材料，加强能用设备管理，提高采暖、制冷、照明、通风、给排水和通道的运行效率，利用可再生资源，降低建筑能耗。以及生态建筑理念——尽可能利用当地环境气候、地势、阳光、水、空气等特点保留自然因素，减少破坏使生态系统能够健康运行。所以绿色建筑也是生态节能建筑，它是通过在设计、建造、使用、维护、和拆除等全生命周期各个阶段进行仔细与全面的考虑，以提高建筑在土地、水、材料、能源等方面的利用效率，同时减小建筑对人们健康以及周边环境的负面影响为目标的实践活动。重点在合理的建筑选址、节水、能源和大气环境材料和资源、室内环境质量，这五个方面。总结为三点就是1.最大限度减小对地球资源与环境的负荷和影响，最大限度利用已有资源。2.创造健康、舒适的生活环境。3.与周围自然环境相融合。 绿色建筑的发展对未来的意义  针对目前我国建筑的情况，99%的建筑均为高能耗建筑，在新建建筑中95%仍属于高能耗建筑。对于当前房屋建筑持续增加，农村人口城市化转移，家用电器数量增加，采暖区大大向南扩展。据专家统计预测，按照目前建筑能耗水平的情况发展，，到2020年我国建筑能耗将达到10.89亿tec（tec，标准煤，1kg煤炭的发热量为8.14kw/h）是如今的三倍，空调高峰期负荷相当于10个三峡发电站满负荷出力。如此可见建筑节能已成为国家的重大战略，如果现在加强绿色建筑的发展逐步对既有建筑进行节能改造，那么到2020年我国建筑能耗将减少3.35亿tec相应可减少电力建设投资约6000亿元。 绿色建筑在完成能源节约与防止污染的同时更是人们思想的回归，经历了工业化革命的洗礼人类正面临着全球生态恶化资源危机，而绿色建筑正积极的以尊重自然顺应自然和谐共生的人类价值观作为一种建造方式表达了人们敬畏自然天人合一的朴素意识。当生态系统融入人居系统的同时，在生理需求与功能需求的基础上人们的心里需求得到了更好的满足。绿色建筑必将通过高科技水平和高新技术的应用推广，降低资源能耗达到和谐宜居生态人居环境建设水平，发现新资源、再生资源、循环资源，缓解并最终解决威胁人类社会发展进步的自然资源与环境问题，这是工业革命后人类从与自然竞争到与自然和谐的理念转变。 能源在绿色建筑设计中的发挥与运用 绿色建筑的运用范围已经从能源方面扩展到了全面审视建筑活动对居住者周边环境的影响，这是空间的全面性，同时还有时间的全面性，包括从原料开采运输、加工、建造使用、维修改造、拆除等各个环节，把绿色建筑看作成和我们一样的生命体。 绿色建筑的系统设计分为规划阶段和单体建筑设计阶段，在这之中设备的系统节能和再生能源利用的技术手段是设计重点。规划阶段主要考虑到群体布局中的热工环境和风环境，实现良好的室外热环境，铺面材料尽可能用草皮注意地形地物的有效利用，减小对微气候的影响。单体设计阶段主要从建筑的形体、维护结构、屋顶节能考虑。体型以正方形有利，外墙注意开口率、构造（减少热量侵入易于散热）材料（大理石、金属涂膜反射玻璃，降低外墙热传导）屋顶可设置空气层加强隔热效果。对于建筑设备适当减小容量提高系统效率，采用可变量控制是一种趋势。下面主要从再生能源的利用来分析绿色建筑。 太阳能作为取之不尽的能源是建筑节能中的首选，这个系统主要由五个因素构成，采光面、热吸收装置、蓄热材料、传送系统、控制系统。白天通过采光面吸收阳光被蓄热材料存储（冷→热）晚上在温差下进行释放（热→冷）从而维持全天的温度，传送系统再把太阳能循环到不同区域，而夏季通过控制装置避免夏季过热。这种设备的介入要求建筑设计中体系应当紧凑，例如住宅中餐厅在东南，起居室在正南，卧室西南，交通储藏放在北侧，融入开间大进深小的阳光间。设计中需注意避免太阳直射造成热环境和视觉的不舒适，应根据居住情况结合玻璃创造采暖条件，而夏季需要在阳光间设置地毯、壁画、木装饰避免过度吸热，做好遮阳措施。