環保節能型建筑設計淺析

左付華　楊珊珊

摘 要: 環保節能型建筑是一個符合可持續發展的綠色建筑，是人類與自然和諧相處的產物，環保節能型建筑是人類文明的標志，是人類保護自己的懶以生存環境的明智的選擇。本文通過大量的數據對比與應用實例,闡述了如何將節能與環保的設計理念溶入現代建筑設計詞典中。

關鍵詞: 環保；節能；建筑；綠色建筑；可持續發展

環保節能型建筑是順應可持續發展和環境保護的要求而產生的，是追求自然、建筑和人三者之間的和諧統一，并且符合可持續發展要求的建筑，其核心內容是盡量減少能源、資源消耗，減少對環境的破壞，并盡可能采用有利于提高居民品質的新技術、新材料。要有合理的選址與規劃，盡量保護原有的生態系統，減少對周邊環境的影響破壞，并且充分考慮自然通風、日照、交通等因素。要實現資源的高效循環利用，盡量使用再生資源，盡可能采用太陽能、風能、地熱、生物能等自然能源，盡量減少廢水、廢氣、固體廢物的排放，采用生態技術實現廢物的無害化和資源化合理，控制室內空氣中各種化學污染物質的含量，保證室內通風、日照條件良好。積極發展綠色建筑，符合當今世界和平發展的主流。按照綠色建筑標準建設的房屋，不僅可以讓使用者享受更舒適、更方便、更健康的生活條件，而且有利于保護生態環境，有利于節約能源，因此，大力推廣節能環保型建筑是非常有意義的。

1 減少能源散失

就減少建筑本身能量的散失而言，首先要有高效、經濟的保溫材料和先進的構造技術來有效地提高建筑維護結構的整體保溫、密閉性能；其次為了保證良好的室內衛生條件，既要適當的通風又要設計配備能量回收系統,，只有這樣才能做到有效減少建筑維護結構向室外散失的能量。

1.1 建筑外墻

眾所周知，節能住宅分外保溫墻體、內保溫墻體兩種。但目前較多采用外保溫墻體，因為外保溫墻體具有施工方便、保溫層不受室外氣候侵蝕的優點，同時可以避免產生熱橋，保溫效率高，所以較之內保溫具有一定的優越性。另外，外保溫還有減少保溫材料內部結露的可能性、增加室內的使用面積、房間的熱惰性比較好、室內墻面二次裝修和設備安裝不受限制、墻體結構溫度應力較小等優點。有關人員作過這樣一個試驗：在一間穿上外保溫“新衣”、建筑面積16m2 的節能樣板房內，開上一天一夜空調，可以比傳統住宅節電5°左右，保溫效果是傳統住宅的一倍。另外，圍護結構采用淺色外表面，可反射夏季太陽輻射熱，減少壁面得熱。

1.2 外窗

外窗是建筑維護結構中耗能最大的一個方面，如果處理不當的話，它將成為冬季熱量損失和夏季冷量損失的大漏洞，會直接造成能源的浪費和開支的增加。隨著科技的發展，外窗的透光材料已經從普通的單層3mm玻璃發展到使用鍍膜、中空玻璃，透光材料的改進大大提高了外窗的保溫、隔熱性能。例如，LOW- E玻璃的使用，不僅能阻止室內熱量的外泄、吸收太陽輻射能量、降低采暖負荷、節省采暖費用，更重要的是它可以大大減少玻璃表面與室內空氣的溫差，提高室內舒適質量。另外，由于木材短缺和其耐久、防火性能的不足，外窗框已較少單獨使用木材制作。取而代之的是耐久、防火性能更好的合金及復合材料，如鋁合金、塑鋼、塑木、鋁木復合窗框等。為了提高合金窗框的隔熱性能和配合中空玻璃的使用，導致了帶隔熱橋型材斷面的出現。所有這些新材料的應用都極大地減少了建筑能耗，提高了室內的舒適性。

