生態建筑中節能措施淺析

文/周兆輝、蘇志彬 聊城大學 建筑工程學院 山東聊城 252059

1、引言

近年來，隨著經濟和社會的飛速發展，人與自然界的矛盾日益尖銳，資源短缺，環境污染等問題已經成為人類發展道路上的阻礙，所以各行各業在發展自身的同時，都應肩負起本行業所應承擔的生態責任。生態建筑正是建筑行業對新形勢下行業發展方式的一個回應，所謂生態建筑就是根據當地的生態環境，將建筑學和生態學及其他科學相結合，獲得的一種高效節能，生態平衡的建筑形式，本文將就生態建筑設計中的節能措施進行淺析。

2、生態建筑設計中可應用的節能措施

2.1 新型的墻體材料

眾所周知，建筑物的維護結構在其整體的能量損耗組成中占有很大的部分，同時在所有建筑物維護結構的熱損耗中，墻體的熱損耗大約占到了75%左右。所以，采用新型的建筑材料去降低外墻的熱耗能，是所有生態建筑設計者的共識。目前國內外常用的復合節能墻體主要有三種：外保溫外墻、內保溫外墻和夾芯保溫外墻，現選取應用較為廣泛的外保溫外墻加以詳細介紹。

所謂外保溫外墻是指由傳統墻體以及保溫層復合而成，并且保溫層要置于傳統墻體的外側。它主要由三部分組成，分別是墻體結構層，保溫層和面層。

墻體結構層：系指由鋼筋混凝土、空心砌塊和粘土多孔磚等建筑材料形成的傳統墻體。

保溫層：這是復合節能墻體的主要功能層，它具有優良的保溫隔熱效能，能大大降低外墻的熱損耗，常用的外墻保溫層有：擠塑聚苯乙烯泡沫保溫隔熱板、ZL聚苯顆粒復合硅酸鹽保溫板、GRE外保溫板等。

面層：系指在復合節能墻體的最外層起裝飾作用的層面，可采用涂料、瓷磚、石材等進行構造。

結合各地的地理位置和氣候特點，借鑒各方成功和失敗的經驗，開發新型的墻體保溫板，已在工程中得到廣泛應用。

2.2 獨特的墻體結構

在墻體的節能方面，除了上述通過改進墻體材料可獲得節能效果外，還可以通過采用新穎的墻體結構去獲得很好的節能效果。

節能墻體的構造形式多種多樣，千變萬化，但是總體來看，它們大多都是通過墻體中構造空氣夾層的方法，利用空氣的低傳熱性，來達到保溫或隔熱的目的，該種墻體構造時可分為兩層，內外層都可由普通材質構造，外層較薄，中間形成一道空氣夾層，在夏季，當外層材質被太陽暴曬，氣溫升高時，會向室內進行熱傳遞，首先會使中間的空氣夾層溫度升高，由于溫度高的氣體密度小，所以被加熱的氣體會上升，從空氣夾層的上開口排出，帶走大部分的熱量，大大減少了向室內的直接傳熱。在冬季，將空氣夾層的上下開口堵死，會形成一個無對流的密閉空氣層，由于空氣導熱系數相比于固體十分微小，所以極大的減少了室內向室外傳熱[1]。

2.3 日光照明技術

在日間的某些建筑中，尤其是大型公共建筑或地下建筑等，單純的靠窗戶或其他途徑獲得的日光不足以提供充足的照明，因此必須輔助大量的電力照明，從而造成了大量的能源浪費，有資料表明，我國某些地區的照明能耗占商業能耗的20%～30%，某些發達國家甚至達到了30%～50%。

利用新興的日光照明技術，則可完全避免此部分的能源消耗，日光照明技術是利用太陽光進行照明的方式，是一種高效的光能傳輸技術，它的基本原理非常簡單，首先通過置于室外的采光罩采集日光，通過光導路多次反射將光傳遞到室內，然后由室內的漫反射器，過濾掉絕大部分的紫外線等有害成分后，將自然光漫射到室內，起到照明作用。該種照明方式無能耗，無污染，對人體有益，完全符合生態建筑設計的核心思想，應該得到生態建筑設計者的重視[2]。

2.4 太陽能采暖

太陽能的利用形式多種多樣，其中，太陽能采暖是應用最早，最為成熟的一種。太陽能采暖的方式主要有兩種：主動式太陽能采暖和被動式太陽能采暖。主動式采暖是指利用一些裝置來收集太陽能，再通過主動式設備將熱能輸送給用戶的采暖方式。其中利用水作為傳熱介質的一種工作形式是：首先由水泵將室內冷水抽至儲熱水箱中，待達到設定溫度后，水箱中具有一定溫度的水被抽出，輸送到室內進行熱交換，在這個過程中，還需要利用輔助能源對水進行二次加熱，從而達到更好的熱交換效果。被動式采暖是指僅利用房屋本身的結構來完成采暖過程中的采熱、蓄熱和傳熱的全過程的一種采暖形式。其中一種帶有幕墻的較為新穎的被動式采暖墻的基本工作過程為：室內冷空氣由下方開口進入外部玻璃幕墻與墻體之間的空氣夾層中，由太陽光加熱后，從上方回到室內，通過自然對流來使室內溫度升高，另外由于空氣夾層的存在，保證了墻體的良好蓄熱能力，在夜間無法通過空氣對流來提高室溫時，可利用墻體所儲熱量來維持室內溫度，達到保溫效果 [3]。

3、生態建筑節能措施的發展方向

3.1 提高已有節能設備的節能效率，如：在主動式太陽能采暖系統中加大集熱器的集熱效率，減少使用二次加熱中所耗費的輔助能源。

3.2 根據不同地區的具體情況，因地制宜，去探索適合本地區使用的新型節能措施。

3.3 加大光伏發電的研發投入，降低光伏發電成本。就目前來看，室內電能的耗費有很大一部分是不可避免的，如家用電器用電，昂貴的光伏發電成本阻礙了家用光伏發電系統的發展，如能降低光伏發電成本，使家用光伏發電系統成為可能，則可從源頭上解決了這部分能源的耗費問題。

結語：

發展是必要的，但是決不能以損害環境為代價來換取發展，相信隨著經濟和科技的進一步發展，建筑設計者們一定能在生態建筑節能設計方面取得突破性進展，給人類提供一種舒適宜居、生態和諧的新型建筑形式。