摘要:文章分析了我国绿色建筑技术与居住建筑一体化设计相对落后的现状,阐述了与国情适应的一体化策略,提出了一体化研究方向及技术成果。这些成果在实际工程应用中必然极大推进我国居住建筑的可持续发展进程并伴随城镇化和居住条件改善产生巨大的经济、社会综合效益。
关键词:绿色建筑技术;居住建筑;一体化
绿色建筑以遵循保护环境、可持续性发展及节约资源为主要特点,侧重于体现建筑绿色节能环保理念,并且绿色建筑全面体现以人为本及因地制宜的施工理念,综合考虑地域、文化及历史等方面因素,旨在为城市居民建造符合可持续性发展原则的建筑工程。
1居住建筑屋顶与绿色建筑技术一体化研究
太阳能利用。通过南侧局部单坡顶设置高效集热器直接收集太阳热能并转化为热水存贮于屋顶内部的贮水箱,集热器受光面倾角由智能控制系统调至最佳,保证太阳入射光高度角与受光板倾角互余,使集热器处于最高效接收热能状态。屋顶建筑构造提供集热器基本坡面,集热器安装所需支撑钢架将大幅减少且运行受大风、地震、锈蚀等负面影响大为减小,可节约大量材料费、安装费、定期更换费、日常维护费。北侧屋顶设置精确计算的凹形反光屋顶和旋转太阳能收集板,在保证后排建筑最小采光间距前提下,将照射于北侧屋顶的太阳光通过反射收集后发电。通过旋转太阳能收集板调整受光板角度,可在盛夏增大太阳能收集并为后排建筑适度遮阳,在寒冬确保后排建筑充分日照之间智能调整。以上屋顶与绿色建筑技术一体化成果可将照射于屋顶的太阳能最高效收集甚至在盛夏收集大于屋顶面积的太阳能。
风能利用。在南侧单坡顶与北侧凹屋顶交界“屋脊”处相间设置小型风电机组和通风排气口。由于“屋脊”的自然高度,可有效减小风电支架高度从而节约投资,有利加大通风口“烟囱效应”;“屋脊”南侧的斜直坡面与夏季东南风形成的良好配合关系加大排风口风压,北侧凹形坡面则有效减弱冬季西北风对排风口的“倒灌”作用保证冬季良好通风;两侧坡顶形成的风向引导作用有效增强风电叶片转动动能从而收集更多风能。
气侯降水利用。南侧单坡顶与北侧凹形弧顶组合可保证雨季雨水的完全收集,而且可保证冬季降雪融化和收集。屋顶整体形状较传统平屋顶和双坡顶具有更好的聚水效果,南侧单坡顶坡度较大且有太阳能集热器和北侧屋顶冬季挡风效应,雨水收集和降雪的固定融化都能保证且蒸发量少;北侧凹形屋顶聚雨水和降雪效果更好,冬季可利用其凹面形状的聚热、太阳能旋转受光板反射阳光效应使降雪更快融化和更少蒸发。
2居住建筑外墙与绿色建筑技术一体化研究
外墙面太阳能利用。由于外墙大多与地面垂直,致使太阳能发电设备效率较低、安装和维护难度大、对立面安全和美观影响较大。因此,外墙太阳能利用应致力寻求高效、低价、易维护技术。高效目标应围绕把太阳能直接转化为热能利用;低价、易维护主要通过简单易实现技术,与建筑设计施工同步、使用寿命与建筑全寿命周期适应而不是通过高投资高难技术实现。
研究外墙面热能传递规律。外墙吸收太阳能温度升高后将由于室内外温差和室外不同墙面间温差进行热能传递。深入分析建筑对热能的利用,墙体外表面温度升高对建筑冬季采暖期的意义十分重大。由于冬季采暖期具有室内外温差平均值远大于其波动值的特点,实际设计采用稳态计算法,Q=αFK(tn-twn),即围护结构耗热量Q值与围护结构内外温差成正比关系。采暖期建筑外墙温度分布在不同朝向立面差别很大,如快速、经济、高效的把南、东等向阳立面吸收的太阳热能迅速且持续地转移到背阳立面,就能有效改善建筑背阳面外墙室内外温差,大大减小采暖期居住建筑耗热量,达到建筑绿色节能目标。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆实践中,我们发现在外墙外表面铺设水平环状连续且导热系数大材料可达到以上预期目标。
