建筑节能设计优化

【摘 要】节能是绿色建筑的核心,特别是在中国现实的能源供应结构下,建筑节能既可以节约费用,也可以减少环境行染.本文深入分析了对建筑节能设计的评价,同时针对建筑场地、室内环境以及室内照明等方面,提出建筑节能设计优化思路.

【关 键 词】建筑节能；室内照明；室内环境；场地优化

1.对建筑的节能设计评价

节能是绿色建筑的核心,特别是在中国现实的能源供应结构下,建筑节能既可以节约费用,也可以减少环境行染.建筑节能通常都采用开源和节流两种方式,开源是指采用无污染的清洁能源来代替传统能源的使用,如太阳能、风能、地热能、生物质能等等；节流可以分为建筑的被动式设计和主动式设计两方面,被动式设计主要从建筑的选址、朝向、遮阳、自然通风等方面优化建筑物理方面的特性来达到降低能耗的目的；主动式设计主要通过优化建筑的机电系统,提高建筑能耗运营管理效率等方式来降低能耗.为此,中国绿色建筑评价从开源和节流的两大方面对建筑节能进行了明确的规定.

实际上,在建筑节能方面除了对建筑的围护结构的保温性能、机电设备的效率、照明功率等提出最低要求外,还需要对建筑的综合能耗水平提出强制要求.中国绿色建筑评价标准提出了许多具体的技术措施,但是对整体的能耗水平无强制要求.因此,依据LEBD系统进行建筑的节能设计更加灵活,给设计团队留有充分的空间,而且不管什么样的技术整合,只要在总体能耗上能满足节能要求即可.而中国绿色建筑设计标准的条文限制了设计的发挥,条文并不能适用于任何地区、任何形式的建筑.且总体能耗水平无从计量.因此参考中国绿色建筑设计标准的同时,宜采用LEED系统的指导方式,用综合能耗作为检验技术可行性的标准.

在参考两套标准的基础上,我们可以归纳出一些适宜的具体节能技术,如：围护结构的保温方面,可考虑绿化屋顶、垂直绿化等；高效的机电系统和节能空调设计方面,可考虑地源热泵（浅层地热能在国标中算可再生能源的一种）结合区域的新风热回收、自然通风等技术；在照明方面,可考虑绿色照明设计,即在采用节能灯具的同时结合自然采光达到提高室内光环境的品质,同时降低照明能耗的目的；在可再生能源方面,除地源热泵外,考虑太阳能热水这种较经济实用的方式.

2.基于节能对建筑场地优化处理

在绿色建筑的理念中,建筑场地占有相当一部分的比重,因为建筑活动不仅在施工期间对场地有严重的干扰,甚至还会发生根本性的变化.例如,场地原有的自然水循环就因为不透水的建筑的屋顶和路面而被打破,场地内原有的微生态群落和平衡也不复存在.改变单个建筑场地的影响似乎很微小,但是无数的这样的场地集合起来的影响就没有办法忽视.以上海为例,大面积的场地硬化和相对落后的城市排水系统能力造成城市在雨水期的经常性内涝,同时却是城市低下水位的逐年下降大面积的传统屋顶造成了城市严重的热岛效应；城市夜空的光污染让人们很难再抬头看到星空,同时也改变了城市夜间的生态群落；如上等等的负面的结果都是因为我们在进行建筑设计的时候,很少或者从未考虑过如何对场地的自然特性进行保护和优化.

在绿色建筑的评价体系中,无一例外地都考虑到建筑场地的保护.通过全面考虑绿色建筑所有相关特性,还需对比LEED系统和国标对建筑场地优化方面的条款,通过对比分析,我们可以找出适合项目的相关措施.在场地方面,LEED系统的规定较全面,从施工过程到施工完成后,对场地的环境保护、雨水管理等都提出了一些解决办法.上海自然博物馆新馆可以在参考LEED条款的基础上,总结出适宜的技术和管理办法.例如：交通管理、生物多样性景观设计、减少热岛效应、减少光污染等.

3.室内环境节能优化

任何建筑最终都是要给人使用的,而室内环境的品质关系到使用者的舒适度,就建筑节能优化处理来说,对建筑室内环境的节能优化也有相应的规定.有些观点认为提高室内环境的品质和节约能源是矛盾的,因为要靠消耗更高的能源来提升室内的温湿度、声、光环境等,这样的观点不完全正确.首先,无沦是节能和舒适度都不能走向极端,两者之间要建立一种互相平衡的关系.其次,许多提升室内环境品质的做法并不与节能相冲突,反而有利于节约能源,比如自然采光在提供给舒适照明的同时减少了电力的消耗.合理的空调温度设计和控制也能降低制冷和采暖能耗.因此冲突的关键原因是设计和管理问题.许多失败的自然照明设计不是造成眩光就是使得太阳辐射量增加,粗糙的管理措施也造成许多室内不必要的能源浪费.

绿色建筑的室内环境品质要求主要体现在室内通风量、室内化学污染物排放量、室内温湿度控制和室内光环境这几个主要部分：现行国标的通风标准大于LEED的最小通风要求,甚至在按照LEED最低通风要求提高30%后,还是小于国标的要求,因此我国现行通风标淮的最低要求有些侗大,对节能不利.如果考虑节能,通风设计应参考LEED的条义如果考虑提供室内空气品质,那么应该按照国标的要求,考虑到提升好的环境,建议根据国标的要求进行大通风量的设计.在室内污染物排放方面,两套标准都规定了甲醛等常见污染物排放的限值,建议采用就高不就低的原则对室内化学污染源进行控制.在温湿度控制方面,国标的要求较简单,这样规定是由于在夏季和冬季所设的温度相应的偏高和偏低是为了节能的考虑,但是相应地就牺牲了室内人员的舒适度.因此,对于室内温湿度的设计参考国标即可.在自然采光方面,无论节能还是舒适度方面,都应该鼓励自然采光,或者可以考虑采用太阳光导照明技术对地下室进行采光.

4.基于节能的绿色照明

照明不单是建筑直接的电力消耗对象,它还对建筑中其他设备的电力消耗产生很大的影响.因为照明发热时直接在室内进行,会相应增加室内的负荷,这就会增加空调制冷设备的负荷.所以照明设备的节能对整个建筑的节能产生至关重要的影响.对室内空间实施有效的照明,应该尽可能地利用自然光.人工照明应该和自然光照明进行整合,并根据自然光线强度变化进行控制.人工照明用于补充白天自然光照明的不足,并在夜间提供照明.人工照明的节能可以通过高效节能灯具和高效照明控制器来获得.

自然光照明的历史和建筑本身一样悠久,但随着方便高效的电灯的出现,自然光逐渐为人们所忽视.在许多国家,包括我国,许多写字楼和大型商厦就存在这个问题：用人工照明取代自然光.不少现代建筑取消窗户,完全依靠人工照明和空调通风,导致在这种不透风,也不透光的建筑物中工作和购物的人们患上现代建筑综合征,出现种种不健康症状.自然光照明虽然有如上所述的优点,但是其不确定性制约了其在建筑领域的大范围利用.如何提供连续、稳定的照明是自然光照明设计中的重点.

5.结论

针对当前建筑节能环保问题已经成为社会各界活动的焦点话题,文章从住宅建筑的场地优化、室内环境优化以及建筑照明节能优化等方面对住宅建筑的节能优化设计进行分析和阐述,提高了建筑节能效果.