1.3 遮陽系統

在歐洲某些夏季炎熱地區，外遮陽簾是建筑物的必備設施，它的構造簡單、使用方便、遮陽效果非常好，它不僅可以遮擋直射輻射，還可以遮擋漫射輻射。從而使室內溫度盡量少受太陽輻射熱能的影響，降低制冷負荷，提高舒適度和節省制冷開支。

1.4 節能新風系統

在節能建筑中，由于外窗具有良好的呼吸與隔熱作用，外圍護結構具有良好的密封性和保溫性，使得人為設計室內新風和污濁空氣的走向成為舒適性中必然要考慮的一個問題。目前流行的下送上排式通風系統,就能很好地解決這個問題。將新鮮空氣由地面的墻邊送入，將污濁空氣由屋頂排出。其優點首先是新鮮空氣能夠直接送到人體的口、鼻處。因為人體是新鮮空氣所能接觸到的最熱的熱源,所以它順著人體爬升到口、鼻處是必然的結果。

其次是因人體呼出的氣體是室內最熱的氣體,所以不存在呼出的污濁氣體與新鮮空氣交叉混合的可能,而只能是升至屋頂從排氣口排除室外。其三是節能,它利用排除氣體的冷、熱與將要送入室內的新風進行熱量交換,以減少新風加熱或制冷處理的能耗。

2 環保措施

2.1 新能源的使用

在節能建筑設計中,除了考慮減少建筑能源散失外，還要充分考慮到在建筑采暖、空調及熱水供應中利用工業余熱、采用太陽能、地熱能、風能等綠色能源。以地熱能為例，地源熱泵以大地為熱源和熱匯，通過埋入地下的換熱器與大地進行冷熱交換，實現建筑空調和熱水供應的目的。與地面上的環境空氣相比，地熱源溫度較為恒定, 可以分別在夏冬兩季提供相對較低的冷凝溫度和較高的蒸發溫度。在冬季,地源熱泵將大地中的低位熱能提高向建筑供暖,同時蓄存冷量,以備夏用；夏季通過熱泵將建筑內的熱量轉移到地下對建筑進行降溫,同時蓄存熱量，以備冬用。夏熱冬冷地區供冷和供暖天數大致相當，冷暖負荷基本相同，用同一系統,可以充分發揮地下蓄能的作用。此外,地源熱泵可與太陽能聯用以便改善冬季運行條件。由于地源熱泵系統中的埋地換熱器在地下進行吸放熱, 減小了空調系統對地面空氣的熱及噪音的污染，并且不向外界排放任何廢氣、廢水、廢渣，是一種理想的“綠色技術”，符合當前可持續發展的要求。在日本的居住小區中比較普遍地應用了太陽能, 它大多屬于被動式太陽房系統。通過屋頂吸陽板高效率地采集太陽能，通過自身的太陽能電池自動控制系統, 根據房內需要自動地向室內輸入熱(冷)風并供應熱水。有太陽能裝置的住宅還可配置同電力網的切換裝置,在用電低峰時,可充分利用太陽能供暖、供水,而在用電高峰時,則可利用太陽能將電能切換到電力網中,以提高太陽能的利用效益。居住小區太陽能利用不僅可以節省電能，同時也可以改善、保護和優化環境,是一種新的綠色能源,也是小區建設中符合可持續性發展節能的一個方向。

2.2 節水

在節水方面，要充分考慮廢水利用的問題，一是雨水利用,建筑物屋面和地面的雨水經過收集、處理、儲存、回用等過程,可以歸入中水系統；二是一般的生活用水后經過簡單處理以后，也可以歸入中水系統。中水可重復使用于沖廁、綠化澆灌、洗車和景觀用水等。

