摘要:在现代化的发展进程中,生态问题目前受到前所未有的严峻考验,并且资源的短缺逐渐成为各国关注的焦点。因此,各国政府逐渐对生态节能理念越来越重视。同时建筑业作为高能耗产业,将生态节能理念应用到建筑设计中是未来建筑发展的必然之举。如何降低建筑能耗,以及实现建筑绿色节能是亟须解决的问题。本文从建筑节能的必要性入手,总结出在生态节能理念下的建筑设计方法,为有关设计人员提供新的节能设计思路。
关键词:生态节能;节能技术;建筑设计
引言
人类自从进入工业社会之后,尤其是近代以来,生产力得到了极大提高,在征服和改造自然的过程中取得了巨大的成就,但是也付出了极大的代价。预计到2050年,人类将无法逃避全球变暖、温室气体排放、人口增长以及热岛效应对地球环境产生的重大影响。因此,人们急需加强环保理念,与自然和谐相处,实现可持续发展。因此,建筑设计师在进行建筑设计时应更加注重生态节能理念,设计越来越多的节能生态环保建筑。
1生态节能理念的重要性
随着人类工业化的发展,自然环境受到了极大的破坏。生态节能理念可以减少有毒有害污染物对外排放,减少对自然环境的破坏。随着国民经济的不断增长,人们对生活的需求不再仅仅满足于温饱,而是追求更加健康舒适的室内环境。建筑节能不仅节约了能源消耗,而且使建筑对能源的使用效率提升,提高人们生活舒适度和幸福感。从我国能源发展的现状出发,倡导生态节能设计,可以促进国民经济的快速发展,实现社会主义现代化进程。
2生态节能理念下的建筑设计
2.1 合理规划节能
进行建筑设计时,设计师的合理布局,能够使得建筑物与周边环境融为一体。例如,采用合理的布局可以使得室内光线充足、通风适宜、空气质量满足要求。以生态节能理论为基础的建筑设计,强调人与自然的和谐相处,同时要求设计理念充分符合人们的生活习惯并能够提高人们的生活质量。首先,建筑物的朝向应合理,在选择时充分考虑建筑所处的综合地理环境和条件,优先考虑区域的最佳朝向。建筑在冬季应有足够的优质阳光进入室内,而在夏季则需要解决西晒和阳光直射的问题,设计上还要有利于自然通风。由于我国地处北半球,大部分地区建筑的最佳朝向是南向。在建筑间距方面,建筑物不应长期被周围建筑物或树木遮挡,要保证足够的日照时间和日照量。较大的建筑间距也可以增加通风和风速。然而,建筑间距过大与节约建筑用地的要求相冲突,因此,在进行设计时要充分考虑这二者之间的联系。此外,建筑的组团设计也是建筑节能设计常用的一种手段。在我国,夏季风向通常为南风,建筑群的布置组合应遵循南小北大、南低北高的原则。在群体组合设计中,可采用退台或降低南楼高度的方法,保证建筑群体获得足够的日照和通风。
2.2 体形设计节能
2.2.1控制体形系数
在建筑设计中,建筑物的形状也在很大程度上影响着建筑物的能耗。另外,相关研究表明,每增加的建筑体型系数,建筑能耗指标增加约。因此,为了实现节能减排,通常应选择较小的体型系数。在建筑设计过程中,要充分考虑建筑的空间造型,使建筑外观更加合理,因此不必要的凹凸应尽量避免,进而使得建筑物的能量消耗和损失降到最低。降低建筑体型系数可采用以下四种方法:一是减小建筑表面宽度,增加建筑深度;二是增加建筑层数;三是增加建筑长度或增加建筑组合;四是尽量减小建筑体型变化。
2.2.2 控制表面积系数
为了更好的避免太阳辐射,达到减少建筑能源消耗的目的,表面积系数越小越好。因此,在进行建筑设计时,长轴朝向东西方向的长方体具有更小的表面系数,符合节能环保的设计理念。
2.2.3选择适当的长宽比
