浅析建筑工程设计中的绿色节能技术及应用论文_任涛

浅析建筑工程设计中的绿色节能技术及应用论文_任涛

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摘要:紧跟时代的快速发展,中国社会经济也在不断发展。建筑业是居民生活与社会建设的基础行业,最近时期,开始了迅猛的发展。伴随建筑业局面的日益扩展,大家对建筑项目的质量水平准则与整体性能提出了更高更严的标准。伴随城市化加快的脚步,在建设过程中难避会导致环境被破坏,而且,建筑资源短缺现象也不断加剧。在这种情况下,绿色节能科技在建筑项目设计中的应用日益广泛普及。笔者首先分析了绿色节能科技规划的意义、特点和规划原则,然后重点阐述了绿色节能科技的应用以及在此基础上的对应设计情况。

关键词:建筑工程设计;绿色节能;应用

在国内经济的发展进程中,建筑行业具有非常重要的地位。伴随日益加剧的环境污染与不能循环再生性资源的逐渐减少,中央制定了有关的可持续性发展方针和措施[1]。这个理念已经逐渐被越来越广泛的产业所认可。建筑行业是能源消耗的主要行业,一定应在未来的发展进程中强化绿色节能科技的运用,充分利用周边的自然环境与生态条件,优化能源整合和运用,实现有效节约能源的目标,给全人类的发展营造更好的生活与工作环境。

一、绿色节能技术的重要性

如今,随着建筑行业的不断发展与提高,对建筑生产需求的资源和材料量会越来越大,自然环境和建设生产过程中的矛盾与问题逐步显现出来。在这种发展形势下,绿色技能科技的利用应该是建筑行业今后的发展方向。在当前形势下,绿色节能科技在建设项目施工进程中的利用体系,还没有开发和健全,它不具有广泛性和普及性,还需要更进一步的分析研究与开发。

1.绿色节能建筑自身优势

与一般建筑比较来说,绿色节能科技建筑倡导人和自然和谐相处、人和建筑项目同步发展的理念。绿色节能科技建筑还具有确保居民生活需求、保证居民生活、工作环境比较安逸和舒适的特点。而且,要真正达到优化资源整合和维护自然环境的目标,在一定范围里降低对生态环境的损坏及污染,它的主要特性:一是,节能。绿色节能科技建筑的环保节能意义重大,贯穿建筑项目施工的整个过程。二是,环境保护。建设项目不但需要符合居民对生活环境的需要,还需要倡导节约能源的观念,这并不意味着大家的身心健康需要牺牲。绿色节能建筑重点是保证居民的生活环境,节约能源,保证居民的身心健康与居住质量。三是,使用时间长。与传统建筑比较,绿色节能建筑的建设进程不但包含有整体项目规划、具体建设过程和后续运营等方面,还包含建设垃圾的归类与处理、挖掘运输和剩下的垃圾循环利用方面,把人和大自然和谐相处的观念贯穿于整个施工过程。

2.绿色节能技术的概念

绿色节能科技重点是为了满足社会可持续性发展的需求,从而发挥能源的合理利用率。在建设项目的施工进程中,将始终采用绿色节能科技,尽最大可能追求建筑的整体施工质量和效率,从而达到绿色节能建筑的环保和节能。在具体建筑工程施工中,绿色节能科技一般利用太阳能、风能等自然能源,注重室内外布局的科学性,在整个施工过程中实施绿色环保科技。

二、绿色节能型建筑的内涵、特征概述

1.绿色节能型建筑的内涵

可持续性发展战略的指导思想,提倡在建筑中应用绿色建筑科技,最大限度地利用各种能源。绿色节能科技在建筑施工具体应用中,融入了目前最先进、科学的最新操作技能,能够达到良好的施工生产安全和质量管理状态,并且满足房屋建筑过程中节能环保的实际需要,从而达到综合效益最大化。一般来说,建设生产过程中使用的每种技能设计与自然资源密不可分,包括太阳能、光能、风能等。全面运用这些自然资源,能够比较好地实现绿色健康、没有污染的建设。此外,关注建筑物的朝向、门窗、墙体、采光条件、屋顶等环节的合理设计,可以让绿色节能技能的应用和工艺规划更符合大家的需求,进而营造出走近自然、安逸、舒适的居住环境。

