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          綠色建筑思考與實踐

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          綠色建筑思考與實踐

          0引言

          隨著社會的發展和人類面臨的日益惡化的環境威脅,綠色建筑帶來的思考實踐正是當代建筑師必須潛心研究和傾力推廣應用的時代責任和歷史使命。國際國內建筑師給出的綠色建筑的定義:以符合自然生態系統客觀規律并與之和諧共生為前提,充分利用客觀生態系統環境條件、資源、尊重文化,集成適宜的建筑功能與技術系統,堅持本地化原則,現有資源消耗最小及使用效率最大化能力,具備安全、健康、宜居功能并對生態系統擾動最小的可持續、可再生及可循環的全生命周期建筑。綠色建筑應遵循以下原則:①和諧原則;②適地原則;③節約原則;④高效原則;⑤舒適原則;⑥經濟原則;⑦人文原則。綠色建筑的生態策略設計目的是實現綠色建筑的功能,針對建筑的地域、氣候、環境及使用功能,考慮投資及經濟性,進行設計方法的選擇及各項技術的集成,是常規的建筑設計的前奏。建筑師對綠色建筑的生態策略設計,可以從下文幾點來著重考慮。

          1充分利用自然采光

          自然光是取之不盡,用之不竭的健康、綠色、環保的零成本能源,充分有效地利用無疑是建筑師必須開動腦筋、靈活、巧妙的融入到平常的建筑設計創作中,對于一般的單層面積較少,周圍環境開闊的建筑物,自然采光的應用是一個不難解決的問題,但對于跨度較大,周圍環境條件局限、窗地比不滿足要求,利用通常的方法無法滿足的時候,建筑師就要結合周圍環境,采用一些技術的創新手段去實現,比如去年筆者設計的一個項目是一個紀念館,場館面積較大、中空,利用周圍開窗無法滿足采光要求,為了減少人工照明所導致的能源消耗,利用采光屋頂的設計,不但滿足了大廳內部的自然采光要求,也改善了室內的通風,換氣條件,提高了室內的空氣質量。另外通過中庭、玻璃幕墻、通窗等手段,或者在建筑物中設置日光反射器,反射板等裝置,也可以有效控制和改善室內光環境,既降低了能耗,又開闊了視野,使人們在室內生活和工作更加舒適。

          2智能遮陽系統

          主要是指建筑設計,利用智能控制技術使建筑的遮陽系統對陽光的變化采取措施,做到互動平衡,以達到室內光環境照度均勻或塑造特殊光線效果的目的。國內中小城市最常用的方法是在建筑頂層東西向窗戶的上半部安裝固定水平向百葉,減少進入室內的熱量并避免眩光的產生,建筑的南立面配置可以自動控制的遮陽篷,它們在夏季可以伸出室內遮擋強烈的太陽光線,在室內可以安裝人工控制的遮陽卷簾。更為先進的方法是采用人工照明的控制,該方法是由裝置在每個房間的被動式紅外探測感應器通過智能燈光控制系統來控制的。在沿玻璃外墻的房間都沒有安裝手控的燈具開關,而是配備了加設日光感應器的特制燈具,如果感應器感應到有足夠的自然光進入室內,則可以自動調暗或者關閉人工照明。

          3改善保溫隔熱性能

          建筑師都知道,目前我國對墻體、屋面的保溫隔熱性能基本上都采取了有效的措施,制訂了一系列的規范、標準來控制和檢測,熱橋部位也采取了特殊的措施,房間的保溫百葉和雙層隔熱玻璃系統是實現這一設計目標普遍采用的技術。另外,通過堆土、覆土、栽種花草、樹木等也可以達到隔熱、保溫的效果,屋頂覆土、綠化不但可以達到保溫隔熱的效果,也可以改善住宅小區內的生態環境,這就要求結構師來配合建筑師采取一些措施,滿足結構承載的要求,這樣一來,冬季從窗戶進入室內的太陽輻射熱被墻體和地板在保溫材料上鋪砂子、磚塊吸收儲存起來,夜間把窗戶上的卷簾放下來,防止熱損失。利用儲存在墻體和地板里的熱進行采暖。夏季則相反,在白天把保溫卷簾放下來,打開頂棚與窗戶接合處的換氣口,通過空氣的自然對流,排出室內的潮濕空氣,引入室外的新鮮空氣,達到自然制冷的目的。在屋頂的設計上,常常采用坡屋頂來達到保溫隔熱的效果。屋面的傾斜坡度不同,其接收的太陽能輻射量也會有差別,所以在采用屋面集熱時,必須注意坡度,采暖用的角度為緯度加15°,制冷用的角度為緯度為5°,這是朝向正南時的原則,受熱面朝東或朝西傾斜時就要調整角度,在朝南時受熱量很大,而在東西兩面也有相當量的受熱,所以東、西兩面也有利用的價值。屋頂水池也可以利用水的蒸發對太陽能進行轉化,達到隔熱保溫的效果。通風屋頂:在屋頂上設置通風層,利用流動的空氣帶走熱量。架空屋頂:架空屋頂是在屋頂上設置一個或虛或實的格柵或屋頂,形成架空層,一方面起到遮陽和通風作風,一方面提供一個屋頂活動空間。墻體需要有一定的熱阻和熱惰性,以發揮保溫、隔熱和蓄熱作用,減少室溫的波動,滿足熱舒適的基本要求,利用建筑立面(遮陽板)的形式遮陽來形成一種建筑的表現方法,把通氣格柵和墻體組合起來就是一種雙層墻。冬季的寒冷夜間關閉通氣格柵,形成空氣層,防止向室外的二次輻射,白天打開通氣格柵,用太陽光蓄熱;另一方面,夏季的夜間打開通氣格柵,使墻體中的熱向室外空氣中散發,白天關閉通氣格柵,反射太陽光,與此同時,利用空氣層內的空氣對流向外排熱。回廊的利用,墻體前面的開放式走廊(回廊)和花格是建筑立面的一種形式。有的地區由于沙漠氣候甚至連樹木都不栽種,只是用開放式的回廊大門和乘涼用的走廊代替樹木,夏季進深較大的回廊處于陰涼中,而冬季的陽光由于入射角較低則可以射入。回廊內部的地板比室外地平抬高了1m左右以便更好地通風。墻體綠化:植物具有美學、生態和節能多方面的作用,通常在綠化墻體外表面覆蓋爬墻植物和攀藤植物,如此可有效保證冬季日照和夏季遮陽降溫。雙層玻璃幕墻,其也被稱之為“可呼吸的皮膚”,它利用兩層(或三層)玻璃作為圍護結構,安排一定寬度的通風道在玻璃之間,并且通常會配有可調節的百葉。如此一來,冬暖夏涼,使建筑物具有了良好的保溫隔熱性能。

