现代绿色建筑的生态节能设计策略探讨_张晓丽.pdf

85GREEN绿色随着社会的不断发展，建筑能源消耗已经成为我国沉重的环境负担，如何实现有限资源的可持续利用，是社会发展过程中需要迫切解决的一个问题。当前环境污染、能源消耗逐渐严重，人类赖以生存的环境持续恶化。在此背景下，城市的建筑工程要实现节能环保，政府部门应出台相应政策，以引导建筑行业节能化、环保化发展。为跟上发展速度，现代绿色建筑工程要强化生态节能设计，充分考虑生态、节能的要求，保证工程项目在安全基础上，减少环境污染、能源消耗，实现人类与建筑、建筑与环境的和谐发展。1 现代绿色建筑概述1.1概念在全世界范围内，对现代绿色建筑概念有着不同解释，得到人们普遍认同的是百科全书与美国绿色建筑协会的定义。在百科全书中，绿色建筑主要是指针对建筑物设计、建造、居住、维护以及拆除等环节，都能够采用最合理的方式开展工作，实现对不同资源的科学利用，提升能源利用率的同时，能够减少建筑对人们身体健康以及环境质量的影响，该种实践活动建造的建筑属于绿色建筑。美国绿色建筑协会的定义是，绿色建筑的主要目的是从建筑材料制作环节、运输环节，再到建筑物建造环节、居住环节，以及拆除环节，都能够尽可能减少对周围环境的影响。在此基础上，为居民创造更加舒适生活环境。这两个定义内涵大致相同，即在建筑的整个生命周期中，不同施工环节、运行环节都能够提升能源利用率、减少资源浪费，强化人们的居住体验，该种建筑的建造过程属于绿色建筑。1.2遵循原则在现代绿色建筑设计中，要遵循以下几点原则。1）遵循因地制宜原则。在生态节能设计工作落实过程中，设计人员要提前做好调查工作，了解当地具体环境、地质条件情况等。只有在对当地有正确了解基础上，才能保证绿色建筑设计跟上时代发展趋势，满足当地人民对于建筑的需求，从根本上实现绿色建筑的节能环保功能。例如，在我国南方地区的绿色建筑设计中，会进行墙体隔热设计、遮阳设计，从而实现节能环保目标；北doi：10.3969/j.issn.1672-2167.2023.07.011作者简介：张晓丽，女，山西工商学院讲师，讲师。方地区的绿色建筑需要进行供暖设计，提升煤炭等能源利用率。因此，在绿色建筑设计时，设计人员要始终遵循因地制宜的原则1。2）遵循和谐原则。建筑是人们重要的居住场所，整个建筑的生命周期中存在能源消耗，以此确保满足人们日常生活与工作需求，同时还要与周围环境、社会发展相互协调。低能耗、低污染是绿色建筑的主要设计理念，因此，在绿色建筑生态节能设计过程中，要遵循社会、人类、自然和谐发展的原则。3）遵循高效节能原则。在绿色建筑生态节能设计过程中，设计人员还要遵循高效节能原则。绿色建筑整个生命周期的不同环节，都要贯彻落实高效节能理念。比如，在建筑材料方面，要合理规划材料的使用，提升材料利用率，避免在施工中出现严重浪费情况，从而提高施工质量。对于整个施工过程，要安排专门管理人员监管，及时发现并解决施工中存在的问题，防止工程返工，减少人力、物力资源浪费。4）遵循经济原则。现代绿色建筑的核心宗旨就是在项目建设的所有环节中实现低能耗、低污染。与此同时，应高张晓丽现代绿色建筑的生态节能设计策略探讨摘要：在现代绿色建筑行业发展中，生态节能设计属于重点环节，该设计方式顺应当前国家发展趋势，与节能减排、生态环保理念相符合。该文首先分析现代绿色建筑概念、设计原则；其次围绕注重自然通风设计、注重自然采光设计、合理利用可再生资源等方面对生态节能设计策略进行探讨；最后结合工程案例，研究了现代绿色建筑生态节能设计的实践应用，以期为设计人员提供参考。关键词：现代绿色建筑；生态节能；设计策略4月（上）科技、绿色、建筑.indd 852023/4/5 上午11:4086GREEN绿色度重视建筑成本的管理与控制，防止资金浪费，以保证建筑工程项目质量与安全为前提，选择高性价比的材料、设备，科学控制工程成本，提升建筑经济效益，推动现代绿色建筑的稳定、持续发展。2 现代绿色建筑的生态节能设计策略2.1自然通风设计自然通风，主要是指在建筑物的门窗区域、过道区域、中庭区域内形成气流组织，并在室内外风压差的带动之下，促使室外新鲜冷空气进入到室内环境中，并将室内浑浊空气持续性地向外部排放。