低能耗建筑優化與生態環保設計的工程實踐

來源：建筑設計 瀏覽：- 發布日期：2024-11-15 09:04:35

低能耗建筑是指在現代建筑中通過建筑設計優化、常規能源系統優化和再生能源利用等技術，大幅降低其常規能源使用量，降低其碳排放的同時，提升建筑的環境友好度，相比常規建筑而言，能定義為低能耗建筑的目標是至少實現15%以上的能源節能和資源節能。隨著該理念的提出，目前我國已經在建設中取得了一定的突破，比如清華大學超低能耗示范樓，通過物理建設構型優化及相關節能材料的使用，再配上高效的再生能源系統的支持和現代智能化系統的控制，基本上達到了節能45%的設計目標，這充分說明了打造低能耗建筑在我國具有很好的實踐可行性。下面淺談一下低能耗建筑優化與生態環保設計的工程實踐：

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

從材料選擇的源頭上進行控制，是保證低污染低排放的第一要素，也是實現低能耗的第一道關卡，在選擇節能材料的過程中，要考慮材料的三個特性：

第一就是建筑材料的使用率，即是該類材料能否在建筑中進行大范圍使用，要善于從全局角度衡量其對建筑環保性能的有效提升度，同時在考慮使用率的過程中，也能通過其使用范圍衡量其成本，從一定程度上幫助完成造價管理;然后是建筑材料的使用壽命，主要考慮這種節能材料是否能長期發揮節能低碳的效益，如果是一次性材料，則要考慮以后需要更換使用的材料浪費和替換成本等問題;最后就是節能材料和其他材料的協調能力，即是該材料是否對建設環境有較高的要求，能否和其他材料形成相互映襯的關系，如果具備“1+1>2”的聯合使用功效，則要優先考慮材料的組合搭配問題。

以下提出幾個具有很大潛力的生態環保材料：首先就是EPS泡沫，通過向該泡沫中加入了防火劑，其本身還具備質量輕、抗老化能力強、防水透氣等多個優點，該材料配合歐松板使用，其壽命也可長達50年之久，非常符合現代低能耗建筑的設計理念;然后是硅藻泥建筑材料，該材料疏松多孔，作為涂料使用，可有效完成消除甲醛、凈化異味、降噪隔音、隔熱環保和呼吸調試的功能，很貼近于自然生態，但是該材料不防水不耐污，需要搭配其他材料混合使用;最后就是現代建筑陶瓷，作為人工合成領域中的重要建筑材料，建筑陶瓷可根據需求燒結出不同的形態特點。建筑陶瓷的通用特點有強度高、防潮、防火、耐酸、耐堿、抗凍、不老化、不變質、不褪色、易清潔等優點，并且其材料來源易得，成本較低，因此是當下建筑設計中的一個重要材料選擇范圍。

2、低能耗建筑的局部生態設計

低能耗建筑的局部設計應當從建筑角度做好優化工作，體現出環保生態性能。像是在墻面設計方面，要充分考慮其環保方面的隔熱、隔音等功效，在外墻設計中，還要從生態環保設計角度考慮其和周邊環境的融合度，提升建筑與環境的協調性;在頂棚設計中，要根據需求先設計好頂棚的材料選擇和構型設計，該部分常用的設計材料有木板、PVC塑料扣板、玻璃、金屬等多種，根據個人項目經驗來看，在太陽能頂棚設計中，會使用較多的玻璃材料，如果是為了遮光設計，則可考慮使用木板塑料板或者金屬，一般而言金屬材料的耐久性相對較好，但是薄板金屬頂棚會在雨天或者被大風擾動時產生較大的噪音，在消除噪音上需要更高的投入。

在局部設計中，要注意保障局部功能的最大化實現，像是被稱為建筑肺部的中庭結構，合理的設計是，在夏季的晴天要能有效降低太陽直射，將過高的太陽熱量散發到建筑中庭上部，讓下部保持冷空氣高氣壓狀態，而在冬日，則要保障中庭能較好地接受太陽輻射，當室外氣壓較高時，還要保證中庭具有較好的保溫設計，同時保障空氣流通在室內進行循環，讓室內暖空氣不會快速消散。

最后在局部設計上還值得一提的就是屏風，這在大型場所，尤其是辦公區和商業樓中具有很好的使用環境，屏風本身可發揮宣傳推廣，美化環境的作用，正確的屏風位置可以更好地調節室內的空氣流通，這需要設計人員具備完善的室內空氣流動機理的相關研究。

3、低能耗建筑的整體生態設計

低能耗建筑的整體生態設計體現在建筑各部分之間要形成良好的空間配合，要最大化利用空間價值，發揮空間效益。

在整體空間設計中，要善于結合自然環境進行設計，盡量實現和環境的統一協調，保證其環保生態性，比如在通風設計上，要善于結合自然風向進行設計，盡量降低建筑對空調的依賴性，從而完成節能目標，比如在建筑不同的向陽面采用不同的吸熱放熱設計，讓建筑在不同的通風口形成氣壓差，從而推動自然通風的實現，這在大型建筑和人流密集的商業建筑中，可極好地降低空調系統的能耗問題。

除了采光和通風，建筑的保暖設計也是重要的探討方向，尤其是我國北方地區，每年冬日的建筑供暖會產生極大的碳排放量，因此針對建筑保暖設計具有極好的現實意義。根據個人工程設計實踐經驗認為，保暖上一要優化建筑系統的供暖系統，提升建筑的熱利用率，再要就是降低建筑的散熱效果。為了達到此目標，在低能耗建筑設計中，通過集中供熱的方式，將建筑的供熱點統一，降低分散供熱的熱損耗，同時，在管道方面，盡量將供熱管道設計到建筑內部，讓其余熱也能為建筑升溫做貢獻；在控制散熱方面，除了建筑中的墻體隔熱設計外，降低門窗面積，提升其密封效果，采用雙層窗戶設計等手段都是提升建筑保溫效果的有效途徑，在實際建設中要善于根據需求進行結合使用。

4、建筑再生能源的開發利用

在低能耗建筑的設計中，除了降低對傳統能源的依賴性，開發新型再生能源為建筑供能也是重要的設計方向，當下在新能源的開發中，風能和太陽能是主要開發方向，局部地區也有使用地熱能和潮汐能的優勢。

在太陽能的利用上，最常見的就是安裝太陽能電池板吸收光能進行發電，該舉措在光照強烈的地區有較好的普及效果，但是考慮到大面積安裝太陽能電池板費用過高的問題，當下一種新型玻璃幕墻太陽能技術得到了較好的應用，通過將太陽能核心系統加入玻璃幕墻中，在實現建筑遮光的同時將多余的光能轉化為太陽能，極好地利用了區域內的太陽能，有的小區通過建立大面積太陽頂棚的方式利用太陽能，其方式也非常值得學習，總之在新能源的利用上，要善于根據環境進行選擇。