2.绿色节能型建筑的特征

绿色建筑物的特点可以从三个方面来描述:一,环境保护和节约能源。这是节能建筑物与普通建筑物最重要的区别。环境保护、节约能源的理念一定融入到这一项目的整体施工过程中。二,适度消费,确保健康。建设出来的节能建筑物一定可以使人们健康幸福地生活在其中,并注意适度的消费,这意味着提倡经济建设。绿色节能建筑物应在消费适度的前提下符合生活需求,确保居民身体、心里健康。三,使用时间长。与一般建筑无比较,绿色节能建筑物非常重视建筑物的使用时间。项目规划涵盖了每个项目规划和项目施工的所有阶段。建筑材料的运输、垃圾的处理、商品的回收利用等方面都要开展综合考虑,使建筑能够和自然环境和谐共存[2]。

3.绿色节能型建筑的设计原则

(1)始终落实环保节能的理念。一个方面是,在建筑物设计时,一定充分考虑建筑施工对周围环境的污染,要预设应对解决措施,尽最大努力减少对周围环境和生态的具体影响。另一方面,是需要减少建筑物依赖电能的程度,尽可能多地使用太阳能、风能来满足生活和工作的需求。(2)综合落实绿色健康理念。这一理念主要针对建筑物的使用者,在挑选建筑物的具体方位时,有必要考虑该区域的水源是否清洁,自然环境是否良好。与此同时,绝不能有影响人类身心健康的相关物体存在。在选择建筑材料时,尽量减少合成材料的利用率,主要使用木料、石材等自然建造材料。(3)遵循地域特色原则。在设计和规划建筑物的时候,有必要从多个方面体察建筑地域的具体气候和生态特点,再采用适当的措施进行设计规划,一定要确认这个建筑能与附近的环境融为一体。此外,在规划建筑物的整体布局时,应在尊重区域环境的基础上考虑设计的可行性。

三、绿色节能型建筑技术及设计工艺的运用

伴随环境保护思想与可持续性发展思想的推广,绿色节能建筑技科最近几年在建筑产业逐渐推广。紧跟科技研究的逐步深入,各种建筑材料的科学技术质量也在不断提高,这些对于建设项目的绿色节能科技有着重大意义,主要表现在以下几点:

1.门窗设计方面的实践

绿色节能建筑的设计门窗的关键是不仅要考虑实用元素和美学元素的融合,还要考虑其尺寸、规格、建筑材料等内容的适当设计。一些设计师增加了门窗的具体面积,以达到采光效果,但这将增加建筑材料的消耗[3]。幕墙门窗采用高密度封闭技能,减少空气循环热能的损失,提升空气密度、水密性、隔音效果、保温效果、隔热效果等重点物理性能。在防火、防止空气不循环等安全方面,减少投资的同时广泛普及。高质量的中空玻璃、适用型两层玻璃和三玻璃方面的产品在技术与质量性能上应该有很大发展。主要是解决国内南部地区高温强光照射下隔热玻璃的隔热成效,辐射较低的隔热玻璃和安全性能高的双层玻璃在我国北部地区广泛使用。国内北部地区冬天气温较低,空气循环性能较差,存在很大的安全隐患。解决居住安全隐患是北部地区建筑物中幕墙门窗发展的关键环节。

另外,建筑物中幕墙门窗保温科技应以适用节能科技为驱动,对国内居住建筑的窗体构造、窗户类型结构、开关的形式开展科技创新。在现有的推拉窗户中,应进行技术淘汰。我们应该使用多用途平开窗,尤其是复合内窗与多用途窗。从而使建筑物中幕墙门窗在绿色节能科技的应用中能够顺利发展。综合考虑,一般朝北面方向的门窗设计比例不可以超过百分之二十五,朝南方向的门窗设计比例不可以超过百分之三十五,朝东方向和朝西方向的门窗设计比例不可以超过百分之三十。挑选高质量密封材料,强化建筑门窗的密闭性,以防不必要的能量损失。可是,在不一样的地区,门窗的具体设计需要的方法也会不同。例如,中国东北部地区适合选择双层玻璃材料(或者中空玻璃材料),来加强它的耐寒性和保暖性能。