对于朝南的建筑,随着长宽比的增大,其热增量也随之增大。但随着建筑物朝向挠度角的增加,建筑物的热增益将逐渐减小。当挠度角达到67°时,各种高宽比的建筑物的热增益趋于一致;当挠度角为90°时,建筑物的热增益随高宽比的增大而减小。
2.3 围护结构节能
进行建筑设计时,要充分考虑建筑的围护结构。通常来说符合要求的维护结构必须具备保温隔热功能。建筑门窗的密封性能应满足要求,并且其隔音效果也应符合规范要求。进行建筑围护结构的设计时,应注意保温材料和结构的使用,推广新型墙体材料和节能材料,可以提高保温效率,提高建筑的热环境性能。另外,屋面设计宜采用坡屋面,平屋面宜采用倒置保温结构,有条件的可进行屋面绿化设计。尽量采用当地技术和材料,降低施工成本。在建筑设计过程中,要充分利用当地的气候条件,利用当地的风土特性技术,尽量使用无污染、可再生的材料,减少二氧化碳等大气污染物的排放。此外,还需要对材料进行回收利用。近年来,废墙体材料回收行业也得到了发展。利用各种工业固体废弃物和农业废弃物生产新型墙体材料,可以变废为宝,实现能源与环境的协调发展。
2.4 立体绿化节能
立体绿化是指在地面以外的其他建筑空间种植绿色植物。可根据不同的空间选择不同的植物和绿化方法。立体绿化主要在屋顶、外墙、中庭、阳台等建筑部位进行,如种植屋面、外墙遮阳、景观庭院等立体绿化方式。立体绿化主要是通过降低空调能耗来实现建筑节能。通过立体绿化实现建筑生态节能,主要有三方面优势:一是立体绿化通过改变建筑区域的小气候环境,改变室内外温度;二是,立体绿化通过屏蔽大部分太阳辐射影响辐射换热;最后,由于植物及其根系对水分的循环作用,间接增加建筑物的传热阻力。
在建筑中引入立体绿化后,植物的根系将水分储存起来,然后在阳光的作用下通过蒸发重新回到环境中。通过植物根系实现水分循环,在增加空气湿度的同时,通过蒸发吸热使得建筑表面温度降低,从而降低了建筑内外的温度。同时,植物还可以成为建筑物天然的“遮阳伞”,保护建筑免于阳光照射带来的升温。人应该生活在自然中,而不是与自然分离。在建筑中引入绿色植物,可以使得人们的生活更加健康,不仅可以提高人们的生活质量,还可以实现建筑的生态节能,可谓一举两得。
2.5 利用可再生能源
近年来,可再生能源行业得到了大力的发展。目前应用较为广泛的有太阳能、风能、沼气、地热等。在日常工作和生活中,我们应该尽量利用清洁能源、天然能源或可再生能源。在建筑设计中,合理的设计可以充分利用可再生能源,从而达到生态节能的目的。此外,新能源技术可以应用到建筑设计之中。目前常见的有光伏建筑一体化技术,即用光伏组件代替建筑的一部分,使光伏组件成为建筑的一个组成部分,如光伏采光屋顶、光伏幕墙等,光伏遮阳等,将建筑从耗能转化为能源供应,所产生的能量可单独储存或应用于电网。光伏建筑不仅仅具有自主发电供电的能力,同时建筑的隔音、隔热、遮阳也能满足相应的要求,即安全可靠又满足装饰性效果。
3结语
综上所述,目前全球范围内在不断的强调节能环保的生态理念,将生态节能理念应用到建筑设计中是非常必要的,这对我国能源和可持续发展具有重要意义。从事建筑设计时,应该在符合安全性、实用性、经济性以及美观性的前提之下,在技术许可范围内贯彻生态节能理念,注重建筑的绿色环保,并从合理规划、外形设计、围护结构、立体绿化、可再生能源等多方面考虑设计,使得建筑更加节能环保,达到可持续发展的目的。
参考文献
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