簡析綠色環(huán)保建筑的設計

許丕財 張新超

【摘 要】環(huán)保建筑是指通過采用循環(huán)再生資源、新型技術和科學的設計來盡量減少能源、資源消耗和廢氣、廢水、固體廢物的排放以及對環(huán)境的破壞，并在最大幅度上提高居住品質的建筑。本文通過對建筑材料、綠色資源、隔熱保溫、以及建筑的構造和體型的等方面，對建筑的環(huán)保設計展開討論。

【關鍵詞】環(huán)保建筑；建筑材料；綠色能源；隔熱保溫

【Abstract】Green building refers to using the recycling resources， new science and technology to minimize the energy， resource consumption and waste gas， waste water， solid waste emissions and the damage to the environment， and enhance the quality of living in the building at the maximum amplitude. Based on the building materials， green resources， heat insulation， as well as the structure and body building etc.， to discuss the environmental protection design of buildings.

【Key words】Green building；Building materials；Green energy；Heat insulation

1. 前言

節(jié)能減排是我國當前的重大國策，而建筑耗能占到了我國總耗能近三分之一。在這種大背景下，環(huán)保建筑應運而生。它是指通過采用循環(huán)再生資源、新型技術和科學的設計來盡量減少能源、資源消耗和廢氣、廢水、固體廢物的排放以及對環(huán)境的破壞，并在最大幅度上提高居住品質的建筑。而如何真正做到環(huán)保，則是建筑設計中需要我們認真思考的問題。本文將從建筑材料的選用、綠色資源的利用、隔熱保溫以及建筑的構造和體型的設計等方面對建筑的環(huán)保設計展開討論。

2. 使用綠色建筑材料

（1）在我國，通過建筑外墻發(fā)生的熱能損失量是發(fā)達國家的數(shù)倍以上，所以解決外墻熱能損耗的問題是節(jié)能環(huán)保的重中之重。在這方面，采用新型的建筑節(jié)能環(huán)保材料，如倒置式隔熱保溫屋面、保溫砂漿、中空玻璃、外墻擠塑板等新產(chǎn)品在一定幅度上提高建筑的保溫性能，改善建筑熱工環(huán)境。

（2）再生混凝土和高滲透率地面材料也可實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。再生混凝土是指將廢棄的混凝土塊經(jīng)過破碎、清洗、分級后，部分或全部代替砂石等天然集料的混凝土生產(chǎn)工藝，在一定程度可減少對資源的浪費和二次污染。透水地面由于減少雨水在地面的滯留，降低了對老舊排水系統(tǒng)和供水系統(tǒng)的壓力，減少對能源的消耗。

（3）裝飾材料對降低能源消耗也起到不容忽視的作用，可以通過使用節(jié)能燈具和采用淺色墻紙來減少對照明用電的使用。LED光電板作為一種全新的節(jié)能光源，具有發(fā)光溫和，能耗低的特點，和太陽能光電板聯(lián)合使用，可以把白天的能量儲存后晚上使用的效果。并可以通過電燈控制配合天然光使用。同時，通過傳感器充分考慮到對應日光和使用者的位置來調整外部光線的角度。

（4）從水質保證的角度分析，通過使用以塑料管為主體的優(yōu)質綠色管材料，解決自來水系統(tǒng)中的銹跡、腐蝕、污垢等的二次污染問題，而且綠色管材的使用還能降低金屬方面的耗費，做到既節(jié)能又環(huán)保。

3. 利用綠色能源

（1）太陽能是一種綠色的可再生的清潔資源，而且在我國多數(shù)地區(qū)都具有豐富的的太陽能資源，如能在建筑中充分利用這種資源則可大幅度減少建筑能耗，提供資源保證。太陽能熱水器就是具有代表性的太陽能利用裝置，它能夠給住戶提供熱水服務。但目前太陽能不再單純用于太陽能熱水器，而是大量用于建筑樓體上，建筑樓體采用太陽能光板吸收熱量然后轉換成電能，讓屋內(nèi)的家電通上電，滿足日常家居用電，達到節(jié)能減排之功效。太陽能作為一種天然的潔凈能源，是居住建筑設計上廣泛推廣的有效節(jié)能設計。太陽能正在由“補充能源”向“替代能源”過度。

（2）目前，太陽能的利用途徑主要有兩種，一為主動式太陽能建筑，它需要配合資源使用的太陽能使用系統(tǒng)。在這種體系中，光電系統(tǒng)是重要部分，它的能量轉換直接影響太陽能的利用效率；二為被動式太陽能建筑，是指在陽面使用儲蓄熱能的裝置來吸收儲備熱量的一種形式，目前應用廣泛且使用成本較低。在我國，2012年太陽能電池板等多項清潔能源工程投入了總計651億美元的資本，總額較上一年提升了近20%，我國也成為了清潔能源的全球頂級投資地。

