綠色建筑生態(tài)節(jié)能設計策略

摘要：綠色建筑生態(tài)節(jié)能設計已成為建筑界的一種發(fā)展趨勢，既符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求，同時注重可再生資源的使用和節(jié)能的效果。本文首先介紹了綠色生態(tài)建筑的內(nèi)涵、理念，在此基礎上說明了其設計原則，對其節(jié)能措施進行了詳細的探討，并以上海世博會綠色建筑的實踐應用為例進行了論述。

關鍵詞：綠色建筑生態(tài)節(jié)能建筑設計

Abstract : Green building ecological energy saving design has become a development trend of construction industry, can meet the requirements of sustainable development, and pay attention to the use of renewable resources and energy saving effect. This paper introduces the connotation of green ecological architecture, philosophy, then illustrates the design principle, the energy saving measures are discussed in detail, and to the Shanghai World Expo the practice of green building application cases are discussed.

Keywords: green building, energy, conservation, design.

引言

21世紀國際能源的緊缺的事實已不可否認，中國的能源形式更為緊張。中國建筑能耗逐年上升，占據(jù)著其主要能源消耗主體之一。據(jù)有關統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，建筑能耗大約占據(jù)總能源消耗的二分之一。在這種背景下，節(jié)能、降耗、綠色、環(huán)保，已成為全世界對未來建筑的共同追求,綠色建筑生態(tài)節(jié)能設計顯得尤為重要。

1 綠色建筑涵義

綠色建筑究其根本是指在建筑的全壽命周期內(nèi)，最大限度地節(jié)約資源（節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地、節(jié)材）、保護環(huán)境和減少污染，能為人們提供健康、適用和高效的使用空間，能與自然和諧共生的建筑。充分利用可再生的自然資源，包括太陽能、風能、海洋能、水利能、生物能等，減少對不可再生資源開發(fā)和使用。利用再生或可循環(huán)利用的材料和資源，在結(jié)構允許的情況下重新使用舊材料，例如在建筑的建造過程中使用再生的建筑材料，減少建筑垃圾。減少有毒有害的污染物的排放，通過各種手段在排放之前將排放物進行無害化處理，從而實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

2 綠色建筑生態(tài)設計原則

綠色建筑生態(tài)設計應綜合考慮節(jié)能、生態(tài)、環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展等因素，注重人與自然的和諧共處，密切關注環(huán)境保護和材料資源的回收和重用，減少廢棄物排放，貫徹環(huán)境保護的原則。

（1）遵循生命周期設計原則：設計時應充分考慮人文環(huán)境和自然環(huán)境以及當?shù)氐慕?jīng)濟因素，其中包括地域氣候特征，地方文化與風俗，建筑肌理、地理因素，有利于環(huán)境持續(xù)性的各種能源分布等因素，并對其進行綜合規(guī)劃設計，在不損害自然環(huán)境的基礎上選擇合適的建筑地址及對自然環(huán)境進行的有效利用，注重節(jié)能減排，減小建筑能源消耗。

（2）樹立以人為本的設計思想：人是我們這個社會的主體，追求高效節(jié)約不能降低生活質(zhì)量，犧牲人的健康和舒適性為代價，在建筑的整個生命周期都遵循人與自然和諧共生的原則前提下，滿足健康居住的要求，樹立以人為本的設計思想。

（3）講究經(jīng)濟、舒適設計原則：利用適宜的投資、適宜消費成本創(chuàng)造最舒適的建筑才是綠色建筑的經(jīng)濟、舒適原則。

（4）強調(diào)整體的生態(tài)設計思想：在人居環(huán)境的設計過程中，綜合考慮人居環(huán)境的綠色生態(tài)設計中的各項因素，并在各環(huán)節(jié)間的設計過程中隨時進行信息交流和反饋，實現(xiàn)多因素、多目標、整個設計過程的全局最優(yōu)化；每一個環(huán)節(jié)的設計都要遵循生態(tài)化原則，要節(jié)約資源、能源、可循環(huán)、無害化，以適應未來的發(fā)展。

