对低碳建筑设计的分析
摘要:我国处于建设发展的高速增长期,城市化、现代化进程还将持续很长的时间,而建筑业作为我国国民经济增长的重要支柱产业,在能源的有效利用、减少污染、保护生态环境等方面还处于起步与探索阶段,所面临的能源与环境问题更为突出。
因此,对照我国的新能源发展规划与低碳经济的发展目标,积极尝试通过设计手段在建筑的设计、建造和运行中提高建筑能源利用效率,改善建筑的环境性能,引领低碳的生活方式,是当代建筑师所需肩负的责任。
关键词:低碳;节能;可再生能源;建筑设计
1低碳建筑设计理念
低碳建筑的理念不仅包括既有能源的优化,节约资源及材料,还包括使用天然材料和本地建材,减少在生产和运输过程中对能源造成的浪费。
(1)能源组合优化:包括新兴能源的利用,引入天然气、轻烃或生物质固体燃料,进行燃煤锅炉改造,减少碳排放,控制大气污染。
可再生能源的利用,风能、太阳能等。
工业余热的利用。
(2)节能:采用节能的建筑围护结构,减少采暖和空调的使用。
根据自然通风的原理设置空调系统,使建筑能够有效地利用夏季的主导风向。
最大限度地利用自然的采光通风。
如,建筑在立面上的开窗形式,应尽量满足自然采光和通风的要求;同时,设计中要贯穿可持续发展的理论,如使用各种自动遮阳,双层幕墙、可调节建筑外立面的设计等。
通过各种手段,既保证有非常现代化的建筑形
象,又能够达到比较节能和舒适的目的。
建筑要采用适应当地气候条件的平面形式及总体布局。
(3)节约资源:在建筑设计和建筑材料的选择中,均考虑资源的合理使用和处置。
尽可能的优化建筑结构,减少资源的浪费,提高中水的利用率,力求使资源可再生利用。
(4)采用天然材料:建筑内部不使用对人体有害的建筑材料和装修材料。
尽量采用天然材料。
建筑中采用的木材,石块、石灰、油漆等,要经过检验处理,确保对人体无害。
(5)舒适和健康的环境:保证建筑内空气清新,温、湿度适当,光线充足,给人健康舒适的生
2建筑低碳设计的相关策略
在建筑设计中,低碳设计理念不仅应该贯穿工程项目的全部过程,还应包括废弃处理等环节,想方设法减低能耗,减少对环境的污染,减少排放。
在确保建设质量的前提条件下,坚持便于建筑撤除的原则进行设计,着重从减少资源的浪费,加强对再生能源的循环利用的设计等方面入手。
2.1从建筑环境角度的考虑建筑低碳设计
在建筑的规划设计中,必须充分考虑好建筑物周边环境的具体情况,坚持建筑与环境的和谐统一,用建筑的低碳设计带动、影响周边环境,用周边环境促进建筑低碳设计的实现,促使建筑低碳设计的不断发展。
在进行建筑低碳设计时,应该想方设法增加建筑环境的绿化面积,适当增加绿化环境中植物的密度。
特别是在城市建筑
规划设计中,应该科学规划交通线路,科学合理地调整城市环境的布局,千方百计地加强人工的环境与自然环境的融合,促使建筑环境步入可持续发展的快车道。
2.2从材料的使用、开发与利用的角度考虑低碳设计
2.2.1尽量选用合适的绿色建材
从建筑、装修等材料的生产、使用等环节来看,都会产生大量的能耗,对环境的影响非常大。
有的混凝土能够散发出一种对环境有不良影响的氡气,人造板材中能挥发出大量的甲醛。
从城市建筑来看,主要是钢筋混凝土结构的建筑,而水泥具有非常搞的能耗,对环境造成的污染非常大,排放出的二氧化碳数量惊人,每一个平方的这种结构的建筑,可以产生的二氧化碳大约为300千克到400千克,特别是对混凝土进行拆除处理时,其废弃物往往是难以处理的。
从材料的使用来看,如果使用不当,将对建筑的使用、维护等方面留下很多隐患,造成很多的麻烦。
