摘要:随着世界工业化的快速发展,人类工业化发展与生态环境之间的矛盾日益突显,以能源节约和控制污染为主的可持续发展成为世界工业发展的主流趋势。而建筑物作为人类直接在内生存的人工环境,直接影响人类的日常生活方式,并因其大量性和大型性,曾大量耗费地球资源并造成环境污染,因此,研究低碳概念下的建筑设计应对策略对环境保护和建筑设计的现代化发展有着非常重要的意义。
关键词:低碳;建筑设计;能源
引言
在世界经济的快速发展过程中,环境问题日益显著,因此需要各行业积极贯彻可持续发展的发展战略,降低能耗,减少污染物的排放。建筑行业作为高能耗、高污染、与人类生活方式关系密切的行业,只有从最初的建筑设计入手,将低碳贯穿建筑设计到施工的各个环节,才能从根本上降低能源消耗、减少环境污染,为我国转变经济发展模式和可持续发展做出重要贡献。
一、建筑设计低碳化的必要性
(一)传统建筑的能源消耗水平
建筑能源消耗本身就是一个贯穿始终的过程,从建筑材料的生产、建筑材料的运输、建筑施工过程、建筑的使用过程一直都有能源消耗的产生,并且在施工过程中工业扬尘会造成环境污染加重雾霾。加上在我国工业化发展初期对建筑节能的忽略,建筑能源消耗从改革开放始就占了总能耗的百分之十左右,并且,随着我国的工业化发展,建筑能源消耗比率逐年上升,最高时可达百分之三十以上。改革开放以来,全国各地的高楼大厦相继拔地而起,城市化进程不断加快,需要配备大量基础设施,使得高能耗的建筑行业为我国的生态环境带来了巨大压力。
建筑行业将在我国城市化进程中扮演重要角色,因此,传统建筑能耗水平如果不加以控制,建筑行业将对我国可持续发展产生不良影响,加重我国能源危机。
(二)我国现阶段低碳化建筑的发展
我国从二十世纪末就开始了建筑节能的理论探索,出台了一系列的建筑节能政策法规,并研究了一系列建筑节能技术,在后来的经济发展过程中,我国政府也在不断地深化建筑节能改革。但由于建筑商和建筑施工方并没有积极响应,单纯追求经济利益,没有正视建筑节能的重要意义,使得我国低碳化建筑仍存在较多问题。加上低碳建筑科学技术的不完善性,低碳建筑设计体系尚不健全,我国的低碳化建筑设计在实际操作中也存在较多问题。基于我国过去在建筑节能领域的一系列探索,仍然有许多低碳化建筑设计应对策略值得借鉴,建筑设计作为建筑施工的依据,对建造低碳化化建筑有着重要意义,建筑节能首先要从建筑设计环节入手,不论是建筑结构设计还是建筑设备设计,都要注重建筑物的环保性能。
二、提高空间利用率
(一)建筑的朝向和间距
在进行建筑设计时,合理布置建筑朝向和间距,不仅能使建筑争取更多日照或者避免阳光直射,还能使房屋避开主导风向,从而达到建筑节能的目的,因此建筑物的朝向和间距设计是建筑节能设计的重要组成部分,既要在冬季争取更多日照,又要在夏季利用太阳方位角的变化减少太阳辐射;既要在冬季避开主导风向,又要保证在夏季通风良好。根据当地地形,气候,合理分析布置建筑朝向。例如在南方炎热地区,应该避免建筑主立面为东西朝向,从而防止夏季室内因阳光直射引起其温度过高。为使夏季通风良好,又应与夏季主导风向垂直。而对于北方寒冷地区,就需要主立面平行冬季主导风向,防止冬季冷空气的入侵。在建筑集群分布地区,为使每个建筑都得到良好的日照,就需要根据当地地理纬度和建筑高度等因素确定日照间距,以便使每栋建筑都得到充足日照。
(二)建筑的平面和空间分布
根据气候条件如日照、风向、气温等对建筑进行规划布局,争取较好的日照条件,并减少风力因素对建筑的不利影响,就能合理利用自然资源,减少对能源的依赖。例如在中国寒冷的北方,可以采用周边式建筑布局。建筑呈环式布置形成建筑群,建筑有多个朝向,建筑群内部几乎封闭,可以有效地抵挡寒风入侵,从而节约供热能源。但对于南方,这种布局方式就不再节能,反而会造成各单栋日照时间差异大的问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆所以在南方多采用并列式、斜列式等布置方式,使各建筑通风良好,又都能得到良好的日照。建筑布置紧凑的地区,还可以使用错列式,在两栋建筑的空隙中争取更多的日照。在地形不均匀的地区,可以把较高的建筑设置在北方,抵挡北部寒风。
