绿色建筑理念下建筑设计发展趋势
​刘刚 刘松美
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​刘刚 刘松美,. 绿色建筑理念下建筑设计发展趋势[J]. 中国设计,2024.4. DOI:10.12721/ccn.2024.157291.
摘要:
绿色设计理念在现代化建筑中的应用强调在满足建筑基本功能需求与施工条件的基础上,降低对资源的浪费,增强资源的使用率。在绿色理念下,建筑工程设计人员应紧密围绕绿色生态、能源节约与高效率利用等目标积极开展绿色建筑设计,充分体现绿色建筑设计的经济价值、生态价值与社会价值。
关键词: 绿色建筑设计节能
DOI:10.12721/ccn.2024.157291
基金资助:

1绿色建筑设计概述

绿色建筑设计是一种以最大程度减少对自然环境的负面影响,同时提高居住者的生活质量为目标的建筑设计理念。其强调了可持续性、资源利用效率、环境友好性和健康性等方面的原则,旨在创建具备高度节能、高效率和低碳排放的建筑物。核心原则包括能源效率,通过采用高效隔热材料、太阳能发电和节能设备等手段降低能源消耗。材料选择也是关键,优先使用可再生和环保材料,减少建筑垃圾和资源浪费。绿色建筑设计还关注室内环境质量,包括通风、采光、室内空气质量,以提供更舒适、健康的生活环境。绿色建筑设计强调与周边环境的互动,例如优化选址、保护自然生态系统和水资源管理[1]

2绿色建筑理念下建筑设计发展趋势

2.1建筑选址

建筑选址关系到建筑的自然采光与通风情况,选址时应充分考量区域内的地形地貌特征以及局部气候条件科学选择建筑地址,为建筑争取更多的室内采光照明以及适宜的通风条件。在采光照明方面,建筑选址应位于地形的阳坡而非阴坡,以获得更多的阳光直射与太阳辐射。在通风方面,建筑设计人员应充分考虑区域的气候条件与通风需要,如在热带地区的建筑需要选址在通风条件较好的位置,通过自然通风加速建筑室内外空气流动,缓解建筑室内的湿热环境。在寒带地区的建筑需要选址在避风位置,以免寒冷的西北风以及强劲的风压造成建筑的热量快速散失,影响建筑的保温效果。同时,在严寒地区开展建筑选址工作时,应尽可能选择林木遮挡处,通过防风林的遮挡有效为建筑挡风,削弱到达建筑物的风力,降低建筑物周边的风速。

2.2窗户体系节能设计

优化窗户体系节能设计的重点是选择合适的节能窗框,改善窗框的保温性能。节能窗框主要包括铝合金断热型材节能窗框、铝木复合型材节能窗框、UPVC塑料型材节能窗框等。阻燃性能、防潮性能较好的铝合金窗框是近年来使用频率较高的窗框类型,铝合金稳定性强、可塑性好,达到报废年限后还可以回收再利用,使用寿命长达50~100年,在传统建筑结构中已被广泛使用。但由于铝合金保温性能较差,通过铝合金腔壁,室内热量会频繁散失和传递到室外,造成的热损失总量较高。因此,为了改善铝合金窗框的保温性能,通常会对铝合金窗框进行改进,通过在其中嵌入聚酰胺尼龙隔条做热断桥,形成铝合金断热型材节能窗框,保温性能极好,传热系数仅为2.4~3.2W/(m2·K)。案例工程使用铝合金断热型材节能窗框,有效改善了窗框的保温性能,增强了窗户体系的节能效果[2]

2.3低能耗围护结构设计

(1)保温隔热墙体

保温隔热墙体能够显著减少建筑的热传输,提高整体的保温性能,从而降低能耗。保温隔热墙体的设计涉及选择合适的保温材料和墙体结构,以确保墙体在各种气候条件下都能保持稳定的温度。通过采用高效的保温隔热墙体,可以大大降低建筑的能源消耗,减少对传统能源的依赖,实现可持续发展的目标。在选择保温材料时,可以考虑使用具有较低导热系数的材料,如聚苯板、岩棉板等。这些材料具有良好的保温性能,能够有效地阻止热量传输。同时,还可以通过优化墙体结构设计,增加保温层的厚度和密度,进一步提高保温效果。此外,还可以采用其他创新的保温技术,如空气层隔热、相变材料等,以进一步提升墙体的保温性能。除了保持室内温度稳定,保温隔热墙体还能够提高室内空间的舒适性。它能够有效隔离室内外的温差,降低室内的热损失和冷风的侵入,使室内温度更加均匀和舒适。同时,保温隔热墙体还能够减少噪音的传递,提供更加宁静的居住环境。

