绿色建筑理念与综合节能技术的应用

【摘 要】绿色建筑的本质在于循环利用资源,其直接效果就是节约了资源,有利于资源的自然循环,保护了自然环境和地球环境.本文探讨了绿色建筑设计理念与节能技术应用.

【关 键 词】绿色建筑；设计理念；节能；技术；应用

为了保护自然环境、节约自然资源,减少污染和浪费,提高建筑室内的健康、舒适水平,更好地满足今后的使用要求,绿色节能建筑是未来建筑发展的方向.节能设计最关键的问题在于采用的建筑节能技术是否符合绿色建筑理念,其绿色节能技术施工和结构施工具有密切联系,需要做好统筹和策划.

一、绿色建筑设计理念

1.绿色建筑设计内涵

绿色建筑设计是指紧密的结合当地的居民情况,采取一些先进的机械、材料和控制技术,使整个楼宇的系统处于最佳状态.在为该地区用户提供更加舒适和健康的基础下,有效的减少能源的消耗和废水的处理的运营成本.绿色建筑设计是一项较为复杂而系统的工程,在设计的时候需要综合考虑各个方面的因素,对建筑物内的环境、环境影响和全寿命的周期投资都要进行考虑.在建筑物设计阶段,所作的决策可以直接影响到该阶段的效率和费用,因此,要按照规范进行设计,各个环节都要特别的谨慎处理.

2.节能新技术

在绿色建筑设计中,最主要的就是在建筑生命周期中,最大限度的减少能源的消耗和提高资源的利用率,从而保证人们有一个舒适、健康环保的居住环境.因此,在进行绿色建筑设计的初期,要综合考虑该地区的地理位置、气候环境以及周边的建筑、日照条件等.可以请一些专业的生态节能的人士来参与,提出初步的生态节能的方案,进而在后续的设计工作中,可以综合给排水、建筑、规划景观、室内设计等各个专业来进行整合,形成一套完整合理的节能设计体系,从而提高资源的使用效率.

3.现代科技手段

在绿色建筑设计中,并不是仅仅的满足节能、节水和节地目的,在设计的时候一定要有一个个性化的设计要求.而这种个性化的要求必不可少的手段就是现代科学,因此,在对该地区进行总体规划的设计,必须对该地区进行定性的分析和科学化的定量验证,设计出合理化的设计措施.运用数字模拟技术,将现代化的科学手段运用到建筑设计中,用建筑语言和本体而非叠加的设备、材料来成就绿色建筑的魂.

二、绿色建筑节能技术应用

合理的建筑设计是降低建筑使用过程中的能耗的重要前提条件.如当一栋建筑的功能、规模、场地确定后,建筑的朝向和外形会在很大程度上影响建筑能耗.一般认为,建筑体形系数小,单位建筑面积对应的外表面积就小,这样有利于降低采暖空调系统的负荷.其实,这种认识只在一定程度上是正确的.采暖空调系统的负荷来自室内外三部分,一是室内外的温差和太阳辐射传热,二是室内人员、设备、照明产生的热量,三是向室内提供新鲜空气所需的能耗,其中前两部分的负荷,有时是相互叠加,有时又相互抵消.住宅建筑的内部负荷基本上是稳定的,相对也比较小,外部负荷起着主要的作用,因此其外型设计应追求小的体形系数.但对于公共建筑,因内部发热量较大,夏季夜间的散热就非常重要,在特定条件下,适当增大体形系数更有利于节能.

建筑围护结构热工性能的优劣,是直接影响建筑使用能耗大小的重要因素.我国根据一月份和七月份的平均气温,划分严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区和温和地区五个不同的建筑气候区,各地的气候差异很大,建筑围护结构应与建筑所处环境相适应.在严寒地区,建筑围护结构的保温性能是一项非常重要的指标,在墙体的外面增加一层保温材料是必要和非常有效的,且在一个合理的厚度范围内,保温层越厚,热工性能就越优越.而在夏热冬冷地区,建筑围护结构既要考虑冬季保温性能又要考虑夏季隔热性能,而这两者有时又会产生矛盾.

