低能耗建筑優化與生態環保設計的工程實踐

來源：建科 瀏覽：- 發布日期：2024-11-15 09:04:35

低(di)(di)能(neng)(neng)耗建(jian)(jian)(jian)(jian)筑(zhu)是(shi)指(zhi)在現代建(jian)(jian)(jian)(jian)筑(zhu)中通過建(jian)(jian)(jian)(jian)筑(zhu)設(she)計(ji)優化(hua)、常(chang)規能(neng)(neng)源(yuan)系(xi)(xi)統優化(hua)和再生(sheng)能(neng)(neng)源(yuan)利(li)用(yong)等技術，大幅降低(di)(di)其常(chang)規能(neng)(neng)源(yuan)使用(yong)量，降低(di)(di)其碳排放的(de)(de)(de)(de)同時，提(ti)升建(jian)(jian)(jian)(jian)筑(zhu)的(de)(de)(de)(de)環(huan)(huan)境友好(hao)度(du)，相(xiang)比(bi)常(chang)規建(jian)(jian)(jian)(jian)筑(zhu)而(er)言，能(neng)(neng)定(ding)義為(wei)低(di)(di)能(neng)(neng)耗建(jian)(jian)(jian)(jian)筑(zhu)的(de)(de)(de)(de)目標(biao)是(shi)至少(shao)實現15%以上(shang)的(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)源(yuan)節能(neng)(neng)和資源(yuan)節能(neng)(neng)。隨著該理(li)念(nian)的(de)(de)(de)(de)提(ti)出(chu)，目前我國(guo)(guo)已經在建(jian)(jian)(jian)(jian)設(she)中取得了(le)一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)突破，比(bi)如清(qing)華大學超(chao)低(di)(di)能(neng)(neng)耗示范樓，通過物理(li)建(jian)(jian)(jian)(jian)設(she)構(gou)型(xing)優化(hua)及相(xiang)關節能(neng)(neng)材料(liao)的(de)(de)(de)(de)使用(yong)，再配上(shang)高效(xiao)的(de)(de)(de)(de)再生(sheng)能(neng)(neng)源(yuan)系(xi)(xi)統的(de)(de)(de)(de)支持和現代智能(neng)(neng)化(hua)系(xi)(xi)統的(de)(de)(de)(de)控制，基本(ben)上(shang)達到(dao)了(le)節能(neng)(neng)45%的(de)(de)(de)(de)設(she)計(ji)目標(biao)，這(zhe)充分(fen)說明了(le)打造低(di)(di)能(neng)(neng)耗建(jian)(jian)(jian)(jian)筑(zhu)在我國(guo)(guo)具有(you)很好(hao)的(de)(de)(de)(de)實踐可行性。下(xia)面淺談一(yi)下(xia)低(di)(di)能(neng)(neng)耗建(jian)(jian)(jian)(jian)筑(zhu)優化(hua)與(yu)生(sheng)態環(huan)(huan)保(bao)設(she)計(ji)的(de)(de)(de)(de)工(gong)程實踐：

1、加強現代綠色環保建筑材料的使用，從源頭上提升生態環保性

從材(cai)料選(xuan)擇(ze)的(de)(de)源頭(tou)上進行控制，是保證低污染低排放的(de)(de)第一要(yao)素，也(ye)是實現低能耗的(de)(de)第一道關卡，在(zai)選(xuan)擇(ze)節能材(cai)料的(de)(de)過程中，要(yao)考慮材(cai)料的(de)(de)三個特性：