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2.墙体节能设计的实践运用

(1)节能墙面

建筑物内部使用的隔墙墙面,严格受建筑物内部应用功能有关需求的局限,墙面造型设计时不会产生显著的凹凸变化,在保证符合建筑物内部防火级別要求的基础上,应尽量选用隔热性能好的绿色节能材料,尽量减少热量在建筑内部的扩散和损失。在使用轻质隔墙节能墙面的区域,尤其是导热方向需要严格管理的隔墙区域(比如挨着的办公区和仓库隔墙),为了尽量降低不必要的热量传送到没有严格保温要求的地方,应尽可能挑选绿色节能的新型墙面用料。例如,轻质隔墙中可以添加隔热保温用料,需求保持恒温的室内墙壁应开展保温处理,以尽量减少热量损失。

(2)复合型墙面建材节能墙体的散热量应占建筑物总采暖耗热量的三分之一以上,尤其是在中国北部地区的寒冷地带,仅使用一个传统材料就很难满足国内新的环保节能标准的要求,应尽可能考量应用复合型墙面建筑材料,比如混凝土空心砖、非粘土砖、粘土空心砖等和高效率环保节能隔热保温建材(如常用的聚苯板、聚苯乙烯板、聚氨酯等复合型材料)。复合型墙体隔热的方式,一般包含外墙内、外隔热与空心墙面。

正常情况下,最常见的形式是外墙外隔热,主要有下面几个优点:一是,能达到保护建筑物主体建造部分,提高主体构造的使用寿命性;二是,可以达到控制温差引起的外墙面建材的变形,很大程度上降低了壁温应力引起的开裂现象三是,能达到防止或者降低墙面的冷桥部分,预防冬季墙体结霜问题。四是,保温建材装修在墙的外面,减少占用建筑屋内可以使用的空间;五是,隔热层建设施工对居民的日常生活干扰相对来说要小的多,特别是在改造旧房屋时要先考虑这个措施。西北部严寒地带的大多数居住建筑物以砖混构造为主,墙面的构造厚实,储热量高,保温隔热相对较好。外墙外形式的隔热保温办法能够很好地预防隔热材料层和主墙体构造间的蒸汽渗透效应。如今,国内建筑结构隔热保温体系设计中使用最普及的复合型建材是聚苯乙烯泡沫保温板薄抹灰与胶粉聚苯颗粒保温隔热系统,环保节能隔热保温复合型建材是聚苯乙烯泡沫保温板和胶粉聚苯颗粒隔热砂浆。

3.建筑朝向的具体设计

建筑实际朝向的规划,应考虑采光条件,合理科学利用自然风向资源,满足科学通风的需求。从国内多数地区的实际情况来看,如果不考虑建筑物实际主体的规模问题,面向南北的住宅节能设计更为有利。因此,面向南北的房屋规划基本上是作为一种特定的模式来设计的。照明和通风是建筑物设计中一定要考虑的重要因素。为了达到最佳效果,可以在东西两边的墙上设计适当尺寸的窗户。在设计建造室内空间时,尽可能将内部区域设计成不均匀的布局,方便于科学安装供暖、空调和其他类型的系统。简而言之,如果室外面积小,室内的冷却负荷也会小,能够运用这个原理可以减少能量的利用率[4]。

4.对水资源实施充分利用

绿色环保节能建筑的规划和施工方面,一定严格管理水资源的应用。为能够节省建设和居住时期水资源的总用量,建筑物内应设计有关的费水循环处理设施,达到水资源的重复利用,减少水污染的具体水平,提高人们保护水资源的理念。通过设计屋顶雨水储存和回收设施体系,可以有效地解决建筑施工与居住时期产生的污水,使原本直接排放到室外的水能够得到二次使用。

5.绿色建筑设计中太阳能的利用

太阳能的利用方面主要有两种形式,一是,被动利用,二是,主动利用。在两种利用形式里,最常见的是被动利用形式。在设计建筑物的外形时,应考虑建筑物室内空间的有效使用。据此,应决定外观形状并选择使用材料。在选择材料时,应考虑其环保性以及保温隔热的性能。即是说,当室内温度相对较低时,能通过建筑材料吸收太阳能量,达到室内恒温。当外面的气温相对较高时,能够运用其隔热优势将光和热隔离在隔热层外部,做到自然冷却的效果。为了满足上述要求,设计时应考虑太阳光通过南面的门窗照射到屋内,热量可通过密度高的建筑材料进行吸收与储存起来,让屋内的空间设计接近蓄热物体,当温度需要升高时,可降低对提供热能源的依靠。

