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序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了七篇低碳建筑设计标准范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。
关键词:建筑设计;节能;低碳环保
Abstract: this paper mainly from low carbon environmental protection, with a general introduces the design of building energy-saving principles, requirements, main points and the existing problems. Hope to a view to play a valuable role.
Keywords: architectural design; Energy saving; Low carbon
中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:
低碳环保,英文为Low―carbon green,意思是指:较低(更低)的温室气体的排放。低碳建筑是指在建筑材料与设备制造、施工建造和建筑物使用的整个生命周期内,减少化石能源的使用,提高效能,降低二氧化碳排放量。我国的现代建筑占碳排放的三分之一以上,推动现代建筑向低碳建筑转型,是实现国家“低碳经济”发展的关键措施之一。
一、建筑设计与低碳环保的密切关系
建筑设计与低碳环保,施工建造和建筑物、使用的一切生命周期内,减少化石能源的使用,建筑物是能源和资源的固化物,建筑物的总能耗占25%~28%的比例,占有总能耗中的相当大的份额,据调查表明,产生废气的45%~56%来自于建筑物,二氧化碳排放中的34%~47%来自于建筑,因此,节能将是实现低碳建筑的关键,大力发展低碳建筑将从节能设计入手。
二、建筑设计中存在的问题分析
我国的建筑业相对发达国家发展还比较缓慢,技术还不够成熟、先进,在低碳环保的理念上认识还不够全面,在建筑节能设计上存在以下几方面的问题:
(一) 节能方式的单一
目前大部分的建筑节能措施主要是针对建筑的围护结构,而建筑选址、规划布局、建筑体型、自然通风和采光及新能源利用等一系列手段所产生的节能效应,及由此产生的指导原则和要求,长期以来却被人们忽视。围护结构的节能设计固然重要,但是建筑的节能不仅仅是围护结构的节能,单一的方式并不能够全面的解决节能问题。
(二)片面追求规模和造型
在许多新建大型建筑中,过于追求建筑物的规模和外观,没有把节能问题作为重点来考虑。目前,为追求美观大方,很多城市建筑都热衷于大面积使用玻璃材料,建成后一年四季用空调调节室温,耗费十分严重。
(三)实际执行节能标准比例较低
有建设部专项调查显示,新建建筑执行节能标准比例较低,工作进展不平衡。根据2010年对16个省市3000多个在建工程的调查结果来看,在施工图设计文件审查阶段,北方严寒和寒冷地区大城市新建居住建筑执行建筑节能设计标准比例为90%,夏热冬冷地区比例不足25%,夏热冬暖地区比例仅为12%。
(四)缺乏可操作性的法律法规
我国相关节能标准和法律法规同发达国家相比还有差距,特别是地方性法规有待进一步完善。
三、低碳环保前提下建筑设计的原则及要求
绿色生态建筑应当按照相应的低碳节能标准进行设计,设计文件也应当符合低碳节能设计标准的规定,建筑设计的原则及要求有以下几个方面:
(一)应遵循“因地制宜”的设计原则
此“地”主要是指建筑物所在地的气候特征,如某地区属于温暖带大陆性季风气候,其气候特征表现为冬冷夏热,雨量集中。因此,该地区的节能建筑,必须适应当地的气候特征,既不能照搬严寒地区的建筑型式,也不能照搬夏热冬暖及海洋性气候地区的建筑型式,更不能照搬四季如春的温和气候地区的建筑型式。因地制宜,充分利用当地自然资源,使建筑群的规划布置和建筑物的平面布置有利于自然通风和采光,保留自然水域面积,增加植被绿化形成小区微气候。设计时采用南北向或接近南北向,使建筑冬季可以增加太阳辐射得热,夏季可以减少太阳辐射得热,且与当地夏季的主导风向相一致。建筑物的单体设计应控制其体型系数,将体型系数控制在一个较低的水平上,以减少其护结构的传热损失,降低建筑能耗。
(二)热工设计应遵循超前性的原则
现行建筑节能设计标准对建筑护结构热工性能的规定性指标水平较低,仅仅是实现现阶段节能50%目标的需要,距离舒适性建筑的要求还很远,与发达国家的差距很大。随着我国经济的发展,建筑节能设计标准将分阶段予以修改,建筑护结构的热工性能会逐步提高。由于建筑的使用年限长,到时按新标准再对既有建筑实施节能改造是非常困难的,因此应贯彻超前性原则,特别是夏季酷热地区,建筑护结构(屋顶、外墙、外门外窗)的热工性能指标应突破节能设计标准规定的最低要求,予以适当加强,应控制屋顶和外墙的夏季内表面计算温度。
(三)建筑设计人员要有社会责任感