第(di)一就是(shi)建(jian)筑材(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)使(shi)用(yong)率，即是(shi)該類(lei)材(cai)料(liao)(liao)(liao)能(neng)(neng)(neng)否(fou)在建(jian)筑中進(jin)行大范圍使(shi)用(yong)，要善于從(cong)全局角度衡量其(qi)(qi)(qi)對建(jian)筑環保性能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)有效(xiao)(xiao)提升度，同時在考(kao)慮(lv)(lv)使(shi)用(yong)率的(de)(de)過(guo)程(cheng)(cheng)中，也能(neng)(neng)(neng)通過(guo)其(qi)(qi)(qi)使(shi)用(yong)范圍衡量其(qi)(qi)(qi)成本(ben)，從(cong)一定程(cheng)(cheng)度上幫助完(wan)成造價管理(li);然后(hou)(hou)是(shi)建(jian)筑材(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)使(shi)用(yong)壽命，主要考(kao)慮(lv)(lv)這種節(jie)能(neng)(neng)(neng)材(cai)料(liao)(liao)(liao)是(shi)否(fou)能(neng)(neng)(neng)長(chang)期(qi)發揮節(jie)能(neng)(neng)(neng)低碳的(de)(de)效(xiao)(xiao)益，如(ru)果(guo)是(shi)一次性材(cai)料(liao)(liao)(liao)，則要考(kao)慮(lv)(lv)以(yi)后(hou)(hou)需要更(geng)換(huan)使(shi)用(yong)的(de)(de)材(cai)料(liao)(liao)(liao)浪費和(he)替(ti)換(huan)成本(ben)等(deng)問題(ti);最后(hou)(hou)就是(shi)節(jie)能(neng)(neng)(neng)材(cai)料(liao)(liao)(liao)和(he)其(qi)(qi)(qi)他材(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)協(xie)調能(neng)(neng)(neng)力，即是(shi)該材(cai)料(liao)(liao)(liao)是(shi)否(fou)對建(jian)設環境有較高的(de)(de)要求，能(neng)(neng)(neng)否(fou)和(he)其(qi)(qi)(qi)他材(cai)料(liao)(liao)(liao)形(xing)成相互映襯(chen)的(de)(de)關系，如(ru)果(guo)具備“1+1>2”的(de)(de)聯合(he)使(shi)用(yong)功效(xiao)(xiao)，則要優先考(kao)慮(lv)(lv)材(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)組合(he)搭配問題(ti)。

以下提(ti)出(chu)幾(ji)個具有(you)很(hen)大潛力的(de)生態環保材(cai)(cai)料(liao)(liao)：首先就是(shi)EPS泡沫，通過(guo)向該(gai)泡沫中(zhong)加入了防(fang)火劑，其本身(shen)還具備質量輕(qing)、抗老化(hua)能(neng)力強(qiang)、防(fang)水透氣(qi)等多個優(you)點(dian)(dian)，該(gai)材(cai)(cai)料(liao)(liao)配(pei)合歐(ou)松板使(shi)用(yong)，其壽命也可長(chang)達50年(nian)之久(jiu)，非常符合現代(dai)低能(neng)耗建(jian)筑(zhu)的(de)設計理(li)念;然后是(shi)硅藻(zao)泥(ni)建(jian)筑(zhu)材(cai)(cai)料(liao)(liao)，該(gai)材(cai)(cai)料(liao)(liao)疏松多孔，作為涂料(liao)(liao)使(shi)用(yong)，可有(you)效完(wan)成(cheng)消除(chu)甲(jia)醛、凈化(hua)異(yi)味、降噪隔音、隔熱環保和呼吸(xi)調試的(de)功能(neng)，很(hen)貼(tie)近于自然生態，但是(shi)該(gai)材(cai)(cai)料(liao)(liao)不(bu)防(fang)水不(bu)耐污，需要搭配(pei)其他(ta)材(cai)(cai)料(liao)(liao)混合使(shi)用(yong);最后就是(shi)現代(dai)建(jian)筑(zhu)陶(tao)瓷，作為人(ren)工合成(cheng)領域中(zhong)的(de)重要建(jian)筑(zhu)材(cai)(cai)料(liao)(liao)，建(jian)筑(zhu)陶(tao)瓷可根據(ju)需求燒結出(chu)不(bu)同的(de)形態特點(dian)(dian)。建(jian)筑(zhu)陶(tao)瓷的(de)通用(yong)特點(dian)(dian)有(you)強(qiang)度(du)高、防(fang)潮、防(fang)火、耐酸、耐堿、抗凍、不(bu)老化(hua)、不(bu)變質、不(bu)褪色、易(yi)清(qing)潔等優(you)點(dian)(dian)，并且其材(cai)(cai)料(liao)(liao)來源易(yi)得，成(cheng)本較低，因此是(shi)當下建(jian)筑(zhu)設計中(zhong)的(de)一個重要材(cai)(cai)料(liao)(liao)選擇范圍。

