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绿色建筑设计与节能技术研究

2022-12-25陈泳麟

大科技 2022年48期
关键词:门窗墙体建筑物

陈泳麟

(广州市设计院集团有限公司,广东 广州 510000)

0 引言

随着时代的发展,人们环境保护的意识不断增强,绿色建筑也逐渐受到人们的广泛关注。绿色建筑是以可持续发展为目标和以节约资源为前提,对自然生态环境进行合理地保护和利用的建筑。由于绿色建筑是利用环境友好材料建造的,因此材料在建造过程中对自然生态造成的影响相对传统建筑材料微弱。另外绿色建筑的设计需要遵循可持续发展原则,提高对资源的利用程度。在我国社会经济发展的大背景下,人们对节能环保和绿色生活方式的需求越来越高。为了满足人们对节能环保居住环境和生活质量的要求,我国逐渐开始采用新型节能技术来构建绿色可持续发展模式,这就要求建筑设计在进行节能设计时必须采用多种新型绿色材料、充分利用水资源以及各种节能设备,采用“节能+生态”的组合模式,利用最先进的节能技术来实现节约能源和保护环境的目标。

1 绿色建筑设计理念分析

绿色建筑通常指的是在建筑物的有效使用期限内,尽可能提高对自然可持续能源和环境友好型建材的使用程度,以达到环境保护的目的,减少对环境的污染,从而为人们提供更加舒适的生活空间。但是从生态方面的角度来看,建筑工程由于本身规模较大,对资源的消耗较多,对于生态环境的影响程度较高。

在进行建筑设计的过程中,为了减少建筑物对生态环境的影响,需采取更加合理的建筑设计理念来进行保证,从而保证人与自然能够和谐相处,充分贯彻好可持续的发展理念,成为未来建筑与设计的主导理念。

在建筑设计的过程中充分引入绿色建筑设计理念,将建筑物和周围环境进行综合考虑,进行反复有效的设计,并且在设计的过程中,除了要综合考虑建筑物与环境之间的关系,还要分析好建筑物与其他系统之间组成的关系,从而降低对能源的损耗。

2 绿色建筑设计贯彻原则分析

2.1 节能设计原则

在开展绿色建筑设计的过程中,最为重要的就是充分贯彻节能设计原则,在进行相关准备工作的过程中,要提前掌握绿色建筑物设计的规范标准,采用各种有效的技术手段,充分达到节约能源的目的性。另外在开展设计的过程中,要提前准备好各种材料设备,加强对各种可再生能源的利用,其中包括光能源、风能源等等。同时在保证建筑物质量的同时,尽量满足建筑物的一切功能,减少对空调以及其他采暖供热设备的使用,减少对空气的污染。最后在开展绿色建设设计的过程中,要特别重视对新技术以及新材料的使用,最终达到节约能源的效果。

2.2 对建筑过程实施全面监控

建筑工程由于本身涉及范围较广,在进行建设的过程中非常复杂,因此要想保证建筑物的结构质量,实施全面的监控措施是非常重要的,而要想使建筑物更加符合绿色节能设计的原则,就需要充分关注建筑物建造的整个过程,之后再实施全程监控。除了保证建筑物的建造质量外,对于建筑材料的选择也要实施全面监控,在保证质量的同时价格方面以及生态环境保护方面也要有所保障,满足绿色建筑物建造的规范要求。

2.3 对各种资源的综合利用

在开展绿色建筑设计的过程中,需要通过绿色建筑材料的选择和适当的节能技术进行整合,以此来实现对资源的优化配置,一方面是降低对资源的铺张浪费,另一方面还可以有效提高对资源的综合利用,提高建筑物的使用寿命,通过对各种能源的循环利用,减少能源的浪费。

3 节能技术内容分析

3.1 空调系统技术

建筑物中的空调系统主要由空调机组和室内冷凝器组成。在该系统中机组主要采用空气调节和制冷系统实现室内制冷,空调机组主要由制冷机组和风机组成。在进行空调设备选型时,需要根据房间内人员流动和空气流动特点进行综合考虑。室内冷凝器可以采用风冷热泵,这种方式主要是利用冷凝水对空气进行降温。此外可以通过安装在室外的水蒸发器来增加室内的空调效果。与其他形式的制冷形式相比,这种制冷方式能够减少室内二氧化碳的排放、减少噪音的产生、提高室内温度、减少室内空气污染。而且这种空调设备具有一定的清洁效果,并且能够通过冷热泵直接向室内送风或者回风的方式来实现室内温度和湿度的控制,在保证向人们提供舒适生活空间的同时,充分体现出节能的效果[1]。除了风冷热泵以外,在中国南方地区,空气源热泵也逐渐成为绿色建筑设计的主流产品,相较于其他形式的热泵,空气源热泵不会造成水体污染也不会造成土壤污染,直接利用空气中的热量达到加热的目的。直接利用空气源热泵加热热水,能有效减少传统能源的消耗。

3.2 建筑物朝向设计

建筑物朝向设计在节能技术起到了非常关键的作用,不但能够继续降低对能源的消耗,还可以提高建筑物的合理性设计。在一般情况下,不同建筑面积的建筑物在南北朝向与东西朝向之间的能源消耗比之间有着较大的差异。当建筑物的高度超过一百米时,阳光照射量会随着时间而递减,并且不同月份的阳光照射量也是有着明显的差别。