设计单位和设计人员每设计一项工程,自工程施工建设开始,设计者就开始对它承担起终身的社会责任。工程责任的范围广,且责任重大,所负责任的时间长(直至设计使用周期结束)。能源是我国的战略物质和经济发展的动力,又是后代人生存的必要条件,建筑节能是贯彻国家节约能源法和可持续发展战略的大事,所以低碳节能建筑的设计者又实际上承担了一份牵涉到国家发展战略和后代人生存条件的社会责任。
四、低碳环保条件下的建筑设计要点
建筑低碳节能设计需要定量化的系统设计。节能设计的定量化思路要求整体协调平衡,从分析多方面因素出发,以最低的投资、最简化的手段完成并达到节能设计目标。
(一)室内设计中选用绿色环保材料
在室内设计过程中要选用绿色环保的装饰材料,它主要的特点是无毒、无害、无污染,在造价上略高于普通的装饰材料。对于今后装饰才料可以达到从室内更新出的IH材料比较容易自然降解和转换,并且可以作为再生资源加以利用,生产新产品。但这只是所有建筑材料的发展方向,而现在大多数产品还不能完全达到这种要求,因此装修材料首先要考虑选择无毒性、无刺激性、无放射性、低二氧化碳排放的材料,在生产和使用过程中对人体及周围环境都不产生危害。
(二)节能建筑系统设计
该设计是在装机功率不变的情况下,通过提供能源使用效率实现节能目标,例如空调热泵比一般的空调机要节能。另外,也可以使用可再生能源设备,如风力发电、太阳能伏电、地源热泵等,利用取之不竭的能源,是提倡节能建筑系统高效、科学的设计手段。
(三)环保建筑系统设计
该类型设计是在满足生活舒适度需求的情况下,其目标是要尽量减小能源设备装机功率。该设计主要是依靠自然资源来保证和维持建筑内的温度和通风等使用要求,即理想的状态就是在大部分时间里,建筑内冬暖夏凉、通风良好,仅需要小功率的空调和采暖系统就可以满足人们的生活或工作需要。在方案设计中,设计人员需要对建筑的方位、体型、朝向进行优化,充分利用自然风、阳光等自然资源创造条件:在初步设计中,需要对建筑材料、外墙、楼板、分户墙、屋面、玻璃、窗框及窗墙比进行量化和优化。从方案设计到初步设计,设计师需要根据不断调整的设计方案模拟量化建筑的能耗情况,计算空调和采暖设备的装机功率,对比各种影响因素,最好选择最佳的设计方案。
正确地选择和协调使用节能建筑系统设计和环保建筑系统设计的原则方法,可有效地改变目前大量存在的不务实效、只求政绩的节能表象,大大地减少人力、物力、财力、能源资源的浪费,大力地推动舒适、健康的节能建筑发展,高效地促进建筑业的“低碳”模式的经济增长。
总之,普及低碳生活,需要从建筑节能设计入手,加强设计人员低碳节能理念,不断学习低碳节能专业知识,增强节能设计社会责任感,研究低碳节能新技术,创新建筑环保新材料。低碳建筑拥有极大的发展潜力,将是我国建筑发展的主要方向。低碳建筑节电、节水、环保、低污染,将会给人们带来一个绿色、健康、和谐的生活居住环境。
参考文献:
关键词:气候;低碳;住宅建筑
气候变化影响人类的生存和发展,应对气候变化已经成为人类社会共同的行动。我国政府已经承诺到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放降低近50%,低碳经济的发展模式将成为我国未来可持续发展的一项重要战略。
国际能源组织的数据表明,目前67%的能源是城市消耗的,城市排放了约占总量70%的二氧化碳;到2030年,城市能源使用将增加到73%。城市建筑将排放占总量约40%的二氧化碳,因此,解决建筑能耗问题,尤其是利用新技术和新系统减少城市建筑的碳排放成了当务之急。未来15年至20年,中国的城市人口预计将会再增加3.5亿人,城市人口总数预计将会超过10亿人,这就要求每年新建20亿平方米的房屋。这些城市如何进行规划和建设,将会极大地影响中国实现碳减排目标。
近年来,中国建筑节能的关注力度逐渐加大,国家对住宅建筑的发展政策亦更加注重绿色、环保、低碳和可持续性。在国家应对气候变化国家方案中明确提出:积极推广节能环保型建筑和绿色建筑,新建建筑严格执行强制性节能标准,加快既有建筑节能改造。
一、住宅建筑的发展方向
随着现代化进程的加快和人民生活水平的提高,人们对作为生活必需品的住宅建筑的建筑面积、功能、舒适性的要求不断提高;由此不可避免的造成住宅建筑的能耗指标大幅提高,资源和环境大量付出。按可持续发展的思路,住宅建筑设计应坚持以下三个方面:1)以人为本,健康舒适。2)节约资源、能源和再利用。3)与周围生态环境相协调和融合。即住宅建筑应该在消耗最少的能源资源,同时将给环境和生态带来的影响降至最低的前提下,为居住和使用者提供健康舒适的建筑环境和良好服务。
二、住宅建筑低碳化设计思路
首先,遵循建造与装修整体设计的原则。过去,建筑和装修是分开设计的,住宅建筑的平面形式和空间形态往往不能满足业主要求,普遍存在业主入住后拆墙打洞的现象,造成一定程度的资源浪费。在整体设计要求下,建筑师应加强与室内设计师的沟通,避免上述问题再度出现。
其次,延伸建筑设计内涵,推行简装修、重装饰。虽然建筑设计与建筑装饰对于修饰建筑空间具有共同的作用,但在设计的内容和工艺上仍有一定的区别。相对于建筑装饰,建筑设计考虑工程性因素较多,而工程性很少具有可变性。因此,在实际过程中,建筑师应减弱在表现个体风格特征上的!量,适度地控制每一幢具体住宅空间在表现风格上的!度。这样,既可以使住户通过自由选择或更换各种装饰品,表现个性风格,也具体体现了可持续发展观在住宅建筑设计中的应用。
