摘要:隨著我國社會的發(fā)展與科技的不斷進步,建筑逐漸向可持續(xù)發(fā)展,綠色節(jié)能、環(huán)保、舒適人性化方向發(fā)展。本文首先闡述了節(jié)能環(huán)保的意義和必要性,接著從自然資源利用、技術(shù)創(chuàng)新、節(jié)能環(huán)保措施、仿生研究等方向具體說明,以供有關(guān)人士參考借鑒。
關(guān)鍵詞:綠色節(jié)能;環(huán)保;建筑淺析
中圖分類號: TE08 文獻標(biāo)識碼: A
引言
隨著世界生態(tài)環(huán)境的破壞,能源、資源的浪費與匱乏,人們節(jié)能環(huán)保意識已逐步增強,可持續(xù)發(fā)展建筑正成為一種全球趨勢,節(jié)能環(huán)保建筑成為建筑學(xué)科發(fā)展的前沿,體現(xiàn)了人類智慧與文明、人類追求回歸自然的時尚,要求建筑在全壽命周期內(nèi)最大限度的節(jié)約資源、保護環(huán)境并減少污染,有效避免與環(huán)境之間的沖突,并能為人類提供健康、舒適、高效的使用空間,建立建筑與自然、人類和諧融合的綠色文明。
1、綠色節(jié)能環(huán)保建筑的意義與要求
1.1綠色節(jié)能環(huán)保建筑的意義
在全球范圍內(nèi)通過對生態(tài)環(huán)境保護的高度重視及對以人為本健康、節(jié)約的生活理念作出深刻反思的背景下應(yīng)運而生的,特要求建筑師們轉(zhuǎn)換舊思維模式,多角度全方位審視建筑的意義,重新思考建筑與設(shè)計者們所應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任與使命,使人們重新認識綠色建筑在保護和改善環(huán)境、在綠色健康生活中所起到的重要作用,綠色建筑技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用,對于節(jié)約能源、保護資源、提供人居品質(zhì)和經(jīng)濟發(fā)展有著不可估量的意義!1】
1.2 綠色節(jié)能環(huán)保建筑的要求
建筑與氣候、自然環(huán)境條件相和諧。綠色建筑應(yīng)為一種氣候適宜性、環(huán)境相融性、可持續(xù)性、靈動有生命力的建筑,是在適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c、環(huán)境匹配、資源可重復(fù)利用、內(nèi)外環(huán)境空間靈動的前提下設(shè)計出的低能耗建筑。
綠色建筑要求其能與內(nèi)外環(huán)境進行積極的相互作用,其外層材料結(jié)構(gòu)應(yīng)能收集、轉(zhuǎn)換自然能源并具備防止能源流失的功能,同時要求其具有調(diào)節(jié)氣候的功能來消除、減緩甚至改變氣候的波動,降低熱島效應(yīng)。它不僅僅作為內(nèi)部與外部的分界線,而應(yīng)作為一種具有多功能的界面。其內(nèi)部設(shè)施因能將外部收集轉(zhuǎn)換的能源加以利用和再循環(huán),來滿足現(xiàn)代人的正常生活需要。因此綠色建筑應(yīng)以高新技術(shù)作為支撐。并應(yīng)合理選用對人體健康影響較小的無輻射、低揮發(fā)的自然或人工合成建材;應(yīng)充分利用當(dāng)?shù)靥柲堋L(fēng)力、水力、地源、植被等可再生能源,總之應(yīng)能最大限度的吸收各種先進技術(shù)來創(chuàng)造適宜人類居住并與自然高度和諧的居住環(huán)境。實現(xiàn)建筑與自然、人類的合諧統(tǒng)一。通過合理選址及設(shè)計規(guī)劃等實現(xiàn)對原有生態(tài)系統(tǒng)保護,以及通過自然通風(fēng)、日照、中水回收、地源熱泵、仿生等措施實現(xiàn)資源的高效循環(huán)利用,減少廢物排放。
2、發(fā)展綠色節(jié)能環(huán)保建筑的必要性【2】
