節能環保建筑新模式研究

摘 要：隨著全球能源危機和環境惡化問題的日益突出，探索和實踐節能環保建筑新模式成為當下建筑領域的重要趨勢。通過分析建筑節能技術的關鍵路徑，包括被動式設計、高效能源利用系統及可再生能源的集成應用，文章探討了匠造未來：節能環保建筑新模式的理念、設計原則及其在實際項目中的應用策略。案例研究部分通過天友·零舍項目，展示了節能環保建筑技術的實踐效果和市場潛力。同時，針對技術創新、市場接受度等方面的挑戰，提出了相應的對策和建議。

關鍵詞：節能環保建筑；建筑節能技術；可持續發展

1 前言

節能環保建筑對于促進環境可持續性和應對能源危機具有重要意義。隨著全球對能源需求的不斷增長以及環境污染的加劇，采用節能減排的建筑模式成為迫切需要。節能環保建筑通過高效利用資源，減少能耗和廢物排放，不僅有助于降低建筑業的環境足跡，同時也為居住者提供了更健康、更舒適的生活環境。

2建筑節能技術

建筑節能技術關注于通過創新設計與技術應用，降低建筑物在運行過程中的能耗，促進環境可持續性。在這一領域，被動式建筑設計、高效能源利用系統以及可再生能源的集成應用是關鍵技術路徑。

被動式建筑設計注重利用自然環境條件，通過建筑物的方向、布局與結構，以及材料的選擇和利用，最大限度地減少對外部能源的依賴。例如，合理的窗戶定位可以增強自然采光，減少照明能耗，同時通過良好的建筑保溫性能減少取暖和冷卻的能量需求；高效能源利用系統則通過最新的技術手段，提高建筑物內部能源使用的效率。這包括高效的供暖、通風和空調（HVAC）系統，以及智能建筑技術的應用，如自動調節室內光照和溫度的系統，旨在優化能源消耗，同時保證居住和使用的舒適性；可再生能源的集成應用進一步擴大了建筑節能技術的邊界[1]。

3匠造未來：節能環保建筑新模式的探索與實踐

3.1新模式的理念與設計原則

新模式的理念與設計原則圍繞著創造與自然和諧共生的建筑環境，將節能環保作為設計的核心。這種模式強調了在建筑設計與規劃過程中，深入考慮與自然環境的互動，力求在現代建筑技術和自然生態系統之間找到平衡點。設計原則包括但不限于可持續性、生態友好性以及用戶健康和舒適性的考量。

可持續性原則指導下的建筑，注重使用壽命長、可循環利用或可生物降解的材料，以減少對環境的負面影響。通過這種方式，建筑不僅在使用過程中減少能源消耗，而且在建筑的整個生命周期中，從材料獲取、建造、使用到拆除，都體現出對環境的尊重和保護；生態友好性原則強調建筑應融入自然，利用地形、水文、植被等自然條件，通過生態設計手法如綠色屋頂、雨水收集與利用系統、以及生物棲息地的創造，增強生物多樣性，同時為居住者提供健康舒適的生活環境；用戶健康與舒適性原則確保建筑設計考慮到室內空氣質量、自然采光和通風，以及適宜的室內溫度，創建有益于居住者身心健康的居住和工作空間。

3.2新模式下的建筑設計與實施策略

3.2.1低影響開發（LID）設計理念

低影響開發（LID）設計理念旨在最小化建筑和開發活動對環境的負面影響，特別是對土地、水資源和生態系統的影響。該理念強調模仿自然環境的水文行為，通過綜合應用土地規劃和設計策略，保持或恢復一個地區的自然水循環過程。

LID的核心在于利用自然化設計方法和技術，如雨水花園、滲透性鋪裝、綠色屋頂、雨水收集系統和生物滯留區等，以促進雨水就地管理。通過這些方法，雨水可以在源頭被收集、存儲、滲透和凈化，減少徑流量，降低洪水風險，同時提高地下水補給，保護水質。LID還著重于保護和恢復現場的自然特征，包括重要的植被、濕地和水體。通過保留現場的自然元素，可以保護生物多樣性，為野生動植物提供棲息地，同時美化環境，提高人們的居住和使用體驗。在實施LID設計時，還強調跨學科合作，將城市規劃、景觀設計、土木工程和環境科學等領域的專業知識整合起來，以確保項目的綜合性和多功能性[2]。