第三,设计方案标准化、模块化。近年来,国家大力倡导住宅建筑部件的工厂化和装配化,我国住宅建筑部件的尺寸标准在一定程度上已基本形成。因此,建筑师在优化设计方案时,应尽量避免一些非标准化、非模块化的设计,努力实现建筑设计的标准化、模块化。
第四,设计全过程遵循节能与环保的原则。随着建筑能耗问题的日益突出,要求建筑师在优化设计方案时必须做到:最低限度地资源和能源消耗,最大限度地减少对自然生态环境的破坏。
三、住宅建筑低碳化设计技术措施
随着住宅建筑低碳化观念的普及,给建筑设计带来了各种变化,建筑师应积极地改变一些不适应住宅建筑低碳化的传统设计观念,理清思路,从而设计出令业主满意的低碳化住宅。住宅建筑的能源消耗属于日常生活领域,其节能途径:1)通过技术创新提高效率;2)适当减少服务总量,改变服务方式。
从建筑构造来讲,住宅建筑在设计时应考虑:1)在建筑平面设计中增加房屋进深,减小体型系数。体型系数愈小,围护面积也就越小,散热量愈低,节能效果愈好。2)选择房屋最佳方位。通过朝向和周围环境合理布局,使住宅建筑在夏季能遮挡、避开太阳光直射,节约空调的电能消耗。3)减少传热面积。建筑物围护结构的传热量与其传热面积是成正比的,因此,减少传热面积可以有效地减少传热量。重视屋顶的保温隔热设计,顶层尽量采用坡屋顶,既丰富了建筑造型,又有利于保温隔热。4)合理控制窗墙比。设计应优选节能窗型,将能量损失降到最小。5)重视对冷桥和热桥的阻断。6)重视围护结构的隔热措施。7)要注意墙体材料和隔热保温材料的选用。选用的材料要有利于节土、节能、利废。
从设备、技术节能来讲,住宅建筑在设计时应考虑:1)供热系统和制冷系统的平衡技术。2)变频空调和蓄冷空调技术。3)高效采暖和供热系统。4)低温地板辐射采暖。5)热泵技术。从降低运行费用来讲,住宅建筑在设计时应考虑:1)自力式调节阀供热。2)智能化控制设备。3)按户调节热量及温控。4)按户热量表计量。5)空调系统热量回收。从节约土地角度来讲,住宅建筑在设计时应考虑:1)合理规划用地。2)科学分析日照。3)合理控制层高,提高容积率。4)提高内部空间使用率。5)利用地形坡度,提高建筑密度。6)利用架空平台、过街楼等节约地面层空间。7)充分利用地下空间,增加建筑面积。8)细化土地平衡,注重土地资源的存留和重复利用。
结语:低碳经济作为新的发展模式,不仅是实现全球减排目标的战略选择,也是保证经济持续健康增长的良方。随着我国低碳环保理念的提高,住宅建筑低碳化作为降低建筑能耗的一项重要内容,前景不可估量,住宅建筑低碳化设计无疑成为降低住宅建筑碳排放的关键所在。在全球化的进程中,我们应该加强国际交流和学习,培养下一代的低碳专家型建筑师,打造中国特色的低碳宜居住宅,实现与自然生态密切关联和良好的人际互动。
参考文献:
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伴随着社会经济的快速发展,人们的生活水平逐渐提高,在建筑设计过程中更加注重环保。作为建筑企业必须在低碳概念下不断优化建筑设计工作,采取低碳环保的建筑设计技术,实现建筑行业的平稳发展。文章主要针对低碳建筑设计理念进行分析,进而对当前低碳建筑设计技术进行了探讨,希望能够设计出低碳环保的建筑物,为人们提供舒适居住环境的同时还能够为保护环境贡献一份力量。
关键词:
低碳;建筑设计;技术
人口数量的不断增多和建筑用地逐渐减少之间存在着一定的矛盾,在这种情况下为了能够给人们提供舒适的居住和工作环境,必须使用低碳环保型的建筑设计技术。低碳型建筑也是未来建筑行业发展的必然趋势,是促进建筑行业快速前进的动力之一。低碳建筑设计具有环保、节能等特点,采用低碳建筑设计技术能够减少施工中废弃物的量,进而减少对环境的破坏,为人们建造健康的居住空间。
1低碳建筑设计理念
城市化进程的不断加快,环境问题也随之越来越严重,给人们的健康带来危害。伴随着人们环保意识的不断增强,人们更加倾向于环保型建筑物,低碳建筑设计理念应运而生,这也是实现建筑行业可持续发展的重要方面,把低碳建筑设计理念应用到建筑施工中不仅能够提高建筑施工的整体效果,同时还能够减少环境污染问题的发生,而且提高了建筑资源的利用率,为建筑企业节省了大量的资金,建筑企业获得了更多的经济效益,所以低碳建筑设计理念已经得到了大面积的推广,受到了建筑行业专业人士的一致好评。为了更好地应用低碳建筑设计理念,相关的专家学者应该加强对该理念的重视。
1.1能源组合优化建筑行业需要消耗大量的能源资源,为了能够提高资源的利用率,减少资源的浪费,建筑企业就必须在低碳建筑设计理念的前提下做好建筑能源消耗的控制工作。在建筑施工的过程中应该做好能源组合优化工作,在保证提升建筑各方面性能的前提下,还能够提高建筑设计的整体质量,满足业主对房间布局的要求。1.2节能当前建筑市场上出现了大量的节能型材料,符合当前的低碳建筑设计理念,要合理使用这些节能型材料,减少不必要的消耗。同时设计人员还应该考虑节能施工材料与建筑设计本身是否能够相符合,能否满足建筑工程的施工要求。建筑施工人员不仅要考虑建筑质量是否达标,同时还能够考虑建筑工程生态效益是否也达到标准。设计人员根据低碳建筑设计理念对建筑物的内部空间进行了优化,起到了节约建筑资源的效果。
1.3营造出健康舒适的环境目前人们往往追求健康舒适的居住环境,作为设计人员来说应该从业主的生活条件以及居住要求出发,这样才能够保证建筑设计的合理性。而在低碳建筑设计理念下,除了上述方面还应该注重建筑设计的健康方面。
