浅析建筑设计与环保节能

【摘要】低碳节能建筑是适应新形势需要的,节能环保时代的新建筑若想要有开拓性的创新,必须要破除传统的建筑学观念,深入研究低碳建筑相关的技术与方法。本文浅析了建筑绿色环保设计。

【关键词】建筑设计；节能材料；绿色环保

引言

中国能源短缺日益严重,能源已成为中国经济可持续发展的命脉。节能减排必将是中国可持续发展的工作重点,而建筑节能又是重中之重。建筑节能技术是在对建筑物的特性进行全面模拟和分析的基础上,对建筑物的能量消耗、室内物理环境、建筑材料的选用、保温设计、窗墙比、风环境设计、采光、日照、遮阳、空调与通风系统等诸多方面进行分析,模拟出结果,然后将该结果运用于设计中的建筑,以更好地节约能源。

1　建筑设计与环保节能的关系

建筑设计提供给人们舒适的空间享受,满足人们的日常生活需求,但是室内环境过多的依赖于空调、照明、通风等的调节会带来很多的能耗,居住的环境虽然较为舒适,但是代价就是对于环境破坏较大,而且对于能源的消耗过大,造成一定的能源危机问题,这样下去将会对于人类生存和发展造成一定的威胁,不利于可持续发展战略的实施。

随着建筑行业的发展和人们生活水平的提高,建筑能耗问题越来越严重,在整个能耗中已经占有了很大的一个比例,对于环境造成了较大的影响。在建筑工程施工的时候还会对于环境造成一些破坏和影响,例如噪声的污染、水资源污染、空气和土壤的污染、建筑材料的大量消耗等,这样对于城市资源有着很大的影响,造成环境的日益恶化。建筑设计给人们生活带来便利的同时以牺牲周围环境为代价,就会造成生态系统的恶性循环,生态受到破坏。

因此,建筑设计与环保节能问题是密不可分的,我们在进行建筑设计的同时需要注意自然资源的合理利用以及人与自然关系的和谐问题,将资源的可持续性作为重要原则。

2　建筑节能环保设计

2.1　建筑的绿化覆盖

首先,应将建筑空间与城市绿化通过资源整合的方式达成统一。其次,将建筑与绿化做到双方效益的最大化。再次,将这种设计方式作为一种人性化的方式去解决建筑与城市的生态问题。最后,这种方式有利于城市公共空间体系的整合。绿化是与自然环境有机的结合,而不是脱离而孤立存在的,是相互依存相互依赖的整体。同时,由于这种空间的连续性,人们也能够从一个外部环境轻松地进入建筑的内部空间,并享有这份空间提供的视觉与心理上的轻松、愉悦。

2.2　采用绿色环保节能型建筑材料

住宅建筑的外围护结构隔热保温性能直接决定了室内环境的舒适性与热稳定性,同时对于降低住宅建筑能耗起到了关键作用。目前在我国较为常见的做法是完成外围护结构后,再将保温层附加其上,从而使热工性能得以改善。虽然这样做能够起到一定的节能作用,但由于高效保温材料的成本都较高,而且生产这些材料的过程也会使各类其他能源大量消耗。因此,在住宅建筑节能设计时,不能单纯地考虑建筑使用中的能耗,而是应从整体考虑出发。比如,利用农业副产品用作绿色建筑材料就是一种很好的尝试,既能够使农民获益、降低材料成本,同时还能使秸杆燃烧时的温室气体得到控制。

2.3　在设计中充分利用自然资源

目前最为成熟的自然资源非太阳能莫属,作为洁净的天然能源,太阳能已逐渐由原来的补充能源向着替代能源转变,以缓解油、电、煤等资源紧张的问题。我国的太阳能技术经过20多年的大力发展,相关产品的研发与生产技术已经拉近了与国外先进技术之间的差距,日益受到市场的青睐。另外,如果单从使用效果或是使用成本与投资的回收周期方面来看的话,利用太阳能的成本优势也是巨大的。

2.4　屋面节能设计

在住宅建筑外围护充分考虑节能设计后,还应对屋面隔热保温效果实施进一步加强。首先在选择保温层时,应选择导热系数较低且密度较小的材料,防止屋面厚度与重量过大；其次,应控制保温层的吸水率,防止因保温层吸水过量而使保温效果下降。如果所使用的材料吸水率较高,则应设置排气孔于屋面之上,从而将层内不易于排出的水份排除。目前,膨胀珍珠岩保温层就很好地解决了常规屋面保温材料的一些缺点,而且其不污染环境、价格成本低廉、施工简易。对于住宅建筑的其他部位则应以当地能源、环境保护等实际情况为依据来进一步进行经济技术分析。

