現代綠色建筑的生態節能設計策略應用

朱生龍

(中地設計集團有限公司河西分公司 甘肅 武威 733000)

1 綠色建筑的生態節能設計概述

伴隨全新材料以及技術的不斷升級,綠化環保建筑獲得了較為持久的發展,綠化建筑理念的不斷升級,從新型化的視角給人們帶來了新的思路,伴隨建筑行業的逐步發展,環保理念被貫穿至建筑工程的各個環節。從設計角度來說,合理、科學地運用建筑材料,進行設計優化,不僅能夠促使資源循環利用,提升資源利用效率,還可以給人們帶來更加舒適、宜居的生活環境。

2 綠色建筑的生態節能設計原則

(1)和諧原則。所謂綠色建筑,是近些年出現的與當今城市發展需求相一致的生態友好型建筑,具體表現在克服了傳統建筑污染嚴重、能耗好的弊端,不但能夠讓人們當今階段的生活需求得到有效滿足,還體現了“人文關懷”理念,提高了人們的居住質量。換言之,目前所倡導的綠色建筑節能降耗設計思想,一方面與當今階段人們生活訴求相一致,另一方面還能夠達成和生態和平共處的目標。

(2)資源合理使用原則。綠色建筑節能設計指的是盡量把資源耗費降低到最小水平,而且在提高資源使用率的情況下盡可能減小對生態的不良影響。對于當今時代的建筑行業而言,應用綠色節能理念不但可以妥善處理當前建筑耗能居高不下的問題,比如做好風能、太陽能等清潔型資源的開發和利用,可以降低對不可再生資源的消耗,還能夠在最大限度上實現對新型資源的循環利用,有效地提升建筑的建設質量和效益,實現環保與建筑業的協調發展。

(3)因地制宜原則。在對建筑進行生態節能設計時,務必要結合實際情況進行充分考量,才能使綠色建筑設計和發展趨勢的順應性得到有效保障,同時人們的居住條件也可以得到充分的滿足,從而使綠色建筑節能環保的功能得到最大化的體現。比如:在南方的建筑之中,設計師在設計的過程中,需要將遮陽設計和墻體隔熱等考慮其中,從而實現節能環保的目的。但是在北方的建筑設計中,設計師需要將供暖的設計融入其中,這樣不僅能夠使能源的利用率得到顯著的提升,還可以使建筑達到節能環保的要求。

(4)以人為本原則。在建筑設計過程中,要明確一點核心思想,就是建筑是為人來服務的,所以設計要以人為主體,遵守以人為本的原則,注重人們的居住訴求,充分考量建筑的舒適度、健康性,全面運用綠色節能理念,設計者必須貫徹以人為本的理念,嚴格遵循健康和效用的原則,充分考慮建筑物的噪音、空氣質量、熱量及電磁輻射等與人有關的因素,充分尊重和考慮人的需要,做好采光、采暖、通風等方面的設計,提高整個建筑的舒適度。在盡量減少對環境的破壞和污染,充分發揮建筑物本身的價值的基礎上,高度重視人的需求,切實落實現代綠色建筑的生態節能設計理念。

3 現代綠色建筑的生態節能設計策略

(1)建筑總體布局設計策略。對于建筑設計而言,如果要達到綠色節能的目標,在設計過程中,就要做好總體布局的規劃,優化建筑形態和內部空間布局,確保設計的科學及合理性,同時注重對資源和能源的節約。為了使建筑內部各功能區的設置是最佳的,要充分認識和掌握區域的自然環境、氣候和地理條件,來設計建筑的朝向;對于建筑空間的使用性能,功能相似的區域均勻布置在同一大面積內,充分利用自然采光和自然通風,實現空氣調節和通風系統的節能減排,注重實用性和環保性的結合,同時提高舒適度,使建筑功能區域布局與環境相適應,達到最小化能源消耗的目的,促進綠色環保、實現節能。

(2)建筑通風采光設計策略。在高層建筑設計工作中,必須要有效考慮建筑的通風采光設計問題。良好的建筑通風設計要對自然風進行最大化利用,為人們創造出一種更加舒適的居住與使用環境,并且通過對自然風的最大化使用,可以節省不必要的能源消耗量。在實際設計時,借助自然風可以有效規避冬季的主導風向,并且通過室外風可以帶走室內多余的熱量,使得人們到日常居住環境達到一種冬暖夏涼的效果,減少建筑室內空調的使用達到綠色節能效果。