(2)屋顶节能处理

在建筑中,屋顶是容易散热的一个部分,可以通过多种方法来改善屋顶的节能性能,从而提高建筑的整体节能效果[3]。首先,选择合适的屋顶材料,使用具有隔热性能的材料可以有效地减少屋顶的热传输。例如,可以选择具有高反射率的屋顶材料,这样可以反射太阳光,减少太阳能的吸收,从而降低屋顶的温度。其次,还可以设计合理的屋顶结构,通过增加屋顶的绝缘层厚度,有效地减少热传输。此外,还可以添加层状的隔热材料,如屋顶保温板,以进一步提高屋顶的隔热性能。

2.4建筑配套设施设计

建筑配套设施设计是确保建筑绿色环保功能得以实现的关键组成部分。首先,通风换气系统的升级是关键。采用节能环保型通风管道和换气机组件,可以有效实现室内外空气的交换,从而保持室内空气的新鲜和洁净。其次,运用新风系统是不可或缺的。其能够调节室内空气的湿度和温度,确保室内舒适度。特别是在极端气候条件下,新风系统可以防止室内过度干燥或潮湿,提供舒适的居住体验。此外,新风系统还可以节约能源,因为其可以通过回收热量或冷却效应,减少空调和供暖系统的负荷。

2.5可再生资源利用设计

(1)雨水回用

当前在很多节能型建筑中都进行了雨水回收设计,通过建筑中的雨水回用系统,可显著减少雨水径流,并最大程度发挥雨水的作用,节省更多水资源。设计中通常会将屋面雨水回收作为首选设计形式,屋面雨水收集装置收集到雨水后,雨水通过排水管进入净化池进行处理,将净化后的雨水储存后可用于家庭的厕所冲洗用水、景观绿植灌溉用水、洗车用水等等。此外,也可设计地面雨水截污收集回用系统,地表的雨水需要先通过截污处理,再进入雨水收集装置。

(2)太阳能的利用

太阳能集热是最先推广应用的太阳能利用方式,常见的是以水为载热体,也就是太阳能热水器。太阳能集热器设置在平屋面时,集热器应朝南布置,东西方向偏转应小于30°。太阳能集热器设置在坡屋面时,集热器应设在朝南方向或者东南、西南方向。此外,还有太阳能光电技术的应用,太阳能光电技术是利用太阳能组件将太阳能转变为电能,它能使建筑物从单纯的耗能型转变为供能型,产生的电能既可以独立储存,又可以并网应用。

(3)地热能的利用

地源热泵系统能够将建筑所处区域地表浅层的地下水低温热源作为冷热源,借助热泵机组实施能量转换,与建筑内系统组成节能型空调系统,实现建筑室内的制冷采暖。地源热泵系统运行过程中,可保证稳定均衡的冷热能供应,其相比于常规的建筑暖通系统,运行效率更高。由于系统运行期间多采用天然能源,因此会大幅度节省电能,系统运行费用也大大降低,经济效益和环境效益显著。应用该系统后,建筑空调系统的制冷剂灌充总量大幅度减少,相比常规空调至少减少1/4,与此同时,二氧化碳的排放也得到显著控制。

3结语

绿色建筑成为现代建筑发展的重要导向,其以节约能源、保护环境为基本原则,强调在有限的建筑寿命内减少建筑施工与使用给自然环境与生态系统带来的负面影响与破坏,同时充分体现建筑的功能特性,通过合理的空间布局与建筑结构设计、可再生资源利用等方式提高建筑内居住环境的舒适度,降低能源消耗。

参考文献

[1]吴晓轩.基于绿色建筑设计理念的民用建筑设计[J].智能建筑与智慧城市,2023,(03):113-115.

[2]车亚妮.生态化设计理念在绿色建筑中的应用探索[J].智能建筑与智慧城市,2023,(03):135-137.

[3]严瑞思.现代绿色建筑的生态节能设计策略探讨[J].石材,2023,(03):132-134.

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