原始的建筑設(shè)計理念下、陳舊的市政設(shè)施,密集的相互干擾的人居環(huán)境,嚴重造成水的二次污染;居住環(huán)境的氣候變化與大氣、植被的污染;各種有害物質(zhì)的大量產(chǎn)生與排放;資源、能源的大量不可再生的消�,人們的身心健康已受到影響。加快了新型建筑材料和利用新技術(shù)、新工藝的綠色革命,同時也對落后高能耗的建筑材料產(chǎn)品的淘汰起到了推動作用,可持續(xù),節(jié)能環(huán)保的新材料得到了廣泛的應(yīng)用。以可持續(xù)發(fā)展為最終目標(biāo)。最終實現(xiàn)建筑建設(shè)過程中最高效、最少量的二次或多次利用資源。因此從拓寬建材選擇范圍,以及改善居住條件及自然環(huán)境品質(zhì)非常必要。
3、綠色建筑節(jié)能環(huán)保措施
3.1 充分利用太陽能
太陽能資源豐富,又是可再生能源。太陽可提供電能、熱能、產(chǎn)生光合作用-制氧凈化空氣。轉(zhuǎn)化儲能:比如地球上的風(fēng)能、水能、海洋溫差能、波浪能和生物質(zhì)能以及部分潮汐能都是來源于太陽;地球上的化石燃料(如煤、石油、天然氣等)從根本上說也是遠古以來貯存下來的太陽能、建筑物采光等等 。
現(xiàn)代綠色環(huán)保節(jié)能建筑主要利用太陽能為建筑物發(fā)電、制熱采暖和白天采光,形成太陽能建筑。主要有三種形式:即被動式、主動式和“零能建筑”。 主要的應(yīng)用方式為建筑一體化和風(fēng)光互補系統(tǒng)。建筑一體化光伏玻璃幕墻、屋頂在綠色建筑中應(yīng)用最多,太陽能供電即是在墻、屋頂上安裝太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)將太陽光輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能的一種新型發(fā)電方式。發(fā)電主要用于建筑物自身的照明及其它供電。
太陽能制熱是把陽光聚集到一起,形成高熱。多用于熱水器、房間供暖、太陽灶加熱食物等。隨著現(xiàn)代建筑熱水需要量的增大,利用太陽能提供熱水也是綠色建筑節(jié)能需要。
傳統(tǒng)的建筑采光是通過在建筑物上開設(shè)門窗進行采光,采光的情況與天氣和時差有關(guān),應(yīng)考慮建筑隨太陽的軌跡可以最大利用與增加設(shè)施可以全天候的采光。如在窗外增設(shè)自動調(diào)節(jié)百頁遮光裝置,隨時追蹤太陽方位,在窗內(nèi)增設(shè)隔熱簾,能更大限度的提升居室舒適溫度。
對于陰暗或不可能采取自然采光的建筑空間,可以大量推廣使用太陽能導(dǎo)光管采光或者光纖照明系統(tǒng)。例如大型建筑的地下室照明使用太陽光導(dǎo)管采光系統(tǒng)。用導(dǎo)管將太陽光傳輸?shù)桨惭b在地下室天棚上的白色丙烯樹脂光板上,束光經(jīng)過光板擴散后再照射到地下室的地面上。光板上還同時裝有電燈和地面亮度激光感知器,每當(dāng)夜晚或是傳輸進來的自然光線不足時,激光感知器會自動啟動電器照明系統(tǒng)。
3.2充分利用好土地資源
土地是我們賴以生存的環(huán)境,通過科學(xué)地改善土地生態(tài)環(huán)境和建設(shè)舒適的生活空間,達到人與自然的共同合諧。綠色節(jié)能環(huán)保建筑將從側(cè)向、向下發(fā)展,更大限度利用土地資源優(yōu)勢,減小地震等自然災(zāi)害、社會安定對人類生活的影響。并將高溫蒸汽資源及中低溫地下熱水做為一種新能源。
建筑的側(cè)向、向下建筑為建筑的發(fā)展提供了更廣的發(fā)展方向與思路,利用土壤的特有保溫隔熱、過濾、緩沖屏障等性能將建筑物一側(cè)或者全部埋設(shè)在土壤之中,能改善室內(nèi)空間溫度受外界氣候的影響。達到冬暖夏涼的效果。合理利用地下空間,增強了建筑物的抗震性能和抵御各種災(zāi)難能力。
