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基于低碳环保概念的建筑设计模式研究

2018-03-23

山西建筑 2018年16期
关键词:遮阳能耗建筑设计

蔡 军

(武汉东艺建筑设计有限公司,湖北 武汉 430000)

0 引言

基于低碳环保概念下的建筑设计理念在经济可持续发展的过程中发挥着重要作用,同时也为建筑设计持续发展提供了切实可行的指导与保护作用。其核心思想是在保证建筑对象安全实用的前提下,对建筑过程中各个方面与环节的建筑耗能进行模型预测与实际监控,加强对可再生资源的利用;目的在于兼顾建筑物的实用与安全性,促进与加强绿色能源的循环利用,维持建筑施工所在地生态环境的平衡,实现人类社会可持续发展。

1 绿色低碳建筑概念及阶段划分

绿色低碳建筑可分为广义和狭义两个概念:狭义概念主要涉及在建筑的施工过程中尽可能最大限度地节约建筑资源(材料、能源、水、地等资源)、尽量减少高污染高排放的能源利用,对使用过程中产生的废气、废渣、废水等有毒有害物质要严格控制排放量以保护环境减少污染。广义概念主要涉及建筑在其全寿命周期内尽可能最大限度地节约建筑资源(材料、能源、水、地等资源),减少不可再生能源的利用率,增加可再生绿色能源的使用比例,减少环境污染[1]。具体实施主要包括5个方面:

1)规划设计阶段,结合地理位置及自然环境尽可能的利用自然通风、采光,选择绿色设计方案;

2)施工阶段,尽可能使用绿色环保建材、设备和绿色施工工艺;

3)建筑使用阶段,使用节能环保的空调、通风和照明系统等能耗设备,以降低使用能耗做到持续性环保节能;

4)拆除阶段,采用多种手段回收再利用建筑废弃物,提高回收再利用比例;

2 绿色低碳理念在建筑设计中的体现

设计师在设计建筑结构时就应该秉承绿色节能的理念,对建筑的选址、选材以及材料回收整个流程都要减少传统化石能源的使用量,对温室气体与有害气体(二氧化碳、二氧化硫等)的排放要在设计初期就制定量化的减排计划和方案。在规划城市的建设与交通发展时,不应盲目追求规模扩张与城市面积的扩大,而应当坚持和贯彻低碳环保的理念,科学合理的利用自然资源,降低建筑对于城市的影响度,做到可持续性发展。

3 绿色低碳概念下的建筑设计方向

3.1 优选绿色建筑材料

建筑与装修过程中使用的大多数建材都会对环境造成负面影响,例如混凝土所挥发的氡气与人造板材所释放的甲醛都对环境与人体造成不良的影响,严重的还会直接导致使用者致癌几率的大幅提高。因此选择新型环保节能材料,既可以降低施工中产生的环境污染和生产能耗,还有利于提高建筑施工质量与进度,实现低碳设计理念。考虑到建材成本的因素,在条件允许的情况下应当尽可能选择可再生、可循环利用的材料以实现低污染、低排放、低能耗的目标,在源头上减少对环境的污染和人体健康的危害[3]。

3.2 合理有效的利用空间

在设计建筑户型时,对使用空间的实用性、功能性和灵活性要充分考虑,同时还应当考虑到建筑随着时间的推移而带来功能变更的可能性。基于绿色低碳理念的设计,合理布局和设置建筑空间不仅可以有效延长建筑物的使用寿命,同时在施工过程中可有效的减少建筑垃圾,有效的降低建设成本和能源消耗,大范围的采用这种设计理念将对经济效益和社会效益产生积极和显著的推动和促进效果。

3.3 自然采光的设计

建筑采光设计是低碳建筑设计中的重要组成部分,对实现建筑的低碳节能具有重要意义同时也起着至关重要的作用。增大建筑物对自然光的采光面积,延长自然采光时间将显著的降低建筑耗电量。因此在设计时要依据所处地理位置、日照时长、阴雨天比例等客观条件,对建筑间距、朝向以及楼层配置进行合理的布置,以期达到延长采光时间并增大采光面积的节能目的。在细节设计方面应避免建筑外表面朝向冬季主导的风向;照明设备应当根据建筑采光面积与时长确定位置以实现互为辅助相辅相成的目的;使用LED光源在大量实践中已被证明是更节能环保的照明解决方案,降低建筑电力消耗也是近年来实现绿色低碳的主要手段[4]。

3.4 遮阳设计

遮阳设计主要包括建筑外立面窗内遮阳、外立面窗外遮阳、双层中空玻璃夹百叶遮阳、建筑与植被相互搭配遮阳等方式。在南方夏季温度较高地区可以避免热量散射与辐射作用。合理有效的遮阳方式在实际使用中可增强建筑对外部气候的利用,达到保持室内稳定良好环境的目的。