(3)可再生能源的使用。在綠色建筑設計階段,通過有效組織建筑空間的關系,將自然能源條件有效應用,能夠達成節能環保的基本目標。如在工程施工過程中最重要的資源是水資源,并且水資源所產生的浪費問題也比較嚴重。如果相關設計人員可以對綠色節能設計工作方法進行合理使用,不但可以節約水體資源,還能使水體資源的利用率得到提高。

4 現代綠色建筑的生態節能設計策略的實際應用

4.1 整體結構設計

在建筑體的節能設計工作中,必須要做好建筑體的外形和空間布局的規劃設計工作,科學的建筑布局結構,可以有效保證建筑體內部空間和外部空間之間實現有效的熱能交換,盡可能減少能源損耗。在現代建筑節能設計方面,盡量避免不可再生資源的利用,可通過建筑整體結構優化的方式來實現;比如建筑物所在地區比較寒冷,這樣就需要減少落地窗的設計,可以將落地窗改成特殊玻璃,由此滿足其保溫需求,以此充分發揮出建筑體的整體節能的作用。

4.2 自然采光優化設計

(1)開窗形式設計。在建筑中設計恰當數量的側窗與天窗,能夠將自然光線引入室內。若所在地區光照充足,可將窗戶設立為豎向,若所在地區陰雨天氣較多,可將窗戶設計為橫向;在設計時,應當將南北向作為側窗朝向的首選,在進深較短的建筑中可運用磨砂玻璃,在進深較長的建筑中運用透光率較高的玻璃;在建筑進深超過一般標準的狀況下可設計天窗,依據屋內采光需求決定天窗的具體形狀,若需要光線勻稱分布,可使用矩形天窗;若需要室內亮度達到最大水平,可選用鋸齒形天窗。若要提升室內冬季溫度,應當調整側窗尺寸、數量,可讓南向窗戶尺寸恰當大于其他朝向窗。

(2)遮陽設計。避免陽光暴曬致使屋內溫度升高,亦或屋內光照分布不均衡等狀況產生,應當在設計時添加遮陰部分,可在窗體中配備遮陽百葉,也可在屋內裝設導光板。導光板能夠對屋外光線對屋內的投射進行遮擋,且依托反光層把光線反射到屋內沒有自然光線的地方,提升光照的室內均勻度。遮陽百葉可發揮防止直射光產生的功能,提升室內總體亮度水平,為此可嘗試將其安裝到采光窗體。

(3)設置中庭空間。過去的建筑設計會將廊道設計在中間位置,兩端設計房間,這種建筑的廊道區域采光通常不理想,需配備照明設備滿足人們的需求。為改變此種狀況,可將中間位置設計為中庭形式,依托頂部自然光線滿足采光需求,然而應當對中庭的規格進行嚴控,盡可能設計寬度大、高度小的中庭。

4.3 建筑屋面設計

對于建筑整體來說,屋面占據著重要的地位。一般來說,屋面造型有緩坡式、平頂式,屋面的主要作用就是為了抵擋陽光,阻擋風雪。在季節變換以及晝夜交替的時候,屋面能夠發揮溫度調節作用。為了保證屋面可以充分發揮應有的作用,需要做好屋面結構設計,選擇適合的材料。在一些寒冷地區中,需要做好屋面保溫設計工作,在屋面保溫設計中要注意:①保溫層設計。選擇的保溫材料應該具有較強的硬度、較低的容量、吸水率比較低、導熱系數較小的特性,通過將這樣的保溫材料應用在屋面中,可以起到較好的保溫效果。②屋面材料選擇。對屋面建筑材料進行選擇時,要按照現代綠色建筑的生態節能設計原則,盡量使用具有節能功能的材料,還要具有無污染的特點,可選擇帶有綠色標志的材料;同時,還需要做好屋面的防水設計,所選擇的防水材料主要包括:聚苯板、擠塑板以及混凝土材料等,也可以在水泥中添加爐渣、膨脹珍珠巖等材料,這樣能夠提升屋面防水能力。③屋頂設計。在設計建筑屋頂時,可以使用綠色植被來覆蓋屋面,不過需要做好荷載方面的設計以及防水處理工作,防止出現滲水現象。通過綠色植被的應用,不僅可以美化建筑物,還能夠有效改善生態環境,實現溫度調節的作用。綠色建筑的生態節能設計模型如圖1所示,生態節能的綠色建筑如圖2所示。

圖1 綠色建筑的生態節能設計模型

圖2 生態節能的綠色建筑

綜上所述,目前對建筑行業綠色、節能發展的關注度在不斷提升,現代建筑要在可持續發展戰略的要求下,將綠色生態節能理念落實到工程設計中,并加大對生態節能設計的研究,正確掌握各項設計策略的有效應用方法,為建筑質量提供設計保障,從而推動現代建筑行業的長遠發展。