3 綠色建筑的生態(tài)節(jié)能設計策略

綠色建筑生態(tài)節(jié)能設計類型有兩種:一種是將建筑融入自然。就是把建筑融入與環(huán)境相通的循環(huán)體系，從而更有效地使用環(huán)境資源，使建筑成為生態(tài)系統(tǒng)的一部分，盡量地減少對自然景觀、山石水體的破壞，使自然成為建筑的一部分。另一種是將自然引入建筑，促進生態(tài)建筑化、人工環(huán)境化。綠色生態(tài)節(jié)能設計的策略有。

（1）與環(huán)境相協(xié)調(diào)

生態(tài)建筑在建設立項和整體規(guī)劃時首先要重視選址，即使建筑與周邊環(huán)境的關系要具有協(xié)調(diào)。設計應該遵循從實際出發(fā)，因時、因地、因景制宜，恰當合理地處理好建筑、環(huán)境、經(jīng)濟效益三者的關系，處理好新、舊建筑的兩者矛盾，合理預測和控制，堅持可持續(xù)發(fā)展原則。如在某公園綠化、美化工程的進行設計時，將回歸自然作為設計主題，具體體現(xiàn)為不破壞現(xiàn)有的植被，依山造舍，就勢建館，不因經(jīng)濟利益而建設大的活動場館，突出其自然風光，建筑只是作為其中的一些點綴，將那些必要的人工建設痕跡淡化到最低點，人造山石、卵石鋪小路、石砌條凳、矮小的紅色坡頂、仿真泥木墩，小屋在蔥郁的綠色中若隱若現(xiàn)，漫步于公園，大自然的氣息迎面撲來，使人意趣盎然。

（2）建筑技術生態(tài)化、節(jié)能化

生態(tài)建筑是可持續(xù)發(fā)展的建筑，建筑師應清醒地認識到人類發(fā)展與環(huán)境持續(xù)的主要矛盾在于能源短缺和環(huán)境污染上。在設計綠色建筑的時候，充分利用自然

能源，要積極采用新技術、新材料，提倡使用可再生能源的建筑材料來達到建筑設計生態(tài)化,利用計算機和信息技術的發(fā)展，將固定的建筑結(jié)構變成相對于氣候可以自我調(diào)整的圍合建筑。從而減少對環(huán)境的污染,減少對日益緊缺的不可再生能源的利用，獲得適宜的居住環(huán)境。

建筑圍護結(jié)構的設計使建筑物具有良好的保溫隔熱性能，便可減少室內(nèi)、室外的熱量交換，從而減少所需要提供的采暖和制冷能量，此外建筑物外表面使用淺色飾面，也可達到減少吸收太陽輻射熱量的效果。屋頂是冬天熱量流失最多而夏天熱量吸收最多的地方，設計時可在混凝土屋頂上使用的土壤層以及聚苯乙烯隔離層。需要注意的是，隔離屋頂最好的手段就是將隔離層和土壤層一起使用，并增加其隔離層的厚度以提高隔離的效率。隨著科技的發(fā)展，采用雙層玻璃幕墻的形式是建筑內(nèi)部保溫的高效措施，它由兩層或者三層玻璃組成，每層之間留有一定距離，這樣在寒冷季節(jié)可以成為一個陽光溫室，增加室內(nèi)自然光采暖，達到節(jié)能的目的；而在炎熱的季節(jié)利用煙囪效應對其進行熱壓通風，不斷帶走玻璃之間的熱空氣，從而降低室內(nèi)溫度，從容降低空調(diào)負荷。這種措施在高層建筑中使用起來更合適，它避免了由追截開窗通風引起的較難控制的空氣紊流。在節(jié)水方面，使用節(jié)水型衛(wèi)生器具如節(jié)水的水龍頭等，成規(guī)摸小區(qū)推廣使用中水系統(tǒng)，使廢水再生利用。利用生態(tài)工程建設沼氣池處理生活污水，既凈化了環(huán)境，又實現(xiàn)了能源的重新利用。

