低能耗建筑优化与生态环保设计的工程实践

来源：建筑设计 浏览：- 发布日期：2024-11-15 09:04:35

低能耗建筑是指在现代建筑中通过建筑设计优化、常规能源系统优化和再生能源利用等技术，大幅降低其常规能源使用量，降低其碳排放的同时，提升建筑的环境友好度，相比常规建筑而言，能定义为低能耗建筑的目标是至少实现15%以上的能源节能和资源节能。随着该理念的提出，目前我国已经在建设中取得了一定的突破，比如清华大学超低能耗示范楼，通过物理建设构型优化及相关节能材料的使用，再配上高效的再生能源系统的支持和现代智能化系统的控制，基本上达到了节能45%的设计目标，这充分说明了打造低能耗建筑在我国具有很好的实践可行性。下面浅谈一下低能耗建筑优化与生态环保设计的工程实践：

1、加强现代绿色环保建筑材料的使用，从源头上提升生态环保性

从材料选择的源头上进行控制，是保证低污染低排放的第一要素，也是实现低能耗的第一道关卡，在选择节能材料的过程中，要考虑材料的三个特性：

第一就是建筑材料的使用率，即是该类材料能否在建筑中进行大范围使用，要善于从全局角度衡量其对建筑环保性能的有效提升度，同时在考虑使用率的过程中，也能通过其使用范围衡量其成本，从一定程度上帮助完成造价管理;然后是建筑材料的使用寿命，主要考虑这种节能材料是否能长期发挥节能低碳的效益，如果是一次性材料，则要考虑以后需要更换使用的材料浪费和替换成本等问题;最后就是节能材料和其他材料的协调能力，即是该材料是否对建设环境有较高的要求，能否和其他材料形成相互映衬的关系，如果具备“1+1>2”的联合使用功效，则要优先考虑材料的组合搭配问题。

以下提出几个具有很大潜力的生态环保材料：首先就是EPS泡沫，通过向该泡沫中加入了防火剂，其本身还具备质量轻、抗老化能力强、防水透气等多个优点，该材料配合欧松板使用，其寿命也可长达50年之久，非常符合现代低能耗建筑的设计理念;然后是硅藻泥建筑材料，该材料疏松多孔，作为涂料使用，可有效完成消除甲醛、净化异味、降噪隔音、隔热环保和呼吸调试的功能，很贴近于自然生态，但是该材料不防水不耐污，需要搭配其他材料混合使用;最后就是现代建筑陶瓷，作为人工合成领域中的重要建筑材料，建筑陶瓷可根据需求烧结出不同的形态特点。建筑陶瓷的通用特点有强度高、防潮、防火、耐酸、耐碱、抗冻、不老化、不变质、不褪色、易清洁等优点，并且其材料来源易得，成本较低，因此是当下建筑设计中的一个重要材料选择范围。

2、低能耗建筑的局部生态设计

低能耗建筑的局部设计应当从建筑角度做好优化工作，体现出环保生态性能。像是在墙面设计方面，要充分考虑其环保方面的隔热、隔音等功效，在外墙设计中，还要从生态环保设计角度考虑其和周边环境的融合度，提升建筑与环境的协调性;在顶棚设计中，要根据需求先设计好顶棚的材料选择和构型设计，该部分常用的设计材料有木板、PVC塑料扣板、玻璃、金属等多种，根据个人项目经验来看，在太阳能顶棚设计中，会使用较多的玻璃材料，如果是为了遮光设计，则可考虑使用木板塑料板或者金属，一般而言金属材料的耐久性相对较好，但是薄板金属顶棚会在雨天或者被大风扰动时产生较大的噪音，在消除噪音上需要更高的投入。

在局部设计中，要注意保障局部功能的最大化实现，像是被称为建筑肺部的中庭结构，合理的设计是，在夏季的晴天要能有效降低太阳直射，将过高的太阳热量散发到建筑中庭上部，让下部保持冷空气高气压状态，而在冬日，则要保障中庭能较好地接受太阳辐射，当室外气压较高时，还要保证中庭具有较好的保温设计，同时保障空气流通在室内进行循环，让室内暖空气不会快速消散。

最后在局部设计上还值得一提的就是屏风，这在大型场所，尤其是办公区和商业楼中具有很好的使用环境，屏风本身可发挥宣传推广，美化环境的作用，正确的屏风位置可以更好地调节室内的空气流通，这需要设计人员具备完善的室内空气流动机理的相关研究。

3、低能耗建筑的整体生态设计

低能耗建筑的整体生态设计体现在建筑各部分之间要形成良好的空间配合，要最大化利用空间价值，发挥空间效益。

在整体空间设计中，要善于结合自然环境进行设计，尽量实现和环境的统一协调，保证其环保生态性，比如在通风设计上，要善于结合自然风向进行设计，尽量降低建筑对空调的依赖性，从而完成节能目标，比如在建筑不同的向阳面采用不同的吸热放热设计，让建筑在不同的通风口形成气压差，从而推动自然通风的实现，这在大型建筑和人流密集的商业建筑中，可极好地降低空调系统的能耗问题。

除了采光和通风，建筑的保暖设计也是重要的探讨方向，尤其是我国北方地区，每年冬日的建筑供暖会产生极大的碳排放量，因此针对建筑保暖设计具有极好的现实意义。根据个人工程设计实践经验认为，保暖上一要优化建筑系统的供暖系统，提升建筑的热利用率，再要就是降低建筑的散热效果。为了达到此目标，在低能耗建筑设计中，通过集中供热的方式，将建筑的供热点统一，降低分散供热的热损耗，同时，在管道方面，尽量将供热管道设计到建筑内部，让其余热也能为建筑升温做贡献；在控制散热方面，除了建筑中的墙体隔热设计外，降低门窗面积，提升其密封效果，采用双层窗户设计等手段都是提升建筑保温效果的有效途径，在实际建设中要善于根据需求进行结合使用。

4、建筑再生能源的开发利用

在低能耗建筑的设计中，除了降低对传统能源的依赖性，开发新型再生能源为建筑供能也是重要的设计方向，当下在新能源的开发中，风能和太阳能是主要开发方向，局部地区也有使用地热能和潮汐能的优势。

在太阳能的利用上，最常见的就是安装太阳能电池板吸收光能进行发电，该举措在光照强烈的地区有较好的普及效果，但是考虑到大面积安装太阳能电池板费用过高的问题，当下一种新型玻璃幕墙太阳能技术得到了较好的应用，通过将太阳能核心系统加入玻璃幕墙中，在实现建筑遮光的同时将多余的光能转化为太阳能，极好地利用了区域内的太阳能，有的小区通过建立大面积太阳顶棚的方式利用太阳能，其方式也非常值得学习，总之在新能源的利用上，要善于根据环境进行选择。