以上绿色技术在采暖期以外的其它季节和夜间也非常有利于良好室内环境的创造,可使建筑所有外墙外表面温度趋于相同,从而改善建筑内部不同位置房间的温度分布。
外墙雨水的收集利用由于雨水会自然顺墙而下,故其收集利用除少数多雨地区应与外墙表面绿化结合,在外墙表面沿墙高增设悬挑蓄土构件绿化外,多数季节性降雨地区应采用雨水自然流下结合地下室设雨水收集箱的做法更为经济有效。
3居住建筑室内通风与绿色建筑技术一体化研究
(1)统一室内空气质量标准,采用更符合人体健康要求的卫生部标准。
(2)坚持“天人合一”、自然通风为主的室内通风设计传统,不能采用“全面掌控”的纯机械通风。
(3)采用不依赖门窗、分室独立自然通风为主、机械通风(厨、卫)为辅的系统化通风技术方案,满足门窗严密封闭、各功能房间门窗关闭时室内空气质量符合人体健康的要求。
实际设计可利用窗下墙设置专门通风进气口并加装过滤、防热能流失装置,利用各房间共用墙体增设多处竖向通风道并进行各房间通风量协调设计,结合当地夏季及全年风向灵活组织群体居住建筑朝向、外墙窗位置,结合屋顶有利形式合理设置排气口位置等不通过门窗、独立的自然通风为主、机械通风为辅的系统化绿色通风建筑技术与居住建筑一体化设计方案。
4居住建筑地下空间利用绿色建筑技术一体化研究
(1)充分利用钢筋混凝土等高强、自防水能力强的材料特性,建造大面积、不潮湿的地下空间,增强地下空间合理利用能力。
(2)合理增加地下空间利用方式,将适于在地下空间进行的公共活动移到地下。如部分商业、停车库、健身房、社区洗衣房、洗车房等。
(3)充分研究绿色建筑技术与地下空间一体化设计,增加地下空间在“四节一环保”可持续发展战略中的作用。如充分利用光导管技术实现白天和晚上居住房间有灯光照明时地下空间的适度自然光或居住房间灯光补充照明;充分利用地下空间标高低于室外地面特点,设置地下蓄水池及相应净化设备,将屋顶、外墙面、室外硬化地面的降水收集后二次利用,有利位置如临山地、河流时将这些有利因素增加的水收集再利用;充分利用地下空间集中、搬运方便、隐蔽性强、干扰少、温度变化小特点,将荷载、体积、价值大、运行不间断的设备集中设在地下,以便安全、高效、节能、及时管理,如太阳能、风能发电的逆变、入网、电能存储及分配设备,自来水二次加压设备、二次水利用的净化、分配、加压设备,地源热泵的热交换、输送设备。
结语
绿色建筑及智能建筑是建筑工程最终发展目标,不止停留于技术手段应用阶段,更涉及与建筑相关各个领域,,智能建筑作为实现绿色建筑的重要环节,发展绿色建筑时不得忽略任何环节,必须将二者有机相结合实现协同发展,得到人、自然及建筑和谐统一,以达到无污染、无害化及可循环目标,进一步控制建筑工程垃圾排放量。
参考文献:
[1]滕佳佳。绿色建筑与智能建筑的融合发展[J].四川水泥,2017(8):113.
[2]李宸宇。绿色建筑与智能建筑的融合发展[J].江西建材,2017(14):50.
论文作者:刘宇
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/14
标签:建筑论文; 屋顶论文; 外墙论文; 太阳能论文; 技术论文; 地下论文; 热能论文; 《基层建设》2019年第28期论文;