绿色建筑的节能技术

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1.前言

面对日益加剧的能源危机与生态恶化,各国政府开始深入认识到可持续发展理念的重要性.降低能耗,减轻地球环境负担,共建可持续发展的低碳环保的家园成为世界共识.在美国,建筑业约占能源总消耗量36%、总耗电量的65%、温室气体产生总量的30%[1].我国建筑能耗则是发达国家的2-3倍以上.作为高能耗的重要行业领域之一,建筑业是我们改革能源利用方式的重点对象.有效降低建筑业的能源消耗同时减轻建筑业造成的生态环境污染,将建筑业的传统高消耗型发展模式转变为高效绿色型发展模式,将对全社会可持续发展起着至关重要的作用.绿色建筑在此背景下得到了高度重视和广泛支持.

2.绿色建筑的定义和特征

有关绿色建筑的定义很多,目前国内接受度较高的定义来自我国2006年颁布施行的GB/T50378-2006《绿色建筑评价标准》,以国家规范的形式给出了“绿色建筑”的定义.即,绿色建筑是“在建筑的全寿命周期内,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、适用和高效的适用空间,与自然和谐共生的建筑”.

绿色建筑有方方面面的特征,其中降低能源消耗是最重要的特征之一.不符合相关能源规范或节能不达标则不能称为绿色建筑,现行规范对绿色建筑的节能标准有明确的规定.绿色建筑能源的功能系统设计是绿色建筑的核心,它包括两方面的内容:绿色建筑的系统节能设计、绿色建筑设备的系统节能.

3.绿色建筑能源的功能系统设计

3.1绿色建筑的系统节能设计

绿色建筑的系统节能就是通过设计方法达到节能目的,主要包括:场地规划设计与建筑单体设计.

在进行场地规划设计时,首先应着力分析地块及其周边各项条件,注意有效利用原生地形、地物,尽可能消除其不利因素,减少对地区微气候的影响.同时应充分考虑受建筑群体及植物群体布局影响的热工环境,在场地内风环境、日照等各方面实现良好的室外热环境,同时注意控制外部地面热效应（如辐射及反辐射的控制）,地面铺设材料尽量使用植物地被而少用沥青或混凝土等材料.

在建筑单体设计方面,主要是针对建筑的形体、护结构及屋面的节能设计策略.建筑的形体包括建筑单体朝向、建筑形状、层数规模及空间关系等多项内容.在我国大部分地区,建筑单体方位朝向以南北向最为有利,东西向最不利,在不利方向须设计适当的遮阳、隔热设施,减少热量侵入.建筑形状设计宜减少外墙面积,建筑内部空间应按使用强度、空间层次及性质、温湿度要求等做适当的设计配置以降低能源消耗度.护结构的节能设计,应注意控制窗墙比.构造上应减少太阳辐射热量侵入,并易于散热.设计合理的遮阳设施（活动遮阳与固定遮阳等）及良好的通风设计以减轻外墙受热量.另外,选用较低传热系数（K值）的墙体、门窗材料以形成具较高热阻的护系统.门窗与墙体间的缝隙、节点处理要注意气密性和保温性.屋面设计宜利用轻型高热阻材料及高性能热反射材料等来构造隔热层,充分考虑屋顶通风换气以减少室内温度变化,设计屋顶绿化也利于屋面隔热.

3.2绿色建筑设备的系统节能

绿色建筑的设备系统节能是实现建筑节能的重要部分,包括空调设备、照明设备、卫生设备和输送设备的系统节能.空调设备的系统节能包括适当空调系统的选用、可变风量、水量的控制、实施区域划分、提高设备与系统效率、加强能源管理维护等.照明设备的系统节能包括节能灯具的选择以及先进、适用的照明控制系统.卫生设备和输送设备的系统节能包括利用可再生能源如太阳能、地源热泵等热水系统运用,节水器具、排水的再利用、热回收等,亦包括电梯节能及电梯群管理、再生电力的利用等等.

4.节能方式的分类与选择

4.1节能方式的分类

通俗的讲,节能方式可分为主动式节能和被动式节能.

主动式节能主要是指利用各种机电设备组成主动系统（自身需要能耗）来收集、转化和储存能量,以充分利用太阳能、风能、地热、水能、生物能等可再生能源,同时提高传统能源的使用效率.它的特点是对设备和技术的要求较高,前期建设成本投入大,后期运维成本高.

被动式节能技术,主要是指不依赖于自身耗能的建筑设备系统,而完全通过建筑自身空间形式、围护结构与构造的设计来实现建筑节能的方式.主要依靠大自然的力量和条件来保证维持建筑内的较好使用条件.理想的建筑状态下,被动式节能建筑设计的成功标志是,在一年中的大部分时间里,建筑内冬暖夏凉、通风良好,只需要小功率的空调采暖设备作为补充就可满足生活、工作的环境需求.

4.2绿色建筑节能技术的实践

绿色建筑有个很重要的因素是可循环.使用高科技设备的建筑,常常只能达到其内部的可循环,而不能做到建筑与环境的可循环,所以完全从设备技术层面求解,应是绿色建筑不得已而为之的“最后一步”,而非优先选择.“绿色建筑”概念具有丰富内涵,它的基因里包含了历史悠久的地域性建筑或气候响应性设计思想,中国古代建筑大都体现出被动式节能的原理,例如四合院,通过环廊、影壁的围合改善小气候,达到冬暖夏凉,实现节能与舒适.

以无锡山语银城项目为例,该项目以“本土化、低能耗”为设计宗旨,充分考虑当地自然环境因素,在设计中全面应用了相应的节能技术,是被动式优先节能技术实践的一次积极尝试,主动式节能则作为被动式节能设计的补充手段应用在项目中.

5.结语

绿色建筑是一个综合系统工程,节能设计作为实现绿色建筑发展目标的核心部队,其重要性不言而喻.要实现绿色建筑发展阶段目标,需要政府主管部门、建设单位、设计单位、施工单位、物业管理等多方面共同努力,从政策制定到立项、规划、设计,再到施工、运营等各方面,各环节紧密配合.建筑师应充分利用建筑师的语言,提出并优化符合绿色建筑设计原则的设计策略.