(一)建筑节能墙体材料
建筑墙体作为建筑主要的的维护构件和和分割构件,又具有隔声隔热等多种作用,因此墙体材料的节能效果对整个工程的节能效果起着重要的影响作用。建筑墙体节能主要应从两方面入手,一是加强墙体的保温隔热效果,二是墙体尽量利用环保建筑材料。
为加强墙体的保温隔热效果,不仅要选用适当的保温隔热系统,还要注意选用墙体的颜色。因为科学实验表明,当墙体为暗色时,可通过墙体的热流就会增加。
当今绿色建材已经成为建筑材料发展的主题,并且随着经济和科技的发展,绿色建材的发展也非常迅速,这就需要建筑设计师紧跟科技前沿,利用最为环保又能保证墙体效果的材料作为墙体材料。
(二)建筑节能门窗
门窗是建筑保温隔热的薄弱环节,也是建筑中的开口部位,因此也就成为了建筑节能的关键部位。增强门窗的隔热性能,减少因门窗引起的热损失,是建筑节能设计的重要理念。在门窗节能中,要充分利用先进的科学技术,应用新型节能玻璃,既能允许大量可见光通过,又能有效阻挡或吸收红外线。例如在炎热地区,使用在玻璃表面镀金属膜的热反射玻璃,对太阳产生一定的反射效果,节省夏季室内空调的能源消耗。在寒冷地区,可使用隔热效果好的中空玻璃,使玻璃层中间有干燥气体,减少玻璃的导热系数。中空玻璃还可与其他节能玻璃组合在一起,产生更好的节能效果。在寒冷地区,还能使用导热系数比中空玻璃还低很多的真空玻璃,利用真空构造隔绝热传导。
四、加强利用可再生能源
(一)地热能在建筑中的利用
在国际上,地源热泵技术已经趋于成熟,在欧洲,已经用于冬季供暖。并且地热能技术在不断发展当中,科学家致力于提高对地热能的热吸收效率,使地热应用成为现实,减少能源的消耗。北欧一些国家偏重利用地热能在冬季供暖,而在美国,则偏重使地热能既能在冬季供暖又能在夏季制冷,建筑设计师可根据我国国情和不同地区的特点选择如何使用地热能减少环境污染。
(二)太阳能在建筑中的应用
太阳能是一种可再生能源,所以在环保项目中被广泛利用。在建筑物屋顶安装太阳能设施,不仅能利用太阳能发电,还可利用太阳能的热效应洗澡,当今城市街道上已经有许多利用太阳能发电的路灯,并正在逐步向城镇和农村发展。例如华北理工新校区的澡堂,屋顶上安装的太阳能就是利用太阳能加热洗澡水,减少了不可再生能源的利用。
随着科学技术的发展,太阳能的作用已经不仅限于供热和供电,太阳能制冷系统也将应用于房屋建筑。国际上,太阳能制冷系统主要采用光热转换,以热能制冷的形式。该系统能实现夏季制冷,冬季采暖,并且能与太阳能制热水相结合,极大地减少了生活中的能源使用。
此外,太阳能强化自然通风的技术也可应用到建筑节能,利用热压诱导自然通风,有利于改善室内环境,将室内热空气抽出以降低室内温度。
五、结论
为了保护生态环境,环保已经成为各行业发展进步的重要主题,环保也成为了建筑行业发展的重要方针,为建造低碳化建筑,建筑设计有许多途径和材料可以选择。为了贯彻我国可持续发展的战略方针,推动我国建筑行业的发展进步,建筑设计要综合利用各种建筑环保技术进行建筑结构设计和建筑设备设计,建造低碳化建筑,保护生态环境,推动我国社会经济发展。
参考文献:
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[3]吴秋安.谈低碳概念下的建筑设计应对策略[J].建材与装饰,2016,45:72-73.
论文作者:富天巍
论文发表刊物:《基层建设》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/6
标签:建筑论文; 建筑设计论文; 日照论文; 建筑节能论文; 我国论文; 墙体论文; 太阳能论文; 《基层建设》2017年第20期论文;