2低碳节能建筑发展趋势
市场经济的发展要求建筑行业必须向着低碳节能方面发展。所谓低碳建筑指的就是在建筑施工过程中使用低碳材料和设备,进一步提高资源的利用率,减少资源消耗。相比其他行业,建筑行业是能源资源消耗比较大的行业,通过调查数据显示,全国百分之五十的废气都来自建筑行业,能源消耗占全国能源总消耗的百分之二十五到百分之三十。实现低碳建筑不仅能够突显出当地的文化特色,同时还能够利用当地的资源并融合当地的文化理念,建设具有当地特色的建筑物。低碳建筑不仅外型上具有特殊的美感,而且还能够对生态环境起到保护作用,并能够促进建筑行业实现长远发展,为我国的经济建设贡献力量。
3低碳概念下的建筑设计技术
3.1应用绿色环保的建筑材料建筑材料的选择直接关系到整个工程建设的质量,为了符合低碳建筑设计理念,施工单位应该选择绿色环保型的建筑材料,这种材料具有对环境污染小、对人体伤害小的特点。由于建筑市场上有不同种类不同层次的环保材料,施工人员应该根据工程的实际并根据不同建筑材料的特性,选择最合适的建筑施工材料,减少对环境的破坏,同时还要遵循就近原则,减少运输成本。
3.2建筑结构设计在低碳建筑设计时,还要做好结构设计优化工作,设计人员需要保证空气的流通性,这可以降低对空调及采暖能源的消耗,利用太阳能及风能,既保证了建筑的舒适性,也降低了能耗。建筑结构设计需要考虑建筑所处的环境,保证建筑与室内的设计标准一致。在优化建筑结构时,应保证结构的性能的最优性,保证结构的耐用性,控制建筑工程各个环节能耗的控制。
3.3自然采光设计
3.3.1自然采光的类型。自然采光设计有两种形式,一种是主动式自然采光,另一种是被动式自然采光。自然采光是指白天对太阳光的利用,使其发挥出照明的效果,主动式自然采光是指利用光纤引导、导管作用以及卫星反射等方式进行低碳建筑采光设计,这种设计方法在地下建筑中应用比较多。其可以提高房屋的采光质量,可以使没有自然光的房间也享受到太阳光,降低了建筑房屋内照明设备的投入,还降低了照明工程的能耗。被动时自然采光是指在白天被动的利用太阳光进行照明设计,其可以在阴天发挥出照明效果,可以在没有太阳光直射的前提下使用,不用考虑一天中阳光强弱的变化,有利于增强低碳建筑的采光效果。
3.3.2采光设计方法。在自然采光规划时,设计人员应对建筑物的间距、朝向、环境、周边障碍物等可能对采光设计造成影响的因素进行充分考虑,另外,还应思考建筑照明设施同室内格局的分配、怎样把自然光引入房间、照明设备的负荷区别、怎样提高照明设备的效率等内容。自然采光设计不但可以确保建筑的节能低碳,并且还可以使人们感受到自然照明的舒适。
3.4保温性能的设计
3.4.1应用单一建材进行保温设计。由于这种方法所应用的建材具有良好的保温性能,并且重量较小,因此,适用范围较广。例如:加气混凝土砌块及情形的空心砖等建材都可以在非承重的保温墙体设计中应用。
3.4.2混合保温设计。这种方法不仅符合当前建筑的保温需求,同时还具备良好的经济性能。例如:建筑项目利用混合保温方法进行施工时,其不但具有可以封闭空气、承载结构的外墙,同时还有实体建材的保温层,进而进一步提高了保温效果。这种方法一般广泛应用在热工需求较高的建筑中。
4结束语
过去的经济发展主要是以牺牲环境为代价,而且当时人们的环境保护意识还比较弱。当前我国经济呈现出飞速发展的趋势,人们的环保意识普遍提高。在实际生产的过程中,开始运用节能环保理念。建筑行业是对环境影响较大的行业,低碳概念的提出和运用对于建筑行业实现可持续发展具有十分重要的意义,能够有效地减少资源和能源的消耗,对环境的破坏也有所减小。实现低碳概念下的建筑设计技术,不仅提高了建筑人员的技术水平,同时也为人们营造出更加舒适的居住环境。
参考文献
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【关键词】低碳; 节能;建筑设计
低碳建筑设计就是把先进的建筑节能技术和节能产品等优化组合调整建筑耗能比例结构,降低对矿物燃料的消耗量和依赖性,达到保护环境、节约能源和减排二氧化碳的目的,营建低能耗高舒适性的健康环境。现有建筑设计虽然已经融入了部分节能技术,利用太阳能,使用外墙保温等,并完成了部分节能指标,但是还没达到低碳建筑设计。低碳建筑设计与现有的建筑设计相比,主要是引入了低碳设计理念对现有节能减排技术进行整合,综合设计,减少化石能源的使用,提高能效降低二氧化碳排放量。顺应国际建筑界的主流趋势。
1、低碳节能建筑的优势
一般而言,节能建筑是指按照节能设计标准进行设计和建造,使其在使用过程中降低能耗的建筑。同一般建筑相比,低碳节能建筑有以下4个优势:
(1)低碳节能建筑能耗显著降低。据统计,建筑在建造和使用过程中可消耗50% 的能源,并产生34% 的环境污染物。节能建筑则大大减少了能耗,和既有建筑相比,它的耗能可降低70%~80% ,在丹麦、瑞士、瑞典等国家,甚至提出了零能耗、零污染、零排放的建筑理念。
(2)低碳节能建筑产生出新的建筑美学。一般的建筑采用的是商品化的生产技术,建造过程的标准化、产业化,造成了大江南北建筑风貌大同小异、千城一面,而节能建筑强调的是突出本地的文化、本地的原材料,尊重本地的自然、本地的气候条件,这样在风格上完全是本地化的,并由此产生了新的建筑美学。节能建筑向大自然的索取最小,这样的建筑,让人在体验新建筑美感的同时,能更好地享受健康舒适的生活。