如果要想使建筑物在夏季以及冬季阳光照射量更加充足,需要调整好建筑物的长度以及宽度之间的比例关系,尽可能调整到4:1 的关系,之后再设计成东西朝向比的结构,因此东西朝向的设计形式无论是在效果以及能源使用上都更加突出。但是在现实中,受限于地理位置工程师往往无法完全把握建筑的朝向,东西向的节能问题便成为了一个对现代设计师重大的挑战。最后再进行设计的过程中,尽量控制好建筑物中的房屋面积,避免房屋面积大小相等,使后续各种系统设备能够安装顺利。另外需要注意的是在安装空调系统以及采暖系统的过程中,尽量选择面积相对较少的房间进行安装,这是因为房屋面积越低,那么房间的冷负荷也就越低,所造成的能源消耗也就更低[2]。

3.3 墙体设计

在墙体节能设计中,大致分为两种不同的类型结构,一种是单一墙体中的节能设计,另一种是复合形态下的墙体节能设计。虽然两者的节能形态有着较大的差别,但是对于节能材料的使用却非常重视,因此在开展墙体设计之前需要把控好对节能材料的制作,使墙体节能设计效果更加突出,具体节能材料制作流程如图1 所示。

图1 建筑墙体节能材料制作流程

从图1 中可以看出,节能材料制作离不开各种机械设备的使用,需要不断改善材料结构的热工性能,使节能材料能够充分发挥其效果。或者也可以在建筑物主体结构之外添加一层玻化微珠保温砂浆,一方面是为了减少建筑外墙的传热系数,控制好建筑物内的温度。另一方面可以继续优化建筑墙体的热工性能,提升室内的舒适程度。根据材料的使用不同以及主体结构位置上的不同,墙体节能技术又可以分为多种不同的技术类型,包括内保温技术、外保温技术以及夹心保温技术等等。结合目前建筑墙体节能技术的应用效果来看,该技术不仅在能源消耗上更低,而且在施工更加便捷,可有效利用导热系数较低的加气混凝土砌块作为材料,减少墙体的导热系数,使能源消耗总量不断减少[3]。

3.4 建筑门窗设计

随着建筑工程的不断发展,近年来由于采光方面的需要,很多建筑物对于门窗的设计面积不断增大,尤其是在一些现代建筑物当中,整个墙体设计都是由幕墙系统打造,门窗设计占据了绝大部分的面积,如果缺乏对门窗设计的重视,就会使门窗设计比例逐渐失衡,门窗设计比例过大的话,夏季阳光照射量会非常充足,但同时也会导致夏季室内温度较高,反之同样如此。尤其在中国南方地区,东西向的太阳热量巨大。如此一来会加重对空调系统以及采暖系统的使用,这些系统设备在能源消耗上会非常突出,不符合如今可持续发展的建筑设计理念。因此在进行门窗设计的过程中需要综合考虑好采光量以及能源消耗量,在南北朝向上门窗设计比例不宜超过35%,而在东西朝向上门窗设计比例不宜超过25%,具体设计结构如图2 所示。

图2 建筑门窗设计结构

一般来讲,在设计门窗结构的过程中尽量减少传热量,控制好太阳光的照射量,使室内中的气体流动保持好平衡性,减少对能源的消耗。另外在对门窗进行设计的过程中,为了增强门窗的气密性,可以使用一些质量较高的密封材料,尽量减少居室内外的气体流动,防止室内热量较高造成能源消耗较大。于此同时中空玻璃的使用、隔热涂层的革新和隔热型材窗框的应用,使得玻璃也能有效阻挡太阳热量对室内的影响。例如广东省受气候环境的影响,太阳光的辐射量较大,使得室内温度较高。当地建筑物为了保持好室内的通风程度会选择一些遮阳设备或者遮阳系数较大镶嵌材料进行使用,为了进一步增强建筑物门窗的隔热性能,将大部分热量隔绝在室外,从而调控好室内的温度,尽量为人们提供更加舒适的环境[4]。

3.5 建筑屋顶设计

建筑物屋顶离太阳光距离较近,受到太阳光的辐射强度较大,影响了建筑物内的环境。为了调控好室内的温度,减少对能源的消耗程度,在进行建筑设计的过程中,可以提前在屋顶设置一层隔热板减少热量的传递。在广东省比较常用的是XPS 挤塑聚苯板,除了优质的隔热性能,在防潮和抗腐蚀方面也有优秀的表现。如果建筑物屋顶空间面积较大,可以在屋顶进行其他方面的设计,包括种植植物和建设阁楼等等,增加屋顶的绿化覆盖面积,调控好屋顶的温度,从而使室内温度保持在合理范围内,以广东省某建筑物为例,该建筑物充分利用屋顶空间面积进行了一系列的改造设计,使室内温度达到适应的程度,降低了对能源的消耗使用[5]。具体设计结构如图3 所示。

图3 屋顶设计结构效果

4 结语

综上所述,绿色建筑设计对于我国社会发展起到了非常关键的作用。随着我国经济和社会的发展,对环境问题的重视程度不断提高,绿色建筑越来越受到人们的重视。同时在设计的过程中必须注重对水资源、空气等资源的节约利用问题。采用更多先进的节能技术,不断减少对传统能源的依赖,促进我国建筑行业的可持续发展,提高对环境的保护。

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