地暖熱泵的應(yīng)用:近年來土壤采暖在我國北方地區(qū)有了深入的發(fā)展,既節(jié)約了常規(guī)能源又減少了環(huán)境污染。土壤源熱泵系統(tǒng)的能量來源于自然能源。是一種利用地下淺層土壤資源既能供熱又能制冷的高效節(jié)能環(huán)保型空調(diào)系統(tǒng)。土壤源熱泵通過輸入少量的高品位能源(電能),即可實現(xiàn)能量從低溫?zé)嵩聪蚋邷責(zé)嵩吹霓D(zhuǎn)移。在冬季,把土壤中的熱量“取”出來,提高溫度后供給室內(nèi)用于采暖;在夏季,把室內(nèi)的熱量“取”出來釋放到土壤中去,并且常年能保證地下溫度的均衡。使用電力,無污染排放;不向周圍環(huán)境排熱,沒有熱島效應(yīng),沒有噪音;不抽取地下水,不破壞地下水資源。是一種理想的“綠色空調(diào)”。
建筑采暖還可以利用深層天然地?zé)崮。這種能量來自地球內(nèi)部的熔巖,并以熱力形式存在。透過地下水的流動和熔巖涌至離地面1至5公里的地殼,高溫的熔巖將附近的地下水加熱,這些加熱了的水最終會滲出地面。直接取用這些熱源,并抽取其能量。即環(huán)保又可再生。
3.3圍護結(jié)構(gòu)的節(jié)能與環(huán)保
建筑物圍護結(jié)構(gòu)熱工性能的優(yōu)劣直接影響建筑使用能耗大小,不同區(qū)域的圍護結(jié)構(gòu)應(yīng)與所處環(huán)境相適應(yīng)。在嚴寒地區(qū)必須充分滿足保溫要求,而在夏熱冬冷地區(qū)則要充分考慮夏季防熱要求同時兼顧冬季保溫性能。
建筑外墻由墻體與門窗組成,墻體與門窗的保溫是重點。在原有墻體設(shè)置基礎(chǔ)上,增設(shè)可呼吸有機材料面層(象皮膚一樣)或者增設(shè)太陽能板玻璃幕墻或者采用新技術(shù)將植被墻附著在外墻上,或者將天然草本隔熱材料夾于空心墻體內(nèi)或者根據(jù)季節(jié)改變外墻體顏色(在外墻上增設(shè)可變色百頁)既增加了建筑功能要求,又能使建筑內(nèi)的舒適度提高,給建筑物附與了靈動性。
建筑物屋頂?shù)睦门c保溫,通常采用增設(shè)保溫層,在頂上設(shè)置太陽能板架空層,或者設(shè)屋頂水池,或者種植綠被,通過水份的蒸騰作用,達到屋頂保溫隔熱的目的。
外圍護結(jié)構(gòu)中的大面積門窗可增加室內(nèi)采光及冬季太陽輻射能量,但大量進入室內(nèi)的太陽輻射則成為夏季空調(diào)系統(tǒng)的主要負荷,因此在其透明部位外側(cè)應(yīng)裝設(shè)隨太陽軌跡變化的能自動調(diào)整的百頁,門窗材質(zhì)采取隔熱斷橋鋁材,玻璃采用中空三層LOW-E鍍鏌玻璃之間充惰性氣體氬氣,在夏季能有效的遮陽和降低進入室內(nèi)的太陽輻射量,在冬季盡可能的阻止室內(nèi)熱量的流失。
以上措施均能實現(xiàn)高效節(jié)能效果。
3.4 新風(fēng)節(jié)能
建筑外圍護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱及密閉性的增強,對室內(nèi)新風(fēng)的輸入和污濁空氣的輸出提出了更高的要求。由于二氧化碳比空氣重,因此越接近地面含氧量越低,從節(jié)能方面來考慮,將新風(fēng)系統(tǒng)安裝在地面會得到更好的通風(fēng)效果。目前一般采用自地面貼緊墻根部位送入新風(fēng)同時將污濁空氣從屋頂排放的方式進行室內(nèi)空氣置。從地板或墻底部送風(fēng)口或上送風(fēng)口所送冷風(fēng)在地板表面上擴散開來,形成有組織的氣流組織;并且在熱源周圍形成浮力尾流帶走熱量。由于風(fēng)速較低,氣流組織紊動平緩,沒有大的渦流,因而室內(nèi)工作區(qū)空氣溫度在水平方向上比較一致,而在垂直方向上分層,層高越大,這種現(xiàn)象越明顯。由熱源產(chǎn)生向上的尾流不僅可以帶走熱負荷,也將污濁的空氣從工作區(qū)帶到室內(nèi)上方,由設(shè)在頂部的排風(fēng)口排出。底部風(fēng)口送出的新風(fēng),余熱及污染物在浮力及氣流組織的驅(qū)動力作用下向上運動,所以地送風(fēng)新風(fēng)系統(tǒng)能在室內(nèi)工作區(qū)提供良好的空氣品質(zhì)。
3.5中水系統(tǒng)