6.屋顶绿色节能技术

(1)屋顶节能保温设计

虽然建筑屋顶的传导热量不是整体建筑物散发热量的最重要组成,而它对最高层屋内的气温有很大的影响。建筑屋顶环保节能规划的重点,是按照所在地区相应的具体情况规划屋顶结构,尽可能选用隔热效果优良的隔热材料,并全面考虑屋顶防水、保温隔热等因素。在建设屋面的结构规划中,考虑到屋顶长年暴露在阳光、季风、雨水、高温、严寒等气候要素下,应在屋顶造型、结构、屋顶建筑材料和绿化环保措施方面进行科学的节能环保隔热设计,实现屋面的综合利用和改善的效果。

在中国北部区域,平屋顶设计是最常用的,防水功能良好的挤塑聚苯板复合型材料常用作屋面隔热材料,能够有效减小屋顶防水环节的温差波动范围,最大限度地减小屋顶女儿墙底部温度应力较大的不良影响,能够延长屋顶防水环节的使用时间,是中国北方寒冷地区平屋面防水隔热建材的最好选择。对于中国南部多数地方,屋面结构表层不得不承受大范围的温度变化,屋面隔热保温建材的使用时间相对比较短。因此,屋面绿化环保措施可以考虑进节能设计中[5]。

(2)屋顶绿化的植物选择与种植

首先根据当地条件选择植物。不同地区的差异导致了不同地区适合种植植物种类的差异。例如,在中国南部地区,有必要选择能抗风、耐热、强光照射等植物种类,而不一定适宜中原地区植物种类的种植。所以,考量到种植的植物对所在地区的土壤、气候和水资源的适合性,应尽可能种植本地植物,特别是生命力和适应性强的本地植物,应选择种植在屋面等环境条件比较恶劣的地方。为了提高屋面绿化植物的观赏价值,应适当考量选用本地植物的高质量品种,为提升建筑屋面绿化职务的观赏档次与效果。其次,选择能耐旱、具有抗风性能的植物。因为绝大部分屋面绿化植物直接晒在强烈的太阳光下,不可能有其他建筑物来遮荫,夏天的直射太阳光线温度很高,人工构造的土层保证植物湿润的时间较短,植物往往处在缺水干燥状态,因此,可挑选抗旱性能强的植物。一般来说,高层建筑屋顶上的风力比地面上的风力大得多,尤其是遇到台风时,台风对植物在风雨的恶劣条件下的生存构成最大的威胁。所以,应尽可能选择高度低、抗风性能好的植物。最后,应该主要选择四季不落叶植物。屋面花园建设的目标一是为了保持建筑的温暖和隔热,二是为增进居住地区的绿化率,提升城市的绿化观赏效果。建筑物屋面花园中的植物在选择四季常青植物品种的基础上,选择更多具有优美叶型与植物形态的植物种类,采取多层次组合的植被达到空间融合,符合景观绿化环保设计的需求。

结语

一句话,绿色环保建筑项目应在设计阶段全面考虑节能环保降耗环节的各种要素,科学、合理应用绿色环保节能科技、建筑材料和工艺流程,从而达到所有能源的高效利用,为大家建设处更多的绿色、环保、节能、舒适的家园。

参考文献:

[1]王烈锋.节能技术在建筑外围护结构设计中的应用研究[J].绿色环保建材,2016(2):78-79.

[2]方拓.浅谈节能环保材料与屋顶绿化技术在建筑节能设计中的应用[J].科技传播,2010(24):240-241.

[3]齐璐.建筑结构设计中绿色节能环保理念的应用浅析[J].中国房地产业,2017(15):89-92.

[4]邢正东.浅谈建筑给排水节能环保和绿色建筑设计安装中注意的问题[J].建筑工程技术与设计,2017(5):58-59.

[5]钱龙;李厚臻;孙杨静;.浅析现代建筑设计中绿色设计理念的应用[C]// 2018年4月建筑科技与管理学术交流会.

论文作者:任涛

论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期

论文发表时间:2019/7/26

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