綠色生態節能技術在建筑改造中的應用研究

張莎莎

【摘要】本文在對綠色生態節能技術概念、研究范圍、意義及現狀的綜合概述下，以長安大學建筑學院建筑系館改造為例，進而分析綠色生態節能技術在建筑改造中的具體應用方式，從而將綠色節能技術與舊建筑改造相結合，創造健康舒適、節約能源、保護環境的建筑。

【關鍵詞】綠色節能技術；建筑改造；圍護結構；建筑設備

一、綠色生態節能技術概念和研究范圍概述

1、綠色生態節能技術概念

綠色生態節能技術是通過科學的整體沒計，集成綠色配置、自然通風、自然采光、低能耗圍護結構、新能源利用、綠色建材和智能控制等傳統和高新技術，具有選址規劃合理、資源利用高效循環、節能措施綜合有效、建筑環境健康舒適、廢物排放減量無害、建筑功能靈活適宜等六大特點。

2、綠色節能改造的研究范圍

將綠色生態節能技術應用于舊建筑改造，主要包括對建筑構造、建筑立面、建筑空間、建筑設備以及建筑能源系統的改造。針對不同氣候和地域環境，采用與之相適應的改造方法，以達到節約資源、健康舒適、保護環境的目的。

二、研究綠色節能改造的意義和現狀概述

1、綠色節能改造的意義

在日益關注地球能源危機、環境問題的今天，建筑改造不僅要做到節能，還要兼顧居住條件的改善，利于人們的健康，利于保護環境。對我國大批能耗巨大的既有建筑進行綠色節能改造，無論對節約能源還是提高人們的生活質量、保護我們的生存環境都有著非常積極的意義。

2、綠色節能改造的現狀

我國的綠色節能建筑改造尚處于起步階段，目前正在引進國外先進的綠色建

筑技術。經過近十年的實踐，已經有了不少高質量的綠色節能建筑改造案例，如黃土高原的新型綠色窯洞改造。

三、以長安大學建筑系館為例進行建筑改造

1、該建筑概況

位于長安大學小寨校區，建筑面積4174平方米，地上五層，占地面積1137.35平方米。該建筑為5層磚混結構，外墻為實心粘土磚，無保溫措施。外窗為單玻璃單層窗，部分教室采光不足。該建筑為典型的內廊式布局，因此走廊內部采光亦較差，且室內通風不佳。

2、該建筑改造方案概述

2.1外墻保溫改造

由于該建筑無任何保溫措施，從而造成南側室溫及壁面溫度較高，因此改造采用外墻外保溫技術——安裝有玻璃的墻面。

在墻的外側加一層玻璃，形成收集太陽輻射的設旋，減少了之前建筑對流和輻射造成的熱損失，從而使墻面溫度升高，也使得玻璃和墻壁之間的間層溫度高于室外溫度。

2.2門窗洞口改造

由于該建筑采用統一的單玻璃單層窗，面積較小，造成部分教室空間采光不足，因此采用改造技術為——改變門窗洞口面積。

窗墻面積比不僅影響圍護結構的傳熱損失，還影響建筑立面、室內采光通風以及人的視覺感受。如增大窗戶面積，有利于充分利用自然光照明，減少照明的能耗，冬季南向窗戶有利于接收太陽輻射熱以減少采暖負荷，但過多增大窗戶面積，也會造成夏季不利的太陽輻射熱，進而增加空調負荷。