3.2.2綠色生態社區的規劃與建設

綠色生態社區的規劃與建設集中體現在創造和諧、可持續的生活環境，強調自然與人工環境的平衡。通過整合綠色技術和生態設計原則，目標是提高能源效率，增強生態價值，同時增進居民的健康與福祉。規劃階段關鍵在于深入分析地理、氣候、生態等自然條件，以及社區文化、經濟、技術等人文條件，基于此制定全面的規劃策略。強調多功能用地，通過混合用途設計，促進住宅、商業和休閑空間的有效融合，減少交通需求，降低碳排放。

綠色技術的應用是規劃與建設過程中的另一核心要素，包括但不限于太陽能光伏系統、雨水回收和再利用系統、高效節能建筑材料和系統等。這些技術的集成應用不僅減少了對傳統能源的依賴，也降低了環境污染，提升了能源的自給自足能力。生態設計原則貫穿社區規劃與建設的全過程，旨在保護和恢復自然生態系統，增強生物多樣性。通過建設綠色空間如公園、社區花園、綠色屋頂及墻面，提供生物棲息地，同時為居民創造休閑、交流的空間，增進社區凝聚力。社區建設還強調智能化管理，利用現代信息技術，如物聯網（IoT）和大數據分析，實現能源、水資源、交通等的高效管理和服務，提高生活質量，降低維護成本[3]。

3.2.3智慧建筑與數字化管理

智慧建筑與數字化管理代表了建筑領域技術革新與管理理念更新的結合，旨在通過高度集成的信息技術和自動化系統，提高建筑的能源效率，優化使用者體驗，并實現建筑運營的高效管理。核心在于引入先進的信息通信技術（ICT），包括物聯網（IoT）、大數據分析、人工智能（AI）和機器學習，這些技術的應用使建筑能夠實時監控、分析和調整其內部運行狀態。通過傳感器收集關于溫度、濕度、光照、能耗等的數據，能夠實時分析并自動調整系統設置，如空調、照明和安全系統，以確保能源的最優使用和居住者的舒適性。

此外，智慧建筑還強調用戶界面的友好性，通過智能手機應用或其他數字界面，允許使用者個性化定制他們的環境設置，如溫度、照明強度和媒體控制，進一步提高居住和工作的舒適度。數字化管理不僅限于建筑物內部的運營，還包括建筑的設計、施工和維護全周期。在設計和施工階段，使用建筑信息模型（BIM）技術可以實現項目各方之間的高效協作，減少錯誤和返工，提高建筑質量。在運營和維護階段，通過收集和分析大量數據，可以預測維護需求，減少停機時間，降低運營成本[4]。

4案例研究

天友·零舍項目是一個突出的例子。這個項目是國內首座近零能耗建筑，位于北京大興區。它不僅獲得了國家標準的近零能耗建筑評價標識，還在2020年世界建筑新聞網大獎中榮獲可持續建筑類別銀獎。天友·零舍的設計理念體現了低成本、低技術本土建造和多模式裝配式體系的應用，旨在探索鄉村近零能耗建筑技術與模式。該項目通過被動式設計大幅降低能源需求，并通過主動技術提高系統效率，充分利用可再生能源。其建筑綜合節能率達到80%以上，遠超近零能耗建筑要求的60%標準。在實施策略上，天友·零舍采用了性能化設計方法，通過優化建筑性能，在原建筑基礎上增設被動式陽光房、樓梯間等過渡聯系空間，降低建筑的體型系數。同時，采取了被動房標準的圍護結構保溫性能來保證建筑的節能效果。此外，屋面采用了非晶硅太陽能光伏瓦，不僅為建筑提供自然轉換的電能和熱能，減少后期居住使用能耗，同時也創造了動態的視覺效果。天友·零舍的成功案例展示了節能環保建筑在實踐中的可行性和效益，為國內外同類項目提供了寶貴的參考。它不僅解決了技術創新與應用的挑戰，還提升了市場對于綠色建筑的接受度，為推廣節能環保建筑新模式樹立了標桿。