隨著我國城市化進程的加快,能源危機進一步加劇,水資源日益緊張,使得建筑節(jié)水節(jié)能問題不容忽視。盡量考慮到設(shè)計中的環(huán)保節(jié)能問題。做好建筑給排水節(jié)能設(shè)計具有深遠的時代意義。
中水:因其水質(zhì)介于給水(上水)和排水(下水)之間,故名中水。建筑中水系統(tǒng)是將建筑或小區(qū)內(nèi)使用后的生活污水、廢水經(jīng)適當(dāng)處理后回用于建筑或小區(qū)作為雜用水或者將室外雨水經(jīng)收集、過濾處理后加以利用的供水系統(tǒng)。
中水設(shè)施由原水收集、儲存、處理及供給等設(shè)施構(gòu)成,該系統(tǒng)是目前現(xiàn)代化住宅功能配套設(shè)施之一。
3.6環(huán)保節(jié)能材料的大量利用
建筑裝飾過程中采用的材料不僅僅來自建材市場,也可來自自然、無毒無害的生活或工業(yè)廢棄物。例如:大量利用舊建筑中的木材、鋼材、水泥制品,通過再加工,達到二次利用。或者可利用自然中的土壤、草本、植物油,經(jīng)加工處理,可成為綠色建筑中的外墻、保溫、裝飾材料。既保護了生態(tài)環(huán)境,又節(jié)約了成本,所生產(chǎn)出來的構(gòu)件既滿足了功能要求,又健康環(huán)保。
在建筑物內(nèi)采光節(jié)能上可大量采用LED節(jié)能燈。LED節(jié)能燈是新一代照明光源。相比普通節(jié)能燈,LED節(jié)能燈環(huán)保不含汞,對土壤、水源污染小,可回收再利用。其燈功率小,高光效,長壽命,即開即亮,耐頻繁開關(guān),光衰小,色彩豐富,可調(diào)光,變幻豐富,F(xiàn)已成為人類必不可少的綠色技術(shù)光革命。
3.7仿生設(shè)計
仿生設(shè)計它是以自然界萬事萬物的“形”、“色”、“音”、“功能”、“結(jié)構(gòu)”等為研究對象,為設(shè)計提供新的思想、新的原理、新的方法和新的途徑。
綠色環(huán)保節(jié)能建筑應(yīng)逐漸具備適應(yīng)自然界變化的能力與功能。仿生物形態(tài)的設(shè)計,強調(diào)對生物外部形態(tài)美感特征與人類審美需求的表現(xiàn)。仿生物表面肌理與質(zhì)感的設(shè)計,不僅僅是一種觸覺或視覺的表象,更代表建筑某種內(nèi)在功能的需要,比如有呼吸功能的建筑外墻皮膚材料。仿生物結(jié)構(gòu)的設(shè)計是自然選擇與進化的重要內(nèi)容,是決定生命形式與種類的因素,具有鮮明的生命特征與意義。結(jié)構(gòu)仿生設(shè)計通過對自然生物由內(nèi)而外的結(jié)構(gòu)特征的認知,結(jié)合不同產(chǎn)品概念與設(shè)計目的進行設(shè)計創(chuàng)新,使建筑產(chǎn)品具有自然生命的意義與美感特征。仿生物功能的設(shè)計主要研究自然生物的客觀功能原理與特征,從中得到啟示以促進建筑產(chǎn)品功能改進或新產(chǎn)品功能的開發(fā)。
運用技巧性、藝術(shù)性的軟設(shè)計手法對建筑物進行設(shè)計,一般通過探究和開發(fā)常規(guī)材料的各項潛質(zhì)實現(xiàn)其固有機理達到特殊的表現(xiàn)效果最終實現(xiàn)豐富空間效果的目的。比如可通過不同的光、色等實現(xiàn)人體產(chǎn)生不同的心理感受從而實現(xiàn)對空間形象的改變而并非原來的通過造型和陳設(shè)等實現(xiàn)該目的。
4、結(jié)束語
作為現(xiàn)代綠色節(jié)能環(huán)保建筑應(yīng)從全局全方位考慮,通過合理節(jié)約利用自然資源與能源,減少對生態(tài)環(huán)境的污染與破壞,實現(xiàn)對環(huán)保節(jié)能的要求,并通過對廢棄物的多次利用以實現(xiàn)良性循環(huán)提高能源利用率,最終實現(xiàn)綠色建筑提高生活品質(zhì)、促進社會經(jīng)濟發(fā)展與自然和諧的新型建筑模式。
參考文獻:
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