(3)低碳节能建筑可适四季之景。传统建筑与自然环境完全隔离,封闭的室内环境往往对健康不利,而节能建筑的内部与外部采取有效连通,对气候变化自动调节,建筑如小鸟的羽毛,可根据季节的变化换羽。
(4)节能建筑环保理念贯穿始终。传统建筑多是在建造过程或使用过程中,考虑到环境问题,而节能建筑强调的是从原材料的开采、加工、运输、使用,直至建筑物的废弃、拆除的全过程,节能、环保理念贯彻始终,强调建筑要对全人类、对地球负责。
2、低碳节能建筑设计的原则和指导思想
低碳节能建筑设计应遵循现代开放、端庄朴实、简洁流畅、动态亲民的建筑形象,从选址到格局,从朝向到风向,从平面到外向,从间距到界面,从单体到群体,都要采集天然能源,以利节能;注重空间的阳光感、流动感与体量感;充分体现材质的轻重、粗细、虚实对比以及建筑设计中各类节能、环保低碳建筑技术的应用。同时还应做到:
(1)引入“低碳节能”观念,掌握节能技术,树立节能意识。积极利用低能耗资源和自然资源,是搞好低碳节能建筑设计的关键。低碳节能的建筑设计应以“低碳、节能、技术”为发展模式,在整个设计过程中,关注建筑节能、环境特征的表现和技术的运用,使之融入建筑设计中,产生建筑形象。因此,设计在尊重自然环境、减少能源消耗的同时还要从环境保护、资源节约的角度考虑建筑功能与生态环境稳定性和持久性。
(2)低碳节能建筑设计的特点应符合整体设计与多元共融。结合当地文化内涵,发掘不同建筑类型的特点,开发适合本地生态环境的新型能源和技术,整合并完善建筑功能,以满足使用者对适宜的、高舒适居住环境的追求,提升整个设计的环境质量和文化品质,力求科学化、逻辑化、智能化、系统化的设计,使整体功能适应各种功能性质的使用要求。“建筑当随时代”,倡导低碳节能建筑设计,是我们在建筑创作中应该明确的主导思想。
3、被动式采暖设计
为人们创造一个适宜的热舒适环境是住宅设计首要任务,而冬暖夏凉的居住环境正是人们一直追求的热舒适环境。我们知道,直接影响室内热环境的客观因素有四个,即:空气温度、壁面平均辐射温度、风速、相对湿度。显然,这四个因素都直接或间接地与太阳辐射有关。因此,合理利用太阳能是创造热舒适环境的主要途径,同时对于节约不可再生的矿物能源,保护环境,改善人类生存空间,实现经济社会的可持续性发展具有重要的意义。
被动式太阳能建筑是通过建筑朝向和周围环境的合理布置,内部空间和外部形体的巧妙处理,以及建筑材料和结构、构造的恰当选择,使其在冬季能集取、保持、贮存、分布太阳能,从而解决建筑物的采暖问题;同时在夏季又能遮蔽太阳辐射,散逸室内热量,从而使建筑物降温。它的最简单原理就是阳光穿过建筑物的南向玻璃进入室内,经密实材料如砖、土坯、混凝土和水等吸收太阳能而转化为热量并对其加以充分合理地利用,从而创造一个舒适的室内热环境。为此,一个成功的太阳能建筑设计必须要做好以下几个方面:
(1)建筑物的护结构绝热效果良好;
(2)南向要设有足够数量的集热表面,最大限度地争取太阳能源;
(3)室内布置尽可能多的贮热体,能够尽可能多地贮存热量;
(4)要主次分明:主要采暖房间紧靠集热表面和贮热体布置,而将次要的、非采暖房间布置在它们的北面和东西两侧;
(5)要通过环境绿化、遮阳、通风等措施处理好建筑物的夏季降温。
4、遮阳设计
日照带给建筑物内部的温热环境以及冷暖气负荷的影响非常之大。冬季房屋承载着获取阳光的功能,而夏季,阳光透过玻璃射入室内,是造成房间过热、空调能耗增加的主要原因。伴随着隔热、密封化、房屋内部能量消耗的增加、冷气使用的增多,适当的遮阳功能显得比以往越发重要了。对于写字楼等内部发热量很大的建筑物,由于冷气的使用频率高于暖气,遮阳功能被作为全年重点。遮阳设计时应满足几点要求:主要防止夏季阳光的直射,并尽量避免散热辐射的影响。其次要有利于窗口的通风、采光和防雨。同时要注意不阻挡从窗口向外眺望的视野以及与建筑造型处理的协调,并力求构造简单,经济耐久。
遮阳设施在夏季遮阳降温的同时,将影响建筑自然通风的潜力,对于需要通风的潮湿地区而言,必须注意遮阳设施的使用不能影响自然通风的应用效果。寒冷地区采用的遮阳设施、其“遮阳”功能的发挥只在短暂的温度较高的夏季,因此这些地区使用的设施必须考虑冬季保暖问题。而对于广大的长江流域地区而言,夏热冬冷带来了四季分明的气候,也带来了冬夏季太阳得热控制的矛盾,冬夏兼顾是这个地区遮阳设施必须面对的主要问题。
需要注意的是,寒冷地区以冬季采暖为主,因此,遮阳设施的使用以保护室内私密性和保暖为主,因此建议以内遮阳为主;炎热地区以夏季隔热为主,除了保护室内私密性的目的外,阻挡太阳辐射是主要目的,因此在遮阳设施的设计选择上建议以外遮阳为主,配备一定的内遮阳设施达到保护隐私和隔热的双重目的。
关键词:低碳;设计
Abstract:The article describes the design of low-carbon community in Kunshan From the perspective of low-carbon design concept, construction of low-carbon measures and low carbon characteristics.