（3）此外，采用地熱能產(chǎn)生的熱水作為日常生活熱水也是重要的環(huán)保途徑。地熱資源是一種清潔的可再生資源，這些儲存于土壤中的能量通過日照、地下水和地熱等途徑不斷得以更新。通過換熱器實現(xiàn)地能與建筑物的能量交換，形成一種地能開發(fā)利用的新型能源體系。同時，采用海水源和河水源熱泵，通過熱交換通風口，在高溫天氣通過海水或者河水降低室內(nèi)溫度，在低溫天氣可用作預熱空氣而獲得熱量的一種全新的能源利用技術。

（4）用燃氣代替電力作為動力也是的環(huán)保節(jié)能的有力措施，如在建筑住宅在設計時就將燃氣作為電力能源的考慮進去，則大幅度的節(jié)省電力資源。同時，液化天然氣清潔且安全，可成為燃氣空調的首選能源。隨著液化天然氣工程的引入，我國許多地方都將具備運用這種環(huán)保能源的條件。

（5）另外，可通過對新能源的攻關，嘗試將水熱、風能等自然能源的應用到建筑的建造和使用上，真正實現(xiàn)天然能源與建筑一體化的問題。

4. 采用先進隔熱保溫措施

（1）建筑墻體節(jié)能技術的發(fā)展是建筑環(huán)保節(jié)能的一個最重要的環(huán)節(jié)，發(fā)展外墻保溫措施和技術是環(huán)保節(jié)能的主要實現(xiàn)途徑。隔熱保溫措施不僅適用于新建建筑，也適用于舊建筑的改造，適用范圍廣且技術含量高。外墻的保溫措施主要針對結構外側進行施工，不僅可以保護主體結構，延長建筑物的壽命，還可以消除冷凝，提高了建筑物的舒適程度，并通過有效減低建筑物的熱橋，增加建筑的有效使用空間。

（2）帶有電子傳感器且使用Low-e玻璃的玻璃幕墻系統(tǒng)可以有效的解決溫室效應。另外，在夏天陽光直射時遮陽百葉依然是較好的遮陽方式，通過高科技的電子傳感器根據(jù)陽光的陽光強度和入射角，自動調節(jié)控制百葉，保持室內(nèi)良好的光照環(huán)境，起到節(jié)能環(huán)保的目的。同時，通過在屋頂植草，能夠產(chǎn)生氧氣并額外增加了防水層，改善了小氣候，防止過快的屋頂排水，使周圍的空氣更加濕潤涼爽，以此來降低溫度。

5. 完善建筑的構造和體型設計

（1）構造設計。

通過改善建筑門窗、墻體、樓板、屋頂?shù)鹊脑O計，來提高建筑在舒適程度的同時，起到建筑節(jié)能的作用。例如，采用新型節(jié)能墻設計，降低能耗；采用雙層玻璃形成外壁來形成屋頂中庭的采光頂，從而降低環(huán)境的影響；將吊頂設計成折線形，利用物理的光學原理來更充分地利用太陽光；將循環(huán)水管設置在樓板處的裝修空間內(nèi)，實現(xiàn)冬天時熱水取暖，而夏天時可通過冷水降低室內(nèi)溫度。

（2）體形系數(shù)。

體形系數(shù)系，指建筑物與室外大氣接觸的外表面積與其所包圍的建筑體積之比。隨著體形系數(shù)的增大，建筑分擔的熱消散面積變大，能量消耗增多。研究表明，體形系數(shù)每增加0.01，耗熱能指標大約增加2.5%左右，因此，體形系數(shù)一般不應超過0.30。此外，建筑物的體形規(guī)整程度和建筑物的體積也影響到建筑體形系數(shù)。一般而言，可以通過降低建筑面寬，增大建筑物的進深，增加建筑物的層數(shù)和高度，增加建筑物的組合或加大長度，以及采用簡單的建筑體形，來控制或降低體形系數(shù)。

（3）控制表面面積系數(shù)。

表面面積系數(shù)越小，則可獲取更多的日照，從而最大幅度的降低能耗。長軸東西朝向的長方形體形的建筑節(jié)能效果最好，正方形次之，而南北方向的長方體型的建筑節(jié)能效果最差。

6. 結論和啟發(fā)

實現(xiàn)資源的可持續(xù)利用是我國經(jīng)濟發(fā)展過程中亟待解決的問題。通過對建筑材料、綠色資源、隔熱保溫、以及建筑的構造和體型等方面，對建筑的環(huán)保設計展開討論，從而達到人、建筑與環(huán)境的協(xié)調發(fā)展。

參考文獻

[1] 李凱、秦紅媚.節(jié)能建筑設計技術研究[J].科技資訊，2008（34）.

[2] 趙文、李軍.可持續(xù)發(fā)展的節(jié)能環(huán)保建筑設計初探[J].住宅科技，2009（3）.

[3] 羅玲玲.面向21世紀的環(huán)境一行為研究國際會議回顧[J].建筑學報， 2005，（12）.

[4] 伯納德.盧本等. 設計與分析.天津大學出版社， 2006.

[5] 林奇. 總體設計. 中國建筑工業(yè)出版社， 2007.

[文章編號]1619-2737（2018）06-12-889