（3）綠化和建筑相結(jié)合

建筑中的借助綠色植物來降低能耗保持自然健康的環(huán)境是非常有效的。首先，它符合現(xiàn)代人們回歸大自然的愿望要求；其次由于其本身對空氣的凈化功能給人們提供自然健康的居住環(huán)境；此外，它也具備遮陽降溫節(jié)能的作用。建筑綠化通常包括屋頂綠化、外墻垂直綠化以及室內(nèi)綠化。

4 上海世博會綠色生態(tài)建筑技術啟示

世博軸是中國2010年上海世博會主入口和主軸線，地下地上各兩層，為半敞開式建筑。全長1045m，寬約100m是園區(qū)內(nèi)最大的單體項目，以其低碳環(huán)保的設計，成為全球生態(tài)建筑的典范（圖１）。世博軸在設計中充分引入生態(tài)、環(huán)保和節(jié)能的理念，通過陽光谷及兩側(cè)草坡，把綠色、新鮮空氣和陽光引入各層空間；同時還采用地源熱泵、江水源熱泵、雨水收集利用等環(huán)保節(jié)能新技術。

圖1：世博軸

國內(nèi)唯一一座按照中國三星標準和美國LEED 金獎雙重控制執(zhí)行的綠色建筑，堪稱世博園里綠色建筑的典范，代表當今世界節(jié)能建筑的前沿的水平世博中心（圖２）。外立面石材和玻璃幕墻實現(xiàn)了自然通風和采光，其通透的外墻明亮透徹，不僅將周邊景致盡收眼底，也大大降低了建筑自身的體量；屋頂太陽能總裝機容量達1MW，還采用LED 照明、江水源、冰蓄冷、水蓄冷和雨水收集等

多項節(jié)能環(huán)保技術。世博中心可再生能源利用率達52％，可再循環(huán)的建筑材料用料比達28．9％， 每年可節(jié)約的能耗相當于2160t 標準煤，年減少二氧化碳排放5600t，年節(jié)約自然水16 萬t，占年用水量的76％。

圖２ 世博中心

世博園最具標志性的中國館（圖3），其實也包含了許多“綠”的智慧。層層出挑的造型，在夏季可自然形成上層對下層的遮陽；景觀設計加入小規(guī)模人工濕地，可實現(xiàn)循環(huán)自潔，成為生態(tài)化景觀。還采用大量太陽能技術，頂部、外墻有很多太陽能電池來維持能源供應。

圖３ 中國館

世博會是全球綠色建筑理念的集中地，通過互相交流學習，將更多新技術和傳統(tǒng)智慧結(jié)合，為人類未來的建筑形式起到關鍵性作用。

5 結(jié)語

隨著人們生活水平的提高，資源和能源的日益減少，作為能源消耗大戶的建筑，其綠色生態(tài)節(jié)能措施勢在必行，綠色生態(tài)建筑的發(fā)展前景十分廣闊。各種綠色建設材的出現(xiàn)，科技、住處業(yè)的發(fā)展定會帶動綠色生態(tài)建筑的發(fā)展，未來的建筑將會更加理想。現(xiàn)階段我國正處于發(fā)展中國家，綠色生態(tài)建筑的設計水平仍處于起步階段，在未來的綠色生態(tài)建筑設計中需要有關的設計人員和研究人員進一步的發(fā)展完善，用創(chuàng)意迎接挑戰(zhàn)，創(chuàng)造豐富而有內(nèi)涵的新型綠色建筑。

參考文獻：

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注：文章內(nèi)所有公式及圖表請用PDF形式查看。