          4充分的自然通風

          智能生態建筑和一般性建筑項目的一個明顯區別就在于是否充分利用氣候條件使建筑物自然通風,或者是否利用了現代科技手段改善了建筑物通風狀況。智能生態建筑實現自然通風的一個有效手段就是采用自動風擋,在智能控制下自動風擋可以對建筑空氣流通實施有組織調整。合理的建筑自然通風不僅可以利用對流,將室內的熱氣帶走,降低室內空氣溫度,進而加速人體表面汗液的揮發,提高人體的舒適感,還能夠有效降低室內的空氣污染,保持室內的清潔度,同時合理的建筑自然通風還能夠有效降低室內的熱輻射。這就要求建筑物在規劃、選址的初期就要充分的分析考慮,遠離污染源,留設足夠的間距,選擇合理的朝向。

          5設置熱量收集系統

          目前很多被動式太陽能建筑和零建筑中設置了熱量收集系統,該系統利用熱媒進行熱量收集,在建筑智能控制的系統中按需為建筑物提供所需要的熱量。目前我國正在研發一種新型的高科技太陽能建材板,該新型材料具有節能、環保的雙重功能,把其應用到建筑物的屋頂和外墻,不僅具有建材的維護、擋水、遮光、保溫等功能,還能夠有效達到節能、減排的目標。

          6采取降溫隔熱措施

          有效降溫隔熱多與當地氣候特點研究密切結合,考慮并引入建筑設計。利用智能控制的窗簾、水幕、挑檐板等構件有效控制陽光輻射對室內溫、濕度的影響,以低消耗甚至零能耗創造恒溫恒濕的宜人室內溫、濕度。

          7綠色建筑材料的推廣和應用

          ①生態水泥與混凝土:利用各種廢棄物,包括各種工業廢料、廢渣以及城市垃圾作為原材料制造的水泥。高混合材摻量水泥、低鈣型水泥、地質聚合物水泥,再生混凝土、植被混凝土、透水性混凝土、水泥透水性混凝土、高分子透水性混凝土,燒透水性制品,吸音混凝土。②型玻璃:新型玻璃包括光電轉換玻璃、新型熱反射玻璃、真空玻璃、不反光玻璃、調光玻璃、音響功能玻璃、電磁屏蔽玻璃、泡沫玻璃等。③陶瓷:回收硅質細砂制造陶瓷,一氧化鈦瓷磚可防樓宇灰塵、蓄光磁磚,負離子環保陶瓷。④墻體材料:內保溫外墻、外保溫外墻、中空夾芯復合墻體五防高強輕體墻板,“沃德”新型環保墻板,新型太陽能建材板、EVE輕質復合墻板。⑤涂料:環保型納米抗菌材料復合殺菌內墻乳膠漆,納米孔超級絕熱涂料,納米氧化鋼錫透明隔熱涂料,建筑外裝飾用水性光催化劑涂料,超低污染型水性氟樹脂涂料,可監測建材的新型智能涂料。⑥金屬復合裝飾板:鋁塑復合板、蜂窩板、超薄型蜂窩板、鋁蜂窩板、鋁合金波紋板、鈦鋅板、金屬中空復合板、遮陽板。⑦節能門窗:塑料門窗、鋁木復合門窗、玻璃鋼門窗、窗用節能薄膜。⑧環保節能灌溉系統:開閉式微孔環保節能管,綠色環保給水管材。給水用硬聚氯乙烯UPVC管,鋁塑復合管、PEX管、PP管、PB管。

          8應用分析

          深圳建科大樓設計針對深圳地區(夏熱冬暖地區)特定的氣候條件,至始至終遵循“本土、低耗、精細化”的綠色設計理念,打造了一棟高效節能的現代化辦學大樓。大樓共運用了多項綠色技術,比如屋頂上的太陽能板、風力發電機、地下室自然通風采光等,使大樓隨處可見“綠色符號”。該大樓與其他普通大樓相比具有以下優勢:每層都有一個兼具交通、會談、休閑功能的半室外平臺,取代傳統意義上的室內走廊;建筑平面是“凹”型的,不僅保證了自然通風,也使自然采光更加的充分;疏散樓梯也對外開敞,景觀視線不受阻礙,創造了較為舒適的步行空間等。總的來說,不僅提供理論功能優越。舒適度高的辦公空間,也為綠色建筑的實踐活動增加了一抹亮色。

          作者:侯鵬惠 張曉紅 單位:河南省唐河縣規劃建筑設計有限公司