該建筑運用傳統單層玻璃窗的保溫、隔熱性能較差，改造中采用中空玻璃窗、單框雙玻窗或雙層窗，通過中空玻璃及雙玻間的空氣層，減小外窗的傳熱系數，降低建筑能耗。

2.3遮陽改造

該建筑在夏季使用中，其一至四層房間溫度過高，因此遮陽改造中采用遮陽技術為——垂直綠化遮陽。

結合之前的墻體改造技術，在玻璃幕墻中特殊構造部位增加垂直綠化，從而阻擋夏季太陽光的直射，達到遮陽的目的，且可以形成豐富的建筑立面形象。

2.4屋面改造

屋面能耗占圍護結構總能耗的22%，也是能量損失的重要部位，此次改造中采用的技術為——綠化屋頂。

這里是利用植物光合作用、葉面的蒸發作用以及對太陽輻射熱的遮擋作用來減少太陽輻射熱對屋面的影響，從而降低屋面室外綜合溫度，采用集觀賞、休憩、活動于一體的屋頂綠化，使得人們可以進入到該建筑的屋面，為建筑系師生提供創作與交流的生態空間。根據該建筑荷載允許度和屋頂生態環境及功能的實際出發，采用簡式輕型綠化，以草坪為主，配置多種植被和花灌木等植物，講究景觀色彩，用不同品種的植物結合步道磚鋪裝出圖案。

2.5過渡空間——樓梯間的改造

該建筑由于采用內走廊式布局，其辦公室通風不暢，為改善建筑通風效果，此次對樓梯間處進行改造。利用端部樓梯間做玻璃拔風煙囪，外加熱回收風帽。

在樓梯井位置加設拔風煙囪+一般風帽，拔風煙囪自建筑首層到屋頂以上位置，高高的拔風煙囪結合中央排風系統設置，冬季新鮮的空氣進入拔風煙囪中的中央送排風系統進行預冷和預熱，再送入教室，在解決通風問題的同時，也改善了室內的熱舒適度，從而為建筑創造適宜的室內熱工環境。

2.6內廊改造

內廊式的建筑布局形式，不可避免地會造成建筑廊道內的采光不足，因此改造中采用的技術為——設置太陽能光電板提供照明。

在屋頂加設光電PV板發電系統，當光線照射太陽電池表面時，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量傳遞給了硅原子，使電子發生了越遷，成為自由電子在P-N結兩側集聚形成了電位差，當外部接通電路時，在該電壓的作用下，將會有電流流過外部電路產生一定的輸出功率。這個過程的的實質是：光子能量轉換成電能的過程，從而解決該建筑室內廊道采光不足的問題。

2.7建筑設備系統的改造

由于該建筑建設時間較長，許多設備系統都出現較多問題，為達到節約能源的目的，此次對于建筑設備系統亦進行適當的改造。

針對采暖管網老化，效率低，照明系統效率低等問題，改造中更換為采用高效管網設備，增加節能照明設備、智能控制系統等。從而節約該建筑在冬季采暖及日常照明方面的能源使用。

以上便是此次針對長安大學建筑系館所存在的各類問題，提出的綠色生態節能改造技術具體實施方案，以期達到為建筑學院的師生創造良好室內外環境的目標。

結語

在當今的建筑改造中，綠色節能技術的使用正在受到愈加重視。回顧本文對綠色節能技術應用于建筑改造的實例，我們看到綠色節能技術其實并不僅僅是一種技術，它更是一種思路，一種既需要豐富想象力并且要勇于實踐才能進行下去的思路。同時它也是一種方法，這種方法的出發點就是以最少的代價獲得最多的效益，包括經濟效益、環境效益、社會效益。那些斥資巨大的“示范工程”不是人們期待的；人們想要的是利用較為廉價的材料，以方便易行的技術，兼顧美觀，而能完成的達到預期效果的改造。這需要更多智慧，同時也需要建筑師具備更多的知識。二十一世紀的建筑師已經不再是傳統意義上的建筑師了，他們需要涉足更多的領域，才能與相關專業的人合作，這樣才可能產生更有創造力、對社會更有意義的設計。在未來，隨著新材料的不斷發展，我相信更多的綠色生態技術會隨之而來，作為從事建筑設計的一員，我們不需與時俱進，掌握最新綠色生態節能技術，為建筑設計與改造貢獻自己的一份力量，實現能源與資源的可持續性發展。

參考文獻

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