3.5 围护结构设计

建筑节能设计中墙体的保温效果起着至关重要的作用,有效的墙体保温可以大幅度的降低建筑的使用能源成本。因此在进行环保低碳设计时,应当对外立面内墙使用保温层技术,选用泡沫板、岩棉板、胶粉聚苯颗粒等材料,提高外墙热阻值以起到保温隔热的作用。在采样统计分析中发现建筑中门窗的保温和隔热效果最差,大量的热交换在门窗处进行,导致维持室内温度环境所需能耗增加。因此,在门窗的设计中使用铝合金断热结构辅以双层中空玻璃能够明显的提高气密性以及隔热隔音效果。

3.6 提升能源利用率、使用清洁能源

根据建筑所在地区的自然资源情况,合理运用可再生的能源。不同的地域对建筑的用能方式存在着很大的差异,在设计过程中需要考虑到地域差异对于建筑能耗的影响,尽量利用太阳能、风能等可再生能源,减少空气中废弃物的排放。例如:在夏季与冬季温差较大地区,可使用太阳能集热装置以及热泵热水系统,这样既满足了用户对基本用水的需求,还能够大幅度降低用户的热水用能及经济负担;而在北方地区则需要充分考虑对太阳能和风能的开发利用,降低能耗并减少对环境的影响;在西部地区可利用丰富的太阳能资源,采用光伏发电的方式降低用电能耗。在建筑设计时应当将利用可再生能源的设计思想放在优先考虑的位置,以达到降低能耗以及减少环境污染的作用。

4 低碳建筑评价指标体系

在实际应用中需要具体的量化指标区分绿色低碳建筑与普通建筑的不同与差异。绿色低碳建筑实质上是指建筑在使用和维护的过程中尽量减少对能源的消耗,而普通建筑在能源消耗上并没有具体的节能措施。因此应当深入建筑使用和维护的具体细节以便对能耗进行定量计算,然后将结果量化为“碳量”,在此量化基础上即可进行各种设计方案的比对评价和选择。

鱼排粉总磷含量最小值为3.6%,而部分俄罗斯白鱼粉样本的总磷含量大于3.6%。如果以总磷含量作为小型鱼全鱼鱼粉和鱼排粉的判别依据,则可以发现,俄罗斯白鱼粉中含有部分鱼排粉。进口鱼粉总磷含量与鱼粉总磷含量分布重叠,其总磷含量小于3.0%;国产鱼粉总磷含量也是全部小于3.0%。

4.1 评价体系的基本功能

低碳建筑评价体系是建立在对各项重要评价指标的筛选,选取对建筑低碳起关键作用的因素,通过数学模型对评价对象进行量化评价,从而得到对评价对象数量化结果。评价指标体系着眼于建筑全寿命周期的角度,从多方面收集建筑各阶段状况的量化数据,数学模型中将收集的数据进行分析和推演,将得到的结果用于综合评定低碳建筑各影响因素间的和谐性和协调性,以严谨的科学态度和方法全方位体现低碳建筑的优越程度[5]。

4.2 建立评价体系原则

建立评价体系的过程会出现很多困难,为了最大程度保证评价结果的客观性、公正性,同时兼具科学性和有效性,就需要制定一套完整的规则进行约束。构建的评价指标体系需要包含技术、施工、管理、维护等多个方面和全寿命周期的各个阶段,在构建指标体系的过程中应遵循以下原则:

1)可操作性原则。

构建评价体系要建立在综合考察技术实施手段、地区经济条件以及周边生态环境等客观因素的基础上,从实用性需求出发做到获取指标数据的可持续性和可操作性,以确保实现评价体系的应用价值。

2)全面性原则。

低碳建筑评价过程中会涉及到技术、经济以及环境等各方面因素。由于各因素间关系错综复杂,相互影响,因此评价过程中需要在充分理解和结合各单项指标的基础上做出系统的综合评价,力求做到对评价对象的状况和基本特征得到全面、客观和科学的结论。

3)逻辑科学性原则。

评价体系建立过程中应当避免在指标描述过程中出现不明确和歧义的现象,保证指标意义的唯一性。因此在描述过程中首先要明确对象,对对象按照预先设定的标准和规则进行分类划分,以保证对象的各项指标在标准制定与划分上的一致性,保证指标体系在逻辑上的科学合理性。

4)灵活性原则。

评价体系的构建过程中需要合理掌握其复杂程度和处理深度,在保证评价结果准确性和客观性的基础上尽量保持实际操作过程中的灵活性与高效率,过多过细的指标会影响体系执行结果的准确性和客观性,无法体现评价对象的重点影响因素从而导致体系失效。

5 结语

基于低碳环保的建筑设计理念可以有效地节能减排,是促进我国经济健康可持续发展的重要组成。建筑行业应当贯彻低碳环保的设计理念,做好低碳建筑项目各个环节的管理工作,加强项目的监督和检查,健全项目管理模式,促进我国低碳建筑项目的发展和进步。

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