浅谈绿色建筑节能的设计方法

　　摘要：进入21世纪，全球城镇化进程加快、经济快速增长，但是人口急骤增加、资源萎缩、环境恶化，使人类面临着严峻挑战。本文就绿色建筑节能设计的主要方法作一个简单探讨。

　　关键词：绿色建筑;低碳;设计方法

　　Abstract: in the 21 century, the global urbanization process to accelerate, fast economic growth, but rapid population increases, resources atrophy, environmental degradation, make human challenges. This paper is the green building energy saving design of the main method for a simple discussion.

　　Keywords: green architecture; Low carbon; Design method

　　中图分类号：TU201.5 文献标识码：A 文章编号：

　　随着全球能源问题的日趋枯竭和“可持续发展”理念的推广，我国广大建筑工作者对建筑节能设计越来越重视。许多发达国家先进的建筑节能理念、技术、材料，以及应用成果被介绍到国内，向人们展示了通过优秀设计和高新科技相结合所创造的优雅、舒适且节能环保的新型建筑发展前景。但是，这些大量应用高科技的节能措施往往成本很高，一次性投入比较大，连发达国家目前也难以大规模推广。我们还应当注意到，目前发达国家的建筑节能技术主要是针对当地的气候特点开发的，而这些技术本身也不是十分完善，在其他地区是否能达到预期的效果还没有十足的把握。

　　一、绿色建筑的涵义

　　绿色建筑亦称为生态建筑、可持续发展建筑。在建筑经济学领域，绿色建筑措施带来了社会效益、环保效益和经济效益。在设计领域，绿色建筑采用建筑集成设计方法并遵守环境设计准则，将建筑物作为一个完整的系统，综合考虑建筑的间距朝向、形状、结构体系、围护结构等因素。综合国内外专家的研究，绿色建筑可理解为在建筑的“全生命”周期内，最大限度地保护环境、节约资源(节能、节水、节地、节材)和减少污染，为人们提供健康、适用和高效地使用空间(室内环境质量)，最终实现与自然共生的建筑物。因此“绿色建筑”是一个有机的整体概念，它贯穿于建筑物的规划、设计、建筑、使用以及维护的全过程，覆盖建筑物的整个生命周期，“绿色建筑”是自然环境的一部分，与之共同构成和谐的有机系统。

　　绿色建筑是追求自然、建筑和人三者之间和谐统一。绿色建筑不是奢侈品，不应该追求表面的贴金和技术措施的大而全。一定要选择自己适应的技术，针对特有的自然地理环境条件和使用要求，利用先进的模拟分析工具，因地制宜的确定可能的、适度的技术措施。建筑的绿色化设计必须进行定量的评价分析。

　　二、绿色建筑设计的内容

　　绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内，可最大限度地节约资源( 节能、节地、节水、节材) 、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。是消耗最小的能源、资源与环境损失，换取最好的人居环境的建筑。绿色建筑设计的基本内容: 在人与自然协调发展的基本原则下，运用生态学原理和方法，协调人、建筑与自然环境间的关系，寻求创造生态建筑环境的途径和设计方法。体现人、建筑环境与自然生态在“功能”方面的关系，即生态平衡与生态建筑环境设计和“美学”方面的关系，即人工美与自然美的结合。主要包括以下四个方面的内容:

　　1.全寿命周期的概念。全寿命周期主要强调建筑对资源和环境的影响在时间上的意义。建筑从最初的规划设计到后续的施工建设、运营管理及最终的拆除，形成了一个全寿命周期。关注建筑的全寿命周期，意味着不仅在规划设计阶段充分考虑并利用环境因素，而且确保施工过程中对环境的影响减至最低，运营管理阶段能为人们提供健康、舒适、低耗、高效、无害的空间，拆除后又对环境危害降到最低。建筑对资源和环境的影响要有一个全时间段的估算，建筑初期投入可能很低廉，但是运营成本可能会很高。

　　2.强调最大限度的节约资源，保护环境和减少污染。建设部提出了“四节一环保”的要求，即着重强调节地、节能、节水、节材和保护环境，这也是我国建筑业可持续发展面临的主要问题。保护环境、减少污染，资源的节约和资源的循环利用是关键，“少费多用”做好了必然有助于保护环境、减少污染。

　　3.满足建筑根本的功能需求。保证使用者的健康是最基本的要求，节约不能以牺牲使用者的健康为代价。“适用”强调的是适度消费的概念，决不能提倡奢侈与浪费。高效使用资源需要加大绿色建筑的科技含量，比如智能建筑，通过采用智能的手段使建筑在系统、功能、使用上提高效率。

　　4.建筑要与自然和谐共生。建筑业再也不能延续高消耗、高污染的传统建筑发展模式，必须大力发展绿色建筑，才能适应现代城市生态建设发展的需要。不然，将会在建筑领域再次重蹈先污染后治理的覆辙，危及后代子孙的生存。发展绿色建筑的最终目的是要实现人、建筑与自然的协调统一。

　　三、绿色建筑的生态节能设计方法

　　1.充分利用自然采光和自然通风。天然的阳光是大自然赐给人类的宝贵财富，它取之不尽、用之不竭. 充分利用天然采光不但可以节约大量照明用电，还提供更健康、高效、自然的光环境，从卫生的角度看，充分的日照还可以起到杀灭细菌和病毒的目的. 建筑的自然采光就是将日光引入建筑内部，通过设计手段精确地控制并且将其按一定的方式分配，以提供比人工光源质量更好的照明。