相较于机械通风方式，自然通风设计不需要使用机械设备，可以节省更多能源，创造更加舒适的室内环境。在自然通风设计过程中，设计人员要充分考虑当地气候条件和风向情况，在此基础上，明确建筑物朝向，并对门窗比、窗户位置、窗户数量等设计参数的最佳值进行合理计算，这对于获得理想的自然通风效果，能够起到良好促进作用。办公楼、住宅楼属于人员较为密集的建筑，通风系统的通风换气次数相对较少，因此，可以采取自然通风与机械通风相结合的设计方式，将室外新风与室内浑浊空气交换不足这一问题妥善解决。2.2 自然采光设计自然采光设计是指通过优化建筑物朝向、调整建筑形式、屋顶开设天窗，以及设计透光率较高的玻璃幕墙作为围护结构方式，促使室外太阳光能够透射到室内等，保证室内采光，减少对灯具的使用2。该方式可减少建筑照明系统运行时间，降低灯具开启频率与开启数量，不仅能够节约电能，而且能够减少系统运行损耗。与人工照明相比，自然光更让人舒心，有利于调节心理情绪。2.3 合理利用可再生资源在以往建筑工程中，通常会将市电接入的电能，作为照明系统和暖通空调系统的运行能源。电能在传输过程中，会形成线损，其中一部分电能会被线损损耗。当前我国主要发电方式为火力发电，在发电期间需要使用很多化石能源，化石能源属于不可再生能源，与当前绿色建筑、节能减排发展理念相悖。面对这一问题，针对绿色建筑节能生态设计，要合理利用可再生能源。结合建筑所处环境，对太阳能、风能的合理利用，实现对电力能源的取代。例如，可以在建筑屋顶位置设置小型光伏电站；将全玻璃真空型热水器设置在屋顶位置；设置地热井、换热站等。这些设计方式能够实现对自然资源的有效利用，降低电能损耗以及线损量，还能节约更多建筑物的运行成本。2.4 低能耗围护结构设计在现代绿色建筑的生态节能设计中，低能耗围护结构设计是一项重点工作。对此，设计人员要给予更多重视，具体应做好以下几点。1）重视保温隔热墙体设置。为降低室内热量的消耗速度，可以将保温隔热墙设置在建筑外墙，实现对围护结构热工性能、建筑整体结构热工性能的强化。通常情况下，墙体结构可以采用内置保温层、外置保温层，或者中心夹层方式3。其中较为常见的保温方式为外置保温，将岩棉板、膨胀聚乙烯等保温板，固定在墙体外侧，促使墙体热阻值能够得到全面提升。2）注重隔热通风墙体设置。为提升围护结构的热工性能，以及建筑物的自然通风能够达到更好效果，可以采取双层外墙设计方式，将玻璃安装在幕墙外层、内层安装中空玻璃。同时，将遮阳百叶安装在空气间层位置。在幕墙位置，应预留出通风口，发挥调节室内太阳辐射量的作用，从而降低热量散失速度。3）重视门窗节能。在围护结构的保温隔热设计中，门窗一直都属于薄弱位置，室内的热量会通过门窗缝隙向外散失，无法保持室内温度恒定。对此设计人员要对窗墙比进行科学调整，在施工过程中使用新型玻璃，通过有效的门框处理，提升门窗的保温隔热效果。4）注重屋顶节能。工作人员要做好屋顶保温隔热工作，可以采用不同构造方式，比如蓄水屋面方式、架空屋面方式等4。如果采用蓄水屋面设计方式，工作人员需要在屋面上方位置设置防水层，防水层上的蓄水层蓄积厚度如果在 150 2000 mm 之间，或者超过了300 mm，当太阳光直接照射屋面时，蓄存的水体可以吸收相应比例的太阳辐射热量，在水体蒸发过程中消耗相应热量，从而实现屋面降温。3 工程实例3.1项目概况如，某建筑工程项目总用地面积约17 hm2，总建筑面积约 22.68 万 m2，其中地上建筑、地下防空与停车场总面积分别为 158000 m2和 68800 m2。绿地面积与容积率，分别为 36%和 0.87。3.2 设计流程在绿色建筑生态节能设计过程中，对于具体设计流程，设计人员要准确把握，以保证设计合理性。在绿色建筑生态节能设计流程中，要注意以下几点。1）明确绿色建筑等级。设计人员可以结合项目概况，对建筑使用性质、功能类型作出明确。同时，可以根据规范标准、预估分数，明确绿色建筑等级、一般情况下，分为 3 个等级一星级、二星级和三星级。2）强化软件模型设计。将初步设计的建筑方案，直接导入到绿色节能软件当中，对方案具体情况进行分析5。在此基础上，对不合理参数科学调整，并生成报告。该方式可实现对风环境、采光、声环境计算结果的准确把控。