2、低能耗建筑的局部生態設計

低能(neng)耗建(jian)筑的(de)(de)局部設(she)(she)計(ji)(ji)應當從(cong)建(jian)筑角度(du)做(zuo)好(hao)優化工(gong)作，體(ti)現出環(huan)(huan)(huan)保生態性(xing)能(neng)。像是在(zai)(zai)墻(qiang)面(mian)設(she)(she)計(ji)(ji)方面(mian)，要充分(fen)考(kao)慮(lv)其(qi)環(huan)(huan)(huan)保方面(mian)的(de)(de)隔(ge)熱(re)、隔(ge)音(yin)等功效，在(zai)(zai)外墻(qiang)設(she)(she)計(ji)(ji)中(zhong)(zhong)(zhong)，還要從(cong)生態環(huan)(huan)(huan)保設(she)(she)計(ji)(ji)角度(du)考(kao)慮(lv)其(qi)和周邊環(huan)(huan)(huan)境(jing)的(de)(de)融合度(du)，提(ti)升建(jian)筑與環(huan)(huan)(huan)境(jing)的(de)(de)協調性(xing);在(zai)(zai)頂(ding)棚(peng)設(she)(she)計(ji)(ji)中(zhong)(zhong)(zhong)，要根(gen)(gen)據需求先設(she)(she)計(ji)(ji)好(hao)頂(ding)棚(peng)的(de)(de)材(cai)(cai)料(liao)選擇和構(gou)型設(she)(she)計(ji)(ji)，該部分(fen)常(chang)用的(de)(de)設(she)(she)計(ji)(ji)材(cai)(cai)料(liao)有(you)木板、PVC塑料(liao)扣(kou)板、玻璃、金屬(shu)(shu)等多(duo)種，根(gen)(gen)據個人(ren)項目經驗來看，在(zai)(zai)太陽能(neng)頂(ding)棚(peng)設(she)(she)計(ji)(ji)中(zhong)(zhong)(zhong)，會使(shi)用較(jiao)(jiao)多(duo)的(de)(de)玻璃材(cai)(cai)料(liao)，如(ru)果是為了遮光設(she)(she)計(ji)(ji)，則可考(kao)慮(lv)使(shi)用木板塑料(liao)板或者(zhe)金屬(shu)(shu)，一(yi)般而言金屬(shu)(shu)材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)耐久性(xing)相(xiang)對(dui)較(jiao)(jiao)好(hao)，但是薄(bo)板金屬(shu)(shu)頂(ding)棚(peng)會在(zai)(zai)雨(yu)天或者(zhe)被(bei)大(da)風擾動時產生較(jiao)(jiao)大(da)的(de)(de)噪(zao)音(yin)，在(zai)(zai)消除(chu)噪(zao)音(yin)上需要更高的(de)(de)投入。