Keywords: low-carbon;design
中图分类号:[TU984.11+5]
文献标识码:B
文章编号:1008-0422(2012)04-0090-03
1 引言
低碳,意指较低(更低)的温室气体排放。一般而言,低碳社区包括三个概念:即低碳单体住宅,低碳室外环境,低碳生活方式。这三者是互相联系的有机体,从而形成全新的革命性社区。
所谓低碳社区,乃是通过各种技术手段达到低(零)能耗、低(零)排放、碳中和的社区。
本文以昆山低碳主题公园A1地块为例,从低碳技术角度实现低碳社区的设计。
2 项目概况及定位
昆山低碳主题公园A1地块住宅项目位于昆山城市西北侧,城北大道、环庆路、339省道、风雷河、茂迪路、陶店河之间,地块南侧是玉湖,天然湖景资源得天独厚。A1 地块总占地面积:88763.9m2,东西长约:258m,南北长约:290m,规划用地范围内地势平坦,场地条件较好。整个小区由南北两部分构成,南侧为16栋多层住宅,北侧为11栋14~17层高层住宅,总建筑面积235262m2。
中节能实业发展有限公司积极创新建筑节能发展理念,依托在低碳园区开发建设中积累的经验与优势,为主业提供技术支撑的同时,努力将建筑节能服务推向崭新高度。当前,我国房地产仍处于高速发展阶段,但建筑节能意识相对薄弱,建筑节能观念存在分歧。项目采用新的低碳设计理念,探索新的低碳建设技术,倡导新的低碳生活方式,力求建立中节能的低碳住宅标准。
依据城市规划定位、低碳产业政策导向、以及项目地块优越的大面积湖景资源特色,通过低碳节能技术的应用,本项目将建成集研发、制造、展示、检测、科普教育、休闲旅游、生态宜居于一体的国内首家“6+1”综合低碳示范园区。生态(Ecology)、低碳(Low carbon)、科技(Technology)、智能(Intelligent)、人文(Humanities)、休闲(leisure)是低碳主题公园的特色。
本项目将按照可持续发展的理念建设成环境友好、低能源消耗和低碳排放的主题园区,其良好的绿色低碳理念正符合国家二氧化碳减排的承诺计划,具有重大的战略意义。
3 规划设计
项目以现代化的表达方式,按照传统依水而生、顺水而居的空间结构,体现江南水乡的人文和历史风貌特征,探索水乡的空间模式和建筑形态。通过 “起、承、转、合”的规划布局,营造蕴藏传统东方美学的居住意境。同时,在总体布局中结合最新的环境模拟技术,对微环境进行研究,从规划层面上实践低碳设计理 念。(图1)规划以步行系统为主,充分考虑步行的景观感受,最大限度实现人车分离。运用现代的建筑设计语言诠释传统中式建筑的意境,具体表现在比例、材料和符号等方面。户型设计强调自然通风,套型种类丰富,满足多样人群的需求。项目秉承“中式情怀、健康低碳”的设计理念,将开发建设成一个体现中节能企业特色的高端低碳人才社区。(图2、图3、图4、图5)
4 低碳设计理念
本项目尽可能采用被动的节能技术,引入日本CASBEE体系,关注建筑生命周期的能耗,兼顾住宅节能性能和健康舒适性要求。强调人与自然的和谐对话,反对通过过度的技术扭曲自然的生活方式,有效利用自然环境,选择适度的低碳技术措施,以期打造健康、舒适的低碳住宅。项目低碳建筑设计定位为国家绿色三星级建筑,在节地、节能、节水、节材、室内环境、运营管理等方面均满足标准条文要求,并达到3项优选项。
5 低碳技术措施
项目采用的低碳技术措施主要有:
5.1环境友好型技术.
①场址安全。通过研究周边建筑群的形体和布局、研究周边水文、水质、地质情况、氡含量等的影响因素,找出对策确保场址的安全。
②污染物控制。使用不含有害物质的建筑材料。优先考虑使用天然冷媒和新冷媒。
③室外透水地面。透水地面拥有15%-25%的孔隙,能够使透水速度达到31-52升/米/小时,远远高于最有效的降雨在最优秀的排水配置下的排出速率。采用雨水收集系统,可以回补地下水,改善水环境,修复生态环境,节约水资源。
④垃圾处理技术。垃圾分类收集应在源头将垃圾分类投放,并通过分类的清运和回收使之分类处理,重新变成资源。引进垃圾减容、减量设施。
5.2资源节约型技术
① 围护结构。围护结构采用高效保温隔热外墙体系、高效保温隔热屋面技术与构造设施、高效门窗系统与构造技术。良好的围护体系,对建筑能耗的下降起到举足轻重的作用。
② 雨水收集利用。采用雨水入渗等技术措施,形成雨水调蓄排放系统,通过景观贮留渗透水池、屋顶绿化等方法调蓄雨水,增加雨水 渗透量,消减洪峰,进而减轻市政雨水管网排水压力。
③ 节水器具。选择用感应水龙头、节水马桶等节水器具,节约水源。
④ 节能光源及智能照明控制系统。住宅的公共区域的照明采用高效光源、高效灯具和低损耗镇流器等附件,合理采用自动控制照明方式,如采用人体感应或动静感应等方式自动开关灯,门厅、电梯大堂和走廊等场所,采用夜间定时降低照度的自动调光装置。
⑤ 日光照明系统(太阳能光导管)。采用光导管系统,改善自然采光。
5.3舒适品质型技术
①可调节外遮阳系统。建筑遮阳采用电脑自动控制,可根据季节、时间和建筑能量需求随时进行开启和闭合。
②卫生间同层排水。同层排水是指卫生间内卫生器具排水管(排污横管和水支管)均不穿越楼板进入他户。在同楼层内平面施工敷设使得污水及废弃物的排放达到或超过同类和其他排水方式,顺利进入排水总管(主排污立管),一旦发生需要疏通清理的情况,在本层套内就能解决问题的排水方式。
③楼板隔声降噪技术。建筑楼板隔音是影响项目声环境和居住舒适度的关键指标,理想的楼板隔声降噪系统,其隔音效果达到国家绿色建筑标准,成为项目的核心卖点之一。
④户式新风系统。置换新风使室内得到较高的空气品质、较高的热舒适性并具有较高的通风效率,置换送风速度极小且送风紊流度低,即不产生吹风感;其次,新鲜清洁空气直接送入工作区,先经过人体,这样就可以保证人体处于一个相对清洁的空气环境中,从而有效地提高了工作区的空气品质。