将具体结果反馈到设计方案中，实现对方案的优化，提升方案的可操作性与合理性。3）各专业之间要相互配合设计。绿色建筑属于复杂、系统的工程，从室外4月（上）科技、绿色、建筑.indd 862023/4/5 上午11:4087GREEN绿色环境到室内装修设计，再到水电暖气，涉及很多不同专业和学科，不同部门、工作人员之间要相互配合、及时沟通，推动各项工作的有序落实。此外，还要对成本以及一般性问题等进行协调。3.3 设计内容本工程的绿色建筑设计主要内容涉及以下几点。1）种植屋面设计中，将锯末、蛭石等松散性材料，铺设在屋面防水层上方，同时种植不同类型植物，发挥屋面的保温隔热作用。2）在场地生态雨水设计中，设计人员通过建设雨水生态设施、透水铺装及建设蓄水池等方式，提升场地年径流量，使场地内的年径流量控制率能够达到 70%。3）室内环境分析工作在具体落实期间，要设置相应的能源管理平台，针对建筑各环节能耗情况、用水情况、室内外环境情况进行科学监测，并将获得的数据信息反馈给工作人员6。通过工作人员的研究，以及数据分析平台的应用，针对能耗历史数据进行科学建模，可以对下一阶段的用能情况做出科学预测，为管理人员的决策提供数据信息参考。4）对于室内空气品质，做好全方位监测工作。针对人流较为密集，以及人流量变化较大的区域，要设置气体探测器。例如，设置 CO2气体探测器，在运行期间该探测器能够实现数据信息采集与分析，一旦发现室内污染物浓度超标就立刻报警，并联动新风系统。地库位置要设置 CO 感应器，联动排风系统，实现地库通风节能。5）在生态节能设计过程中，要合理利用自然能源。设计雨水回收再利用系统、屋顶花园保温蓄热系统、海绵城市系统等，以减少建筑能耗。6）以 过 渡 季 风 为 NE（North，East）为条件，通过模拟分析建筑外窗压力分布情况，确定建筑目标群当中，有超过 50%的区域门窗，其内外风压大于0.5Pa，这对于室内自然通风能够起到良好促进作用7。同时，在夏季室外的平均风速条件下，建筑前后压差基本都大于2Pa，可以实现良好的室内自然通风。7）通过光环境分析，本项目在建筑设计的初期，门窗面积设计、门窗方位布置合理，室内能够获得良好自然采光，不仅可以实现自然通风，而且能够在夏季将室内热量带走，在夏季减少对空调设备的使用8。针对太阳辐射问题，设计人员根据日光变化规律，采取遮阳板设计方式和智能控制方式，并根据具体情况对复杂设施作出调整，尽量避免阳光直接照射导致室内温度的升高。4结语绿色环保、节能减排是我国发展主要趋势，现代建筑行业作为发展的重点，要起到带头作用。为促进整个工程项目能够达到环保、节能效果，要进一步强化生态节能设计，在设计期间充分考虑资源、能源的应用情况，注重自然采光及自然通风设计，发挥可再生资源优势，减少不可再生资源的应用。设计人员也要树立生态节能理念，在设计中应充分考虑自然环境、能源等问题，从而提升绿色建筑方案设计的可操作性。参考文献：1 张田庆，李洪，庞拓，等.绿色建筑理念下建筑规划节能设计措施研究 J.智能建筑与智慧城市，2021（11）：99-100.2 曾琼，陈静，徐剑琼，等.绿色环保低碳节能技术在建筑设计中的应用分析 J.中国建筑装饰装修，2022（1）：88-89.3喀普兰巴依艾来提江，塞尔江哈力克，晁云龙.基于绿色建筑理念下绿洲建筑的节能设计探究以全国第二届“绿色建筑设计”大赛作品为例J.建筑节能（中英文），2022，50（03）：50-56，71.4 周小靖，龙啸，于春阳，等.绿色理念下的建筑节能设计研究 J.城市建筑空间，2022，29（4）：205-207.5 康宏，徐平，刘叶瑞，等.某示范建筑绿色建筑评价节能设计分析 J.建设科技，2021（2）：85-88.6 蔡明威.以提高获得感为导向的绿色建筑设计探究结合新加坡绿色建筑经验 J.福建建筑，2022（12）：20-24.7 魏长才，金卫钧.绿色节能目标下的寒地超高层办公建筑设计研究以北京市通州区运河核心区 IV-03 地块为例 J.当代建筑，2022（8）：44-47.8 刘利伟，孟庆云.有关绿色建筑节能设计相关问题的探讨 J.中国标准化，2019（24）：86-87.4月（上）科技、绿色、建筑.indd 872023/4/6 下午10:40