　　自然通风是一项改善人与环境的重要技术手段. 在我国许多传统建筑中都有体现，如传统民居中的穿堂风等处理手法，较之其他相对昂贵、复杂的生态技术，自然通风是一项比较成熟而廉价的技术措施. 通过合理的建筑设计，自然通风可在不消耗不可再生的能源的情况下降低室内温度、带走潮湿的气体、排除室内污浊的空气，使人体感到舒适，并提供新鲜、清洁的自然空气，有利于人的生理和心里健康，减少人们对空调系统的依赖，从而节约能源、降低污染、预防疾病。

　　自然通风和采光往往是结合在一起的. 通过保证房间内及中庭顶部( 若有条件，可依建筑形式而设) 一定的开窗面积，既达到了自然采光的目的，又可依靠室内外的风压及热压差，形成有组织的自然通风，在室外气候适宜时通过自然通风达到调节室内热环境的目的。

　　2.改善围护结构的隔热保温性能。建筑物围护结构应有较好的保温隔热功能，一般通过建筑外墙的耗能约占建筑物全部耗能的 40%，因此提高围护结构的保温、隔热性能对改善室内热工环境及建筑节能具有重要意义. 不同国家和地区的气候条件的差异，对建筑外围护结构的传热性能要求都不同，一般情况气候越严寒，其建筑外围护结构的传热系数要求就越小，需要用导热系数小的高效隔热材料附着在墙体结构来改善整个墙体的热工性能. 根据复合材料与主体结构相对位置不同，分为外保温技术、内保温技术及夹心保温技术，其中外墙外保温是目前较为高效、简单的保温节能技术。

　　要注意围护结构的保温不等于隔热，隔热的目的是尽量减少围护结构吸收的太阳热辐射向室内传递. 对于自然通风的建筑来说外围护的隔热设计主要是控制内表面的温度，为此要求外围护结构应该具有一定的衰减度和延迟时间，以保证内表面温度不致过高，以免向室内和人体辐射过多的热量. 围护结构隔热的方法可根据不同的建筑使用功能、不同地区气候特点来选择，如通过加强墙体的蓄热性能来获得室外热能通过围护结构向室内传递的延迟时间，将内表面最高温度出现的时间和建筑使用的时间错开，利用材料本身的热惰性来达到隔热的目的; 在墙体中设置通风间层，这些间层与室外或室内相同，利用风压和热压的作用带走进入空气层的部分热量，从而减少传入室内的热量; 建筑防热外表面采用浅色平滑的饰面材料，采用对太阳辐射热吸收率小的材料等。

　　屋面的能耗在围护结构总能耗中占有相当的比例，因此应当重视其保温隔热效果. 一般而言，屋面的传热系数要优于外墙的传热系数，并且可依屋面的形式选用不同的保温材料。

　　3.遮阳措施。在建筑设计中考虑日光调节是勒. 柯布西耶最早提出的，在他设计的昌迪加尔法院和马赛公寓作品中，将艺术和遮阳完美地结合在一起. 外遮阳是最有效的遮阳设施，它直接将 80% 的太阳辐射热量遮挡于室外，有效地降低了空调负荷，节约了能量. 通常外遮阳的基本形式分为 4 种: 水平式、垂直式、综合式和挡板式，结合建筑形式，在南向及西向安装一定形式的可调外遮阳，随使用情况进行调节，这样既能满足夏季遮阳的要求，又不影响采光及冬季日照要求。

　　4.高效节能的外窗和幕墙系统。一直以来，窗及玻璃幕墙都是维护结构中的能耗大户，但随着技术的不断提高，新产品的不断出现，窗及玻璃幕墙的性能已获得了极大的提升. 首先，新型高性能玻璃的发展( 如 LOW - E 镀膜玻璃，真空玻璃等) 给窗及玻璃幕墙的保温及防辐射性能以极大的提高，其次新的结构形式起到了相当的作用，新型型材及断桥技术的应用对窗和幕墙的整体热工性能及气密性都有极大的提升. 按照绿色建筑的原则，幕墙作为建筑的外围护体系，并不是一个完全封闭的外壳，应该是建筑与环境之间的过滤装置，幕墙设计应该是多功能的，除基本的防护功能外，还应考虑室内环境品质的调节，提高建筑节能效率。

　　双层玻璃幕墙又称双层呼吸式幕墙，不同于传统的单层幕墙，它由内外二层( 或三层) 玻璃组成围护结构，玻璃之间留有一定宽度的通风道，并配有可调节的遮阳. 在冬季双层玻璃之间形成一个阳光温室，提高建筑内表面的温度，有利于节约采暖能耗; 在夏季，利用烟囱效应对通风道进行热压通风，使玻璃之间的热空气排走，达到降温的目的. 对于高层建筑来说，直接开窗通风容易造成紊流，不易控制，而双层幕墙能够通过通风道进行开窗通风，在一定程度上改善建筑室内的空气质量。

　　5.绿化与建筑结合。绿色植物一方面可以满足人们希望与自然界接触的愿望，另一方面绿色植物可以吸收二氧化碳，通过光合作用产生氧气，为使用者提供舒适的环境和新鲜的空气，同时植物还可以起到遮挡太阳直射光，降低环境温度，减少空调的消耗，从而达到环保的作用.建筑绿化分为屋顶绿化、外墙垂直绿化和室内绿化。

　　四、结语

　　建筑节能是落实以人为本，全面、协调、可持续的科学发展观，减轻环境污染，实现人与自然和谐发展的重要举措，走生态良好的文明发展道路的重要体现;是节约能源，保障国家能源安全的关键环节;是探索解决建设行业高投入、高消耗、高污染、低效率的根本途径;是改造和提升传统建筑业、建材业，实现建设事业健康、协调、可持续发展的重大战略性工作。

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文章名称： 浅谈绿色建筑节能的设计方法

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