⑤地板辐射采暖等。地板辐射散热是最舒适的采暖方式,室内地表温度均匀,室温由下而上随着高度的增加温度逐步下降,这种温度曲线正好符合人的生理需求,给人以脚暖头凉的舒适感受。(图6)
6 低碳社区特征构建
昆山低碳主题公园已经建成环湖塑胶跑道系统,还将规划自行车路网系统,尽可能实现交通出行基本低碳化。同时,致力于环境低碳化、能源低碳化、建筑低碳化、服务低碳化等方面。
6.1环境低碳化
本项目对室外风环境状况进行模拟,分夏季、过渡季、冬季10 %大风及平均风速六个工况对建筑周边人行区域风环境的舒适性、室内自然通风的可行性、冬季防风进行分析。通过提高迎风面建筑外立面开启扇的气密性能,提高冬季的防风节能;通过在北侧临城北大道位置多种乔木,以满足冬季室外行走舒适及过渡季、夏季的自然通风,从而改善整体的环境质量,使环境更加低碳化。
为确保土壤中不存在有害物质,选择具有CMA国家计量认证资格的检测单位进行氡浓度检测,在区域温度14℃、湿度40%的情况下,布置32个点位,使检测结果更加全面、真实。检测结果表明,南北地块土壤氡浓度平均值分别为391.3Bq/m3、351.8 Bq/m3,符合民用建筑工程室内环境污染控制规范的要求,无需采取防氡工程措施。
项目还在玉湖的西侧设置两个人工小湿地,玉湖的所有补水都要流经湿地,这样一方面保证了玉湖水面的常态,另一方面还经过物理的方式改善了水质,使玉湖优良的大水面在改善低碳小区的小环境方面做出贡献。
6.2能源低碳化
能源低碳化是寻找发展对环境及气候影响较小的低碳替代能源。昆山低碳社区能源使用目标初定为以天然气为主的清洁能源及以太阳能为主的可再生能源。
天然气燃烧后无废渣、废水产生,具有使用安全、热值高、洁净等特点,是低碳清洁能源。
太阳能完全没有碳排放,对环境的污染和温室气体的排放远低于化石能源,可永续利用。
以能源低碳化为目标,建成后的昆山低碳社区将呈现出这样一幅场景:社区供气全部采用清洁能源――天然气;热水及采暖以太阳能为主;社区道路主干照明采用风光互补的路灯;地下室部分区域直接利用日光照明。
6.3建筑低碳化
从设计角度,主要由两方面实现建筑低碳化。一是将太阳能系统考虑为建筑不可分割的一个组成部分,将太阳能外露构件与建筑立面有机结合,将日光照明系统与结构部分严密嵌合。二是建筑节能,通过新型建筑环保材料的使用、自然通风采光的设计、可再生能源的利用等多方面降低建筑能源消耗。
6.4服务低碳化
昆山低碳社区的服务必须走低碳化之路,着力发展中节能低碳服务、低碳物流和信息智能化。
低碳服务要求在管理过程中充分考虑环境保护和人类的身心健康,从服务流程的设计、服务耗材、服务营销、服务氛围营造、服务消费引导等方面着手节约资源和能源、降排和减污。
低碳物流的目标是要实现物流与低碳经济的相互支持,通过资源整合、流程优化、标准实施等实现低碳物流。
信息智能化是发展低碳服务的必然要求,减少信息噪音,实现服务智能,这样可降低服务过程中对资源的依赖。
7 结束语
随着市场对舒适性和低碳生活的追求,必然要求房地产企业进行产品的低碳转型,这也是国家对节能减排的政策要求。
低碳社区的技术手段涵盖了新能源技术、环保技术、新材料及新工艺等,因此一个低碳社区的设计是一项系统工程,其实施涉及技术、经济、规划、设计、施工、调试、运维等很多环节。所以在设计管理过程中,应当根据当地的资源条件,因地制宜,重视低碳设计的统盘考虑、技术运用及理念贯彻。
参考文献:
[1]江苏省建筑科学研究院有限公司等主编.江苏省居住建筑热环境和节能设计标准.DGJ32/J71-2008.中国建筑工业出版社,2009.
[2]夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准JGJ134-2010.中国建筑工业出版社,2010.
发展低碳经济的核心是树立发展低碳经济的意识。政府要从战略高度认识发展低碳经济的重要性,重视低碳经济在产业结构调整中的引领作用。既要杜绝产业转移掩护下的“污染转移”,也要避免发展低碳、淘汰过剩产能可能影响经济发展速度而放慢低碳经济发展的思想。企业也要认识到低碳经济是未来企业竞争力的关键所在。要加大低碳投入,狠抓低碳生产技术、原材料采购、节能环保设施等环节,切实把好低碳生产准人关;推广应用低碳技术,发挥高新技术在低碳发展中的引领作用,切实把好低碳生产技术关。
(二)抓住低碳经济发展的重点环节
一是节能减排,提高能源效率。二是大力发展可再生能源,逐步增加非化石能源占一次能源消费的比重。三是大力增加森林碳汇,逐步提高森林面积。四是大力发展绿色经济,积极发展低碳经济和循环经济。五是发展低碳经济的重点应放在产业经济部门,在培育新兴产业的的同时对传统产业加以改造和提升。
(三)突破低碳经济发展的瓶颈
制约低碳经济发展的因素很多。目前尤其要突破低碳技术的研发、应用和低碳产品的使用瓶颈,加快低碳技术的引进和研发,政府实行低碳产品的优先采购,引导推广低碳产品;突破低碳经济发展的资金投入机制的瓶颈,建立促进低碳发展的资金投入机制;突破政府管制、扶持和经济刺激政策出台的瓶颈,加大低碳经济技术支撑体系和低碳经济发展政策支撑体系建设,在工业低碳化发展(节能减排、低碳产业发展和工业园区低碳化工程等)、城市低碳化运营(城市交通、建筑节能等)、农村低碳化建设(森林碳汇、沼气技术等)等重点领域实现突破。
【关键词】高层建筑;建筑设计;低碳设计理念
中图分类号:[TU208.3] 文献标识码:A 文章编号:
引言
高层建筑体形庞大,容积率过高,相邻建筑互相遮挡,不通透,形成大面积阴影区,从而使城市人居环境质量下降,市中心人口膨胀、交通拥挤。除此之外,设计者往往贪大求高,大部分精力放在追求立面形式和使用功能上,而往往忽略了对于生态环境的保护。建筑设计节能意识淡薄,造成高能耗、低效益,影响建筑使用效率,浪费巨大。所以,高层建筑的低碳节能设计是当代建筑设计的重要问题。