近年来,在建筑围护结构中,玻璃的使用面积越来越大.从绿色建筑角度考虑,透明的围护结构可以增加室内采光及冬季白天的太阳辐射量.但基于目前的技术发展条件,在一个合理的范围内,透明围护结构的热阻还是远远小于非透明围护结构的,更何况直接进入室内的太阳辐射在夏季常是空调系统的主要负荷,透明部分的外侧必须设有效的遮阳（最好是卷帘、百叶窗之类的活动遮阳）,以降低进入室内的太阳辐射量.由于透明围护结构的热工性能比非透明围护结构差,因此从节能角度出发,控制透明围护结构的大面积使用还是很有必要的.

室内环境控制包括自然通风利用、自然光利用、空气处理系统等,其中暖通空调系统的技术应用最为重要.各类空调系统的能效存在较大的差异,建筑内部空调的合理分区对运行能耗的影响也很大,系统的科学运行管理对实际节能与否有相当重要的影响.

公共建筑暖通空调系统的能耗至少占建筑总能耗的50%以上,优化系统设计是节能的前提,系统的自动控制则是节能成败的关键.目前,暖通空调系统基本上采用集散控制技术,系统节能效率达10%～30%.

4、充分利用洁净丰富的太阳能天然能源

就目前而言,太阳能为目前已开发的绿色能源中最重要的能源,是取之不尽、用之不竭、广泛存在的天然能源,其具有极为洁净和廉价等诸多显著优点.目前,在住宅建筑中太阳能的利用主要有太阳能空调、太阳能热水器和太阳能电池.对于我国而言太阳能资源相对还是十分丰富的,在我国年日照时数为2500小时以上的地区占国土面积达三分之二以上,甚至有的地区年日照时数高达3000小时以上.这为我国开发利用洁净的太阳能资源提供了良好的条件.现在制约着太阳能利用的最大因素在于其能量转换率过低,但是从发展的角度来看,随着科学技术的进步,太阳能利用的范围将会更广,能量转换效率将会更高.

5、引入中水系统,对水资源进行合理的开发及使用避免浪费

我国的年平均年水资源总量为28124亿m3,年平均人均水资源占有量仅有2200m3,年平均人均水资源占有量仅为世界年平均人均水资源占有量的四分之一.中国属于被联合国列为水资源紧缺的国家之一.在正常生活中使用量占95%的洗涤及排污用水使用的都是饮用水,这就造成了极大的浪费.而饮用水的处理要求极高,但是使用量只占5%.引入中水系统后95%的非饮用水（浇灌、洗涤、冲刷）将不再使用饮用水,并且经过简单处理后即可循环使用,这样极大地节约了对饮用水的浪费性使用,减少了水处理成本,从而实现节能降耗的目标.

6.应用昼光照明技术降低照明能耗

在建筑的能耗排行中,建筑照明是排名前列的选项.在一些商业性质的建筑物中,建筑照明所消耗的电量有时候可以占到总耗电量的30%以上.而且由于照明发光制热的因素,在一些需要降低环境温度的区域空间里,因为照明制热的原因还导致制冷系统载荷的被动性加大.昼光照明就是将日光引入建筑内部,并将其按照一定的方式分配,以提供比人工光源更理想和质量更好的照明.昼光照明减少了电力光源的需要量,减少了电力消耗与环境污染.研究证明,昼光照明能够形成比人工照明系统更为健康和更兴奋的环境,可以使工作效率提高15%.昼光照明还能够改变光的强度、颜色和视觉,有助于提高工作效率和学习效率,广泛应用于绿色建筑中.

综上所述,做好绿色建筑的节能设计,最关键的问题在于所采用的建筑节能技术是否符合绿色建筑理念和要义.希望在广大建筑师的共同努力下,越来越多绿色建筑出现在我们的城市大地上,不断改变和提升我们所居住的环境和生活品质.