阳光间中的太阳能透射墙利用传热时间的滞后完成夜晚的散热，室内地板下的鹅卵石床与空气集热器完成空气变冷后的重新加热利用机械手段使室内空气达到循环供热，形成对流路式。蓄热式屋顶白天将保温板关掉靠水袋吸热晚上开启保温板与外界绝热。夏季相反达到采暖降温的双重功能。阳光间还可以置于屋顶通过天窗的可控制性收集太阳能。阳光间与屋顶才光对建筑造型产生的效果使得南向通常会有大面积的通窗增大受热面积，用大屋顶将北墙压低南墙升高，在北墙外推土绿植减小热量散失阻挡北方，在冬季利用太阳的斜射获得最大取热方式，这种对空间的影响是我们在建筑设计中需要注意的。 在远古的人们就懂得利用地洞御寒，这主要因为土壤优良的热工性质。如今人们已经开始利用土壤作为建筑的冷源和热源通过一定厚度的土壤结构来维持建筑室内的恒温。通过管道设施把空气引入地下再联通到室内使干燥的空气得到降温和加湿，土壤上的植物又可保证吸收过度的湿气室内空间达到很好的空气质量。这种利用地热能的设计需要对环境的有很好的结合把握力，利用覆土、绿植的方法对建筑外表面肌理效果产生美的效果，以及利用原本的地势地貌结构设计建筑空间将其融入是再设计中需要重点考虑的。 室内空间的空气质量更决定于通风，促进室内换气时利用风能的主要方面，这与住宅内部平面和空间组合以及形体有密切关系。在平面布置中，住宅方向应垂直夏季主导风向，对于不能很好利用风向的可设置一些捕风塔，利用风能垂直分布的特性和空气的烟囱效应使住宅内获得竖向通风在建筑适当部位及主导风向开设可开闭孔洞促进室内空气循环，改善室内热环境。通过设置多格子透气的墙把风引入室内，从室内可见室外但室外看不见室内，同时微量的换气可以抑制墙体发霉，这种新材料在公共建筑的外墙中可以运用。窗户具有风的进出口作用，在其周围采取措施可获得良好的通风效果。窗户的尺寸对气流速度流场有很大影响，采用立轴旋转窗的形式可以有效控制风量。在平面设计上两个开口的位置关系决定了风的通道，但室内的家具摆放需要注意避免对通风产生影响。从剖面设计上基本把进气口放在较低的位置上把出气口放在较高的位置上，注意开口面积的平衡，增大出口面积比增大进口面积更有效果。提高顶棚高度，形成上下贯通的空间利用上下温差进行自然换气（烟囱效应），或利用太阳辐射促进产生上升气流。这些在建筑空间中的组合运用可以起到很好的通风效果，相对机械通风更加有效、节能、环保。 案例一：弗莱堡太阳能屋，这座建筑的能源需求可以全部依赖太阳能满足，屋顶的太阳能集热器提供热水，光电管提供电能。这两层建筑的南立面设计成一个半圆形，所有住房都朝南，楼梯走廊位于北，采暖依赖于南侧窗户透明保温材料良好的隔热保温白天可以充分保存阳光所带来的辐射热量，地下热交换机也可以预先加热或冷却进入室内的空气有很好的通风效果，为了避免过度吸热，自动控制窗帘在集热器和透明保温材料上起到调节作用。日照量完全满足采光以及提供使建筑完全自给自足的太阳能资源。在没有阳光的时候光电管的电量可以使氢氧存储系统水解通过热交换机用来加热热水。电力只在地日照的情况下使用。建筑北墙由硅酸钙砖纤维素保温材料构成，表面覆盖模板，南侧内墙也是硅酸钙砖，隔热层由透明聚碳酸酯蜂窝状隔热材料构成，外侧由木质结构层透明保温材料与外侧玻璃之间有百叶窗帘，内外窗采用内冲氪气低辐射双层玻璃。这些新型环保科技材料是绿色建筑构成的基础。整个建筑可以在电脑程序下运作，这个建筑本身是为一个三口之家设计，现在改成一家太阳能营销公司的办公用房，可见这样的技术是可以应用在居住与公用建筑中的 案例二：北德清算银行，此大楼占地面积14000㎡使用面积298000㎡，生态策略设计集中于利用自然资源如太阳、风、室外空气和地下低温，完全不需要使用空调。，办公室最大限度使用自然采光，减少了人工照明，所有的房间都能开窗进行自然通风，建筑裙房和商业用房中间的空隙成了庭院和中空的双层立面之间的气流通道。