 在局部(bu)設(she)計(ji)中(zhong)(zhong)，要(yao)注意(yi)保障局部(bu)功能(neng)的(de)(de)(de)最大化(hua)實現，像是(shi)被稱為(wei)建筑肺部(bu)的(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)庭結構，合理的(de)(de)(de)設(she)計(ji)是(shi)，在夏季的(de)(de)(de)晴天要(yao)能(neng)有效降低太(tai)(tai)陽(yang)直射，將過高的(de)(de)(de)太(tai)(tai)陽(yang)熱(re)量散(san)發(fa)到建筑中(zhong)(zhong)庭上部(bu)，讓下部(bu)保持冷空氣高氣壓(ya)狀態，而在冬日，則(ze)要(yao)保障中(zhong)(zhong)庭能(neng)較好地接(jie)受太(tai)(tai)陽(yang)輻(fu)射，當室外氣壓(ya)較高時，還(huan)要(yao)保證中(zhong)(zhong)庭具有較好的(de)(de)(de)保溫設(she)計(ji)，同時保障空氣流通在室內進行循環，讓室內暖空氣不會快(kuai)速消散(san)。

最后在局部設計上還值得一提的就是(shi)屏風(feng)，這(zhe)在大型場所，尤其是(shi)辦公區(qu)和(he)商業樓中具有很(hen)好(hao)的使(shi)用環(huan)境，屏風(feng)本(ben)身可發揮宣傳推(tui)廣，美(mei)化環(huan)境的作(zuo)用，正確的屏風(feng)位置(zhi)可以更(geng)好(hao)地調節室內的空氣(qi)流(liu)通，這(zhe)需要(yao)設計人員具備完善(shan)的室內空氣(qi)流(liu)動機理的相關研究。

3、低能耗建筑的整體生態設計

低能(neng)耗建(jian)筑的(de)(de)整體(ti)生態設計體(ti)現在建(jian)筑各部(bu)分之間(jian)(jian)要形成良(liang)好的(de)(de)空(kong)間(jian)(jian)配合，要最(zui)大化(hua)利用空(kong)間(jian)(jian)價(jia)值(zhi)，發揮空(kong)間(jian)(jian)效益(yi)。

在(zai)整體空(kong)間設(she)計中，要善于結合自(zi)然(ran)(ran)環境進(jin)行設(she)計，盡量實現和(he)環境的(de)(de)統一協調，保證其環保生態性(xing)，比(bi)如(ru)在(zai)通(tong)風(feng)設(she)計上，要善于結合自(zi)然(ran)(ran)風(feng)向進(jin)行設(she)計，盡量降(jiang)低建(jian)筑(zhu)(zhu)對空(kong)調的(de)(de)依賴性(xing)，從而完成節(jie)能目(mu)標(biao)，比(bi)如(ru)在(zai)建(jian)筑(zhu)(zhu)不同的(de)(de)向陽面采用不同的(de)(de)吸(xi)熱放熱設(she)計，讓建(jian)筑(zhu)(zhu)在(zai)不同的(de)(de)通(tong)風(feng)口形成氣(qi)壓差，從而推動(dong)自(zi)然(ran)(ran)通(tong)風(feng)的(de)(de)實現，這在(zai)大型(xing)建(jian)筑(zhu)(zhu)和(he)人流密(mi)集的(de)(de)商業建(jian)筑(zhu)(zhu)中，可極(ji)好地降(jiang)低空(kong)調系統的(de)(de)能耗問(wen)題。