2.5　门窗节能设计

在住宅建筑中,门窗部位是最易于损失能耗的部位之一。一般情况下,在观景、通风、采光、日照等要求得到保证的基础上,应尽可能将住宅门洞口面积减小,同时将门窗气密性提高,其具体措施包括：

2.5.1　窗墙比控制。住宅建筑的窗墙比就是指住宅建筑中窗口洞口的面积和住宅建筑立面的单元面积之比,我国相关规范明确规定寒冷地区南向、东西向、北向的窗墙比分别应小于0.5、0.35、0.3。

2.5.2　外窗气密性提升。尽量使用密封性能良好、新型的门窗材料,如泡沫塑料密封材料等。墙与门窗框之间的缝隙则可利用密封膏、密闭弹性型材料等进行封闭。扇与框之间可利用回风槽、高低缝、橡塑或泡沫密封条加以密封。扇与扇的密封则包括缝外压条、高低缝、密封条等材料。玻璃与扇间可利用各类弹性压条实现密封。

2.5.3　门窗保温性能的改善。在满足阳台门、户门的防盗、防火要求后,应将岩棉板或是聚苯乙烯板填充入门空腹部位,使其绝热性能得以增加。建议窗框材料采用塑料窗、断桥铝合金窗、断桥彩钢窗、木窗等，玻璃可设计成三层或双层中空玻璃。将窗扇缝隙长度尽量缩短,多用大窗扇,使单块玻璃面积得以扩大。

2.6　住宅建筑内部保温节能墙体设计

2.6.1　墙体结构。就是指预制品或是现浇混凝土的外墙部分,也指砖混结构或内浇外砌的砖墙部分。墙体材料应优先使用集保温围护一体的自保温墙体材料。如YL非承重复合保温砌块具有保温隔热、耐火、呼吸性能好、能抹灰、易镶嵌等优点,被广泛用于框架结构、砖混结构建筑。

2.6.2　保温隔热层。其在住宅建筑的节能墙体中以主要功能部分存在,较为常见的绝热材料包括金属、无机、有机三大类。在选择时应以燃烧性能、蒸汽渗透率、抗压强度、导热系数等作为依据进行综合考虑后进行选择。

2.6.3　保护层。保护层的主要作用是避免保温层受到破坏,同时对室内水蒸汽起到阻止作用。基于环保、抗冲击、防火等因素的综合考量,应选择A级防火材料作为保护层的主要材料。

2.6.4　饰面层。前文介绍的A级防火材料同样适用于饰面层,或是在饰面层利用粘贴瓷砖、内墙涂料的方法同样能够取得较佳的效果。除此之外,结合所在地的地理与气候环境,同时对成功与失败的经验加以借鉴,在实现组合优化的前提下,新开发出来的住宅建筑墙体内部的保温板具备呼吸、抗震、防潮、抗冲击、隔音、隔热、保温等优点,并已经在部分住宅建筑工程中得到应用。

2.7　室内装饰的节能设计

在对室内的装饰设计中也要充分考虑到节能的要求,减少多余的装饰,使室内空间环境布置更趋合理化、人性化、自然化。采用高效率、低能耗的设备,如人工照明中的低能耗节能灯具,运行效率高的变水量、变风量、变制冷剂流量的节能系统。居室装饰设计优先选择太阳能、风能转化的热能、电能,利用这类能源,不但可以使室内环境更加清洁、舒适,同时也可减少对室外环境的污染。

室内的家具设施是居民直接使用和接触最多的部分,在选用家具的时候,不但要考虑到形状、布置方式之外,更要注意材质的质感和当地气候变化的可调整性。合理的家庭室内绿化能够改善室内空间与室外空间的隔离状态,让人们对气候感受的心理需求达到满足。

结束语

建筑节能环保设计是一个综合的、复杂的系统工程,随着社会的发展,在对节能要求越来越高的情况下,单方面的建筑节能已无法满足要求,这就要求从建筑物的设计开始,到建筑节能材料的选用,再到可再生能源的利用,逐一对节能指标进行控制,使建筑行业步入一个新时代。

注：原文发表在2013年第20期《房地产导报》