室内的水景也对微气候有着积极作用，夏季有助于防止地面温度过高。走廊墙壁有了通风孔增加了自然通风效果，通过烟囱效应将室内空气从屋顶排出。建筑的制冷作用是通过对结构的直接降温达到的， 18℃的冷水导入浇注在混凝土楼板内的聚乙烯管道系统这些冷水在夜里冷却楼板，储存的冷量白天在慢慢辐射到室内，冷水是由一个和高层主楼下的的基础柱相连的热交换器提供的，冬天冷水经地下热交换器热泵系统将水温提升至30℃，这些低辐射降温后的水又可通过结构释放到地下等到夏季在用作楼板的制冷。大楼采用桩基打入地下20m为了采取地热，在混凝土基础中设有77000m管道，为整个大楼的经济性强而环保的能源系统提供了保障，承重结构为能源传递起到作用，产生了能源桩的概念。这是利用地热和风能源的高层公建，但对建筑所在区域的气候有一定要求，温差不能太大，适合温带地域，在建筑设计中需要注意。 植物系统在绿色建筑中的发挥与运用 从绿色建筑的生态系统理念出发，植物是生态系统唯一的生产者，具有极重要的地位。同时植物使建筑更具有生命力系统，他不仅起到美观和装饰作用，还有更重要的功能作用。植物系统是生态系统的重要组成部分，它是绿色植物通过光合作用将太阳能从地球生态系统之外传输到地球生态系统之中，促使地球生态系统生生不息的能量流动与物质循环。其运用在建筑之中是指建筑场地与建筑本体上的植物，改善单体建筑形态与环境性能之间的关系。 植物的具体功能主要体现在1.植物能遮挡阳光，降低温度，实现建筑节能，降低外界能源的消耗。2.减少灰尘降低噪声。3.吸收多种有毒气体、净化空气。4.分泌杀菌素有保健功能。5.具有防火防灾功能。6.能够过滤净化污水。7良好的景观功能和文化功能。 在建筑的东西两侧进行遮阳的设计，在建筑的主导风向上有很好的挡风效果，在道路的两侧有防尘的效果。在植物品种选择上通过单体美创造群体美，注意颜色的搭配树龄的一致，以及群落的层次性。但绿植在高层中存在盲区，所以屋顶绿化、立体绿化必会成为城市化进程的必然趋势。在设计中可通过平屋顶和斜坡顶进行设计，在结构中需要对荷载，和屋顶构造进行把握，在结构层的基础上设置防水防根层，排水层，植物基质层。在植物品种中以低矮灌木、草坪、攀缘植物为主，选择易修剪、抗风抗旱的无污染植物。 案例：上海生态住宅示范楼一号住宅，此建筑获得绿色建筑创新奖。建筑平面采用拼联式户型设计，大进深，小面宽，建筑中部设置可开启天窗的内院，空间布局借助楼梯是南北部分错层布置室内空间丰富，半地下层为设备间和家庭影院。一层主要为起居室，二层为主层两间南向的卧室、厨房向内庭开窗的餐厅，三层为主人专用加入屋顶花园，绿化屋面与山墙扩大植物覆盖率。有效的改善景观调节气候形成十几厘米的空气层，起到进一步的隔热作用，避免夏季西晒。将室内绿化与室外绿化联系在一起，可以有效改善空气质量，在建筑空间中可以有意识的加入绿植。 我对绿色建筑的看法 绿色高性能建筑一直是社会普遍关心的问题。在目前建筑高耗能的形势下，这种不可持续发展的建筑必将被绿色建筑取代。人类在地球上的急速繁衍和人类物质活动规模的加速膨胀，这也是中国目前的国情，建筑的土地生态价值也成为建筑寿命的核心，而高年限的建筑使用寿命对我国建筑业的经济发展也是至关重要的。尽管绿色建筑还处在研究阶段，许多技术在施工中不能很好运用，建筑商业价值回报很低，造价昂贵。但高于经济的环境资源问题使我们真正应该关注的。随着建筑与科学技术的密切合作，跨行业的学术交流，在技术设施的支持下绿色建筑必会普及代替高能耗建筑。建筑空间设计是一种奢侈的艺术品，我们从事在这个行业之中一定要肩负起责任，为人们创造健康舒适的生活方式，而绿色建筑是我们前行中的必经之路。 文献参考： 《节能建筑》《绿色建筑》《建筑环境学》 《城市住宅增刊——生态住宅专辑》