所以,在选用建筑材料或建筑中所需的工业成品的时候,应该尽量地选用能源低的材料,尽可能地选用具有可再生性的建筑材料,从循环利用的角度选择建筑材料。
譬如,在黄土高原地区,其生土材料主要是用黄土进行直接加工后形成的生土材料,另外,将麦草、芦苇混入其中,能有效地防止建筑结构发生开裂。
从生土建筑来看,它具有非常多的优点,如施工简单易行,能耗非常低,材料储备丰富,取材方便。
从土坯砖来看,其生产制作成本非常低,仅仅只有混凝土的20%,如果用土坯砖做外面的围护结构,同样可以达到像混凝土材料一样的舒适安全的效
果,甚至比混凝土更佳。
从土坯砖的加工过程来看,因为不需要进行煅烧等处理,几乎没有什么污染,土坯砖的材料可以多次重复利用,有的还可以将此用作肥料,在农业生产中发挥作用。
在选用内部装修材料时,应该注重装修材料具有这样的特点:能耗低、功能简单高效、便于施工和维修、对室内小环境的气候可以进行适当有效地调节功能。
3实现低碳建筑设计的技术应用
3.1外墙低碳节能技术
双层外墙系统。
外墙是建筑室内外环境之间的分界,其设计往往直接影响到室内环境质量和建筑在生态方面的表现,特别是玻璃幕墙。
外墙应该能满足自然光照、太阳能的主动或被动利用、防止过度热辐射、减少室内热损失。
许多研究表明,双层外墙系统有很好的热学性能。
它能提供一种“空气流动的密封”,即它可以让空气流动进行通风,但同时又具有良好的热绝缘性能。
其工作原理是空气腔里较低的气压把部分废气从房间抽出,并且吸收太阳辐射热后变暖、自然的上升,从而带走废气和太阳辐射热。
双层幕墙系统的效能受到下列因素影响:自然通风/机械辅助通风的效率、玻璃种类及排列顺序、空气腔的尺寸和深度、遮阳装置的位置和面积等。
这些因素的不同组合将提供不同的热、通风和采光效能。
在空气腔中增加日光控制装置(如百叶、光反射板、热反射板等),可以同时满足建筑自然通风、自然采光的要求。
3.2空调和照明低碳节能技术
空调和照明是建筑能耗的主要部分,大力推广供热采暖与空调制冷节能技术,降低供热采暖系统及空调能耗,是真正实现建筑节能的有效途径。
比如在空调系统中采用变风量空调技术,蓄冷空调技术,空调(制冷、热)系统节能控制技术和空气-空气能量回收装置。
在照明系统以自然采光为主,人工照明中合理选用灯具对照明系统能效有重要影响。
同时选择适宜的光源,积极推广和合理应用荧光灯。
3.3新能源新材料的开发利用
节约能源不止体现在建筑物主题采取节能措施上,更重要的是领域要千方百计地开发使用新型清洁能源。
如太阳能热水器、光电屋面板、光电外墙板、光电遮阳板、光电窗间墙、光电天窗以及光电玻璃幕墙等。
去年的上海世博会,还成为新能源集中亮相的舞台,一大批太阳能、风能、地热能等新能源技术都在世博园区内得到了集中应用。
在这里,新能源技术不仅仅运用于交通,还被用到了世博园区的建筑上。
世博会主题馆屋面大面积铺设太阳能板,采用并网发电运行方式,将太阳能光伏电板做成建筑材料,让建筑物的外墙、屋顶成为“发电机”,并将产生的电能并网输入城市电网,让“绿电”进入千家万户,这是历届世博会之最。
4结语
在低碳环境下,建筑的碳排放标准真实且直观的反映了其对人们赖以生存环境的影响,因此我们必须在初期设计阶段做好充分准备,完善编制设计方案,及时进行能量分析,利用科学计算机工具
软件直观模拟,为设计阶段提供良好的决策依据,从而真正实现高效、数字化、便捷、可靠、准确的建筑设计低碳控制。
参考文献:
[1]安迪·福特.低碳建筑的未来[j].世界建筑,2010,(02).
[3]王南.我国低碳建筑的发展现状与对策[j].现代经济信息,2010,4.。