1 建筑低碳设计理念的重要意义
建筑能耗约占社会总能耗的1/3,我国建筑能耗的总量逐年上升,在能源总消费量中所占的比例已从20世纪70年代末的10%,上升到近年的27.45%。而国际上发达国家的建筑能耗一般占全国总能耗的33%左右。国家建设部科技司研究表明,随着城市化进程的加快和人民生活质量的改善,我国建筑耗能 比例最终还将上升至35%左右。如此庞大的比重,使建筑耗能已经成为我国经济发展的软肋,急需改良建筑设计来改善这一状态。
目前,全球煤炭、石油、天然气能源日趋枯竭,人类将不得不转向成本较高的水利、风力、太阳能、生物能、地热、核能等。我国能源发展主要存在四大问题:能源利用效率低,能源终端利用效率仅为33%,比发达国家低10%;能源资源分布不均,造成西气东送、北煤南运、西电东送;能源结构依然以煤为主,约占75%,全国年耗煤量已超过 13 亿t;人均能源拥有量低、储备量低。随着城市建设的高速发展,建筑能耗量也大幅度增加,在我国已超过全社会能源消耗量的三分之一,加上每年房屋建筑材料生产能耗,建筑总能耗已接近全国能源总消耗量的一半。因此,与当前发达国家建筑能耗已经大大降低的情况相比 , 我国单位建筑面积采暖能耗是发达国家标准的3倍以上,与发达国家存在较大的差距。而对于美国而言,全球石油资源的战略布局以及石油的开采区域和运输线路等关键点的调整工作已基本完成,我国却没有那样强有力的能源后盾支持,在这样的国情下,建筑节能水平的改善实际上应该比发达国家更为紧迫。
2 我国高层建筑低碳设计的现状
2.1 建筑节能意识淡薄
建筑节能是一个融技术、意识、管理为一体的综合性工作,需要通过教育和宣传,在全社会营造一个节能大环境,推进节能技术和产品的广泛使用,形成全民节能的社会氛围。有的建设单位和房产开发商为追求利润最大化和所谓“新时尚”,开发大落地窗,大开问、小进深住宅,户型面积越造越大,使用假冒伪劣建材,无视节能环保标准,设计和施工单位对已有建筑节能法规政策和强制性标准执行不坚决 。节能不节钱的现状:一方面节能建筑增加了造价,造价的增加部分转嫁给了用户和建设单位;另一方面寒冷地区和严寒地区冬季采暖费用的收取却大多不按节能和非节能建筑分类收取,造成了诸多不合理的情况。各级监管部门放松或放弃了监督管理职能,住户对建筑节能关心度低,不了解围护结构和门窗等保温隔热性能,不大关心建筑寿命周期,习惯于冬天有暖气、夏天开空调,缺乏民众参与和社会监督。
2.2 建筑节能技术人才缺乏
加强宣传和教育力度,增强他们的节能意识。建筑节能是一个综合性的学科,而目前主要是以建筑师为主进行节能的设计,这样做显然是不全面的。因为建筑节能涉及的专业和学课很多,它涉及到规划、建筑、结构、材料、给排水、暖通等相关专业。对大多数设计师来说,建筑节能还是一个比较生疏的领域,诸多新的东西是以往教材中都没有的内容,以往的建筑师只注重建筑的美观,而忽视了建筑的内在使用功能;只注重外形的标新立异,而忽视了材料的节约。因而,推行建筑节能就有可能与建筑师的理念相碰撞。从另一个层面上讲,大多数建筑师和暖通工程师所学的知识都非常单一,缺乏综合性,无法从系统上、功能上统一设计出最佳的建筑节能方案,从而直接影响了建筑节能的效果。
2.3 可再生能源在建筑中的应用进度缓慢
据报道,我国是目前世界上最大的太阳能光伏电池生产国,但80%的产品都进行出口,在国内建筑应用的比率依然很低。原因在于,太阳能热水器与建筑一体化设计标准至今尚未出台。虽然建设部于1995年就已经发文推广可再生能源在建筑中的应用,但由于相关部门缺乏有效的激励手段,至今仍处于试点阶段。
3 低碳设计理念应用于高层建筑设计的策略分析
3.1 优化建筑位置及朝向设计
高层建筑的定位首先应考虑对城市环境的影响,容积率过高很难满足日照要求,阳光有着巨大辐射能量。从某种意义上讲地球本身就是巨大的太阳能接收器, 阳光不仅对人的身体健康有着很大的益处,对建筑的节能也有着十分重要意义。城市规划应注重应用日照原理,合理地确定建筑位置与朝向,使每幢建筑能接收更多的太阳辐射热能,因此,建筑的方位与节能有着直接关系。不同朝向、不同季节,建筑物所得到的太阳辐射热能量不同,热损失也不同。尤其是在冬至前后,由于太阳高度角低,房间所接收的太阳光线的面积比夏天多得多。在确定建筑的方位时首先应考虑环境情况,按其太阳高度角做出日影响图,以确定冬季每天的日照时间,建筑南向开窗面积尽可能大些,在满足采光条件下,北向、东向窗尽可能小些,从而获得更多的太阳光线,减少热损失,保持室内舒适的温度环境。
3.2 优化围护结构墙体设计
(1) 外墙是围护结构的主体部分,高层建筑的围护结构不同于砖石结构房屋,前者是钢筋混凝土框架或剪力墙结构承重。因此,围护结构属于填充材料,为了减轻荷载,达到保温、隔热要求,采用轻质高效保温材料,目前在寒冷地区常用的墙体做法有:页岩陶粒混凝土空心砌块、黏土空心砖与实心砖复合墙体黏土实心砖或空心砖岩棉夹心复合墙体等。但存在问题较多,节能的效果仍达不到标准的要求。围护结构的材料布置分外侧和内侧,在寒冷地区的同一气候条件下,由于材料层次布置不同,所取得的保温效果也不尽相同,为防止墙体内产生冷凝水,保温层设在外侧更好些。
(2)高层建筑的围护墙体不宜采用外侧保温的聚苯乙烯泡沫板(舒乐板、PG板),岩棉板等轻质保温材料。一幢建筑的寿命少则几十年,多则上百年,材料的应用与建筑整体的寿命应同步。轻质的外保温复合墙体存在以下不足之处: 抗震能力差、易松散、与结构构件结合不好、整体性能差;不能承受外部装修贴、 挂荷载,如:贴石材、安装装饰构件等;不能承受有振动的凿刨装修,如:剁斧石面层、予留洞、槽易出现冷桥;墙表面易出现裂纹。除此之外,复合墙体由于框架梁拉、剪力墙的嵌入,墙体内容易造成