2.3 綠化

綠色系統具備防曬、防塵、降溫、調節氣候、提高空氣負氧離子濃度、減少二氧化碳含量，保障居住區溫度、濕度和風速等生態功能, 有利于降低居住區的噪音。采取有效措施發展陽臺綠化、屋頂綠化和攀懸植物，擴充宅前綠地，改善綠地種植質量，將會產生有效的節能作用。綠化要見縫插針，哪怕是一小塊地、一旮角都可以用綠色加以點綴。在綠化中，新材料的應用也不容忽視。在日本,就采用了可以大幅度降低荷載重量的輕質人工土壤，對建筑物屋頂進行綠化。在屋頂施行綠化，具有使綠化保持持續性的巨大效果；另外，除了土壤的隔熱效果(根據水份含量而不同)外，由于植物的蒸騰作用和綠蔭效果，從而能夠發揮出很高的隔熱效果。間接地還能減少冷暖空調的費用，提高了建筑物的保溫隔熱性能，具有節能的作用。

3 設計要因地制宜

我國地域遼闊，南北東西各地氣候差異懸殊。我國第Ⅰ建筑氣候區的東北地區和第Ⅵ建筑氣候區的青藏高原及第Ⅶ建筑氣候區的我國西北部地區，冬季嚴寒漫長，第Ⅱ建筑氣候區的華北地區，冬季氣候寒冷且持續期長，夏季濕潤炎熱。第Ⅲ建筑氣候區的長江中下游及以南的大部分地區，冬季濕冷，夏季悶熱。因此，住宅建筑設計中，氣候是一個不容忽視的要素，順應當地氣候條件，這是最基本的節能意識在住宅建筑設計中的應用。

3.1 平面布局

我國傳統民居的布局從北至南都選擇了合院式這一基本平面布局，這種虛實相間的屋-院序列空間不僅有效地利用了基地面積，達到了人與自然的交融，還綜合解決了日照、通風、防噪等問題。而院落與屋宇的比例，因各地氣候的不同，由北向南呈遞減之勢，這是對由“納陽”向“遮蔭”的轉變所做出的反應：北方院大于屋，縱長方形的主院是合院建筑的中心；而南方地區多以高敞的廳堂為主，窄小的方形天井是主廳空間上的延伸，縱橫交錯的廊及檐下空間不僅構成了整組建筑的交通網絡，更控制、導引著氣流的運行。

3.2 屋頂坡度變化

在住宅建筑中另一個對氣候做出反應的明顯例證是屋頂坡度的變化：北方較為平緩，向南逐漸加大，至江浙地區為最，而到了東南沿海復又減緩，控制建筑上這種“形式”變化的主要因素是降雨量的改變，而沿海地區又綜合考慮了臺風的影響。

3.3 外飾面材料

建筑外飾面材料的選取也具有明顯的南北差異，在我國由北至南，涂料的使用比例逐步下降，面磚的使用比例逐步上升。例如，北京的居住建筑絕大部分以涂料為主，而香港則絕大部分以面磚為主。這種現象的出現主要是由于氣候原因：香港地處我國南部，屬于亞熱帶海洋性氣候，濕熱多雨，年降水量比較大，因此要求居住建筑的外飾面材料具有良好的耐水性和自潔性，能夠在雨水的沖刷下長時間地保持不滲漏、不變形、不褪色、易于清潔，因此，在南方外飾面材料選取面磚就明顯優于涂料，成為理想的選擇。

結束語

環保節能型建筑是21世紀可持續發展的迫切需要，擁有極大的發展潛力，是今后建筑發展的主要方向之一。推動建筑向綠色、節能、環保方向發展，是個世界建筑領域實踐可持續發展理念的大趨勢，也是中國經濟社會發展面臨的重要任務。隨著我國城鎮化上業進程的加快，發展綠色建筑，開展建筑節能、環保有著廣闊的前景和巨大的潛力。同時，在環境效益、經濟效益和社會效益等方面也已取得了一定的成效。21世紀建筑業的主旋律，應體現在健康、節水、節電、節能、制污、循環利用等方面，相信在小久的將來建筑在節能、環保方而會越來越完善。

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