5面臨的挑戰與對策

5.1挑戰

在節能環保建筑新模式的推廣與實施過程中，面臨著技術創新與應用的挑戰及市場接受度與推廣的挑戰。這些挑戰共同構成了推動建筑行業可持續發展道路上的重要障礙。技術創新與應用的挑戰源于新型節能環保技術的研發、測試和實施過程中的復雜性和不確定性。盡管技術創新是推動建筑節能環保向前發展的關鍵驅動力，但從概念到市場的轉化過程充滿挑戰。技術的研發需要大量的資金投入，而且在技術驗證、性能穩定性及與現有建筑標準和規范的兼容性方面存在諸多不確定性。

此外，施工人員和技術人員對新技術的熟悉度和接受程度也影響著技術應用的效率和效果。市場接受度與推廣的挑戰則更多體現在消費者認知、成本效益分析及政策法規支持等方面。盡管節能環保建筑在長遠來看能夠為用戶帶來能源成本的節約和更高的生活質量，但高昂的初期投資成本往往成為用戶接受新技術和新模式的障礙。同時，缺乏對節能環保建筑價值和效益充分認識的普及，也限制了市場對新型建筑模式的需求。

5.2對策

面對節能環保建筑新模式推廣中的技術創新與應用挑戰以及市場接受度與推廣挑戰，采取有效對策是確保可持續發展目標實現的關鍵。這些對策涵蓋了技術研發、政策支持、市場激勵、教育培訓和跨領域合作等多個方面。

在技術研發方面，加大對節能環保技術創新的投入，鼓勵科研機構和企業開展合作，加速新技術的研發和成果轉化。通過建立公私合作機制，利用政府資金引導，吸引更多私人投資參與到節能環保技術的研發中來。同時，建立技術創新平臺，促進信息交流和技術共享，降低研發成本和風險。

市場激勵方面，通過建立綠色建筑評價和認證系統，為節能環保建筑項目提供認證和獎勵，提高其在市場上的知名度和認可度。此外，利用公眾采購力量，政府和大型企業應優先采購和使用節能環保建筑和產品，帶動整個市場的轉型。

教育培訓方面，加強對建筑業從業人員、設計師、工程師以及廣大公眾的節能環保知識和技能培訓，提高他們對節能環保建筑價值的認識和接受度。通過舉辦研討會、工作坊、競賽等形式，提升行業內外對節能環保理念和技術的了解和應用能力[5]。

跨領域合作方面，鼓勵建筑、能源、環保等不同領域之間的合作，共同探索和實踐節能環保建筑的綜合解決方案。通過跨學科的合作，可以充分利用各領域的專業知識和技術，實現節能環保目標的高效實施。

6結論

探索和實踐節能環保建筑新模式，是對現代建筑業應對能源和環境挑戰的一種積極回應。通過引入和應用先進的建筑節能技術，實現建筑與自然環境的和諧共生，不僅展現了科技進步對于提高建筑能效、保護生態環境的巨大潛力，而且為建筑行業的可持續發展提供了實踐案例和經驗教訓。

參考文獻

[1]李偉寧.匠造未來 開啟節能環保建筑新模式——記廣州大學土木工程學院教授張季超[J].中國高新科技，2019（15）：25-27.

[2]許俊杰.土木工程施工中的節能綠色環保技術應用研究[J].城市建筑與發展，2022，3（1）：34-36.

[3]王猛.新型節能環保技術在建筑中的應用研究[J].魅力中國，2020（29）：340.

[4]李浩.新型節能環保材料在建筑工程中的應用探究[J].建筑技術研究，2019（2）：110-111.

[5]蘇永偉.綠色建筑節能新材料的未來發展方向探討[J].住宅與房地產，2018（11）：144.

基金項目：本文為邵陽市2023年科技計劃項目，課題為“匠造未來開啟節能環保建筑新模式研究”（課題編號：2023ZD0145）。

基金項目：本文為邵陽職業技術學院2023年度院級課題“高職院校裝配式建筑教學改革與實踐研究”（課題編號：23JG013）。

作者簡介：賀潔為（1993.02-），男，漢族，湖南邵陽人，碩士研究生，中級工程師，研究方向：結構工程。

唐曉芊（1986.09-），女，漢族，湖南邵陽人，碩士研究生，中級工程師，研究方向：結構工程、建筑學。

何潔（1993.10-），女，漢族，湖南邵陽人，本科，中級，研究方向：英語。