除了(le)(le)采光和通風(feng)，建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)(zhu)的(de)(de)保暖(nuan)(nuan)設(she)計(ji)也(ye)是重要(yao)的(de)(de)探討方向，尤(you)其(qi)是我國(guo)北方地(di)區，每年冬日的(de)(de)建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)(zhu)供暖(nuan)(nuan)會產生極大(da)的(de)(de)碳排放量，因此(ci)針對建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)(zhu)保暖(nuan)(nuan)設(she)計(ji)具有極好的(de)(de)現實意義。根(gen)據個(ge)人工程設(she)計(ji)實踐(jian)經驗(yan)認(ren)為，保暖(nuan)(nuan)上一(yi)要(yao)優(you)化(hua)建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)(zhu)系統(tong)的(de)(de)供暖(nuan)(nuan)系統(tong)，提升(sheng)建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)(zhu)的(de)(de)熱(re)(re)利用率，再要(yao)就是降低建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)(zhu)的(de)(de)散(san)熱(re)(re)效(xiao)(xiao)果。為了(le)(le)達到此(ci)目標，在低能耗建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)(zhu)設(she)計(ji)中(zhong)，通過集中(zhong)供熱(re)(re)的(de)(de)方式，將(jiang)建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)(zhu)的(de)(de)供熱(re)(re)點統(tong)一(yi)，降低分(fen)散(san)供熱(re)(re)的(de)(de)熱(re)(re)損耗，同時，在管道方面(mian)，盡(jin)量將(jiang)供熱(re)(re)管道設(she)計(ji)到建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)(zhu)內部(bu)，讓其(qi)余熱(re)(re)也(ye)能為建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)(zhu)升(sheng)溫(wen)做貢獻；在控制(zhi)散(san)熱(re)(re)方面(mian)，除了(le)(le)建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)(zhu)中(zhong)的(de)(de)墻體隔(ge)熱(re)(re)設(she)計(ji)外，降低門(men)窗面(mian)積，提升(sheng)其(qi)密封效(xiao)(xiao)果，采用雙層窗戶設(she)計(ji)等手(shou)段都是提升(sheng)建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)(zhu)保溫(wen)效(xiao)(xiao)果的(de)(de)有效(xiao)(xiao)途徑(jing)，在實際(ji)建(jian)(jian)(jian)設(she)中(zhong)要(yao)善于根(gen)據需(xu)求進行結合(he)使用。

4、建筑再生能源的開發利用

在(zai)低(di)能(neng)(neng)(neng)耗建筑(zhu)的(de)設(she)計(ji)中(zhong)，除了降(jiang)低(di)對傳統能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)的(de)依賴性(xing)，開發新(xin)型再生能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)為建筑(zhu)供能(neng)(neng)(neng)也是重(zhong)要(yao)的(de)設(she)計(ji)方(fang)向，當下在(zai)新(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)的(de)開發中(zhong)，風能(neng)(neng)(neng)和太陽能(neng)(neng)(neng)是主要(yao)開發方(fang)向，局(ju)部地區也有使用地熱能(neng)(neng)(neng)和潮汐能(neng)(neng)(neng)的(de)優勢(shi)。

在(zai)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)利(li)(li)用(yong)上，最常見的(de)(de)(de)(de)(de)就(jiu)是安(an)裝(zhuang)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)能(neng)電(dian)池板吸收光(guang)能(neng)進(jin)行發電(dian)，該舉(ju)措在(zai)光(guang)照強(qiang)烈的(de)(de)(de)(de)(de)地區有(you)較好的(de)(de)(de)(de)(de)普及效(xiao)果，但是考慮(lv)到大(da)面(mian)(mian)積安(an)裝(zhuang)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)能(neng)電(dian)池板費用(yong)過高的(de)(de)(de)(de)(de)問題，當下(xia)一種新(xin)型玻璃(li)幕墻太(tai)(tai)陽(yang)(yang)能(neng)技術得(de)到了(le)較好的(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)，通(tong)過將(jiang)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)能(neng)核(he)心系(xi)統(tong)加(jia)入玻璃(li)幕墻中，在(zai)實(shi)現建筑遮(zhe)光(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)同時將(jiang)多余的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)能(neng)轉化為(wei)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)能(neng)，極好地利(li)(li)用(yong)了(le)區域(yu)內的(de)(de)(de)(de)(de)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)能(neng)，有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)小區通(tong)過建立大(da)面(mian)(mian)積太(tai)(tai)陽(yang)(yang)頂棚的(de)(de)(de)(de)(de)方式(shi)利(li)(li)用(yong)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)能(neng)，其方式(shi)也非常值得(de)學(xue)習，總之(zhi)在(zai)新(xin)能(neng)源的(de)(de)(de)(de)(de)利(li)(li)用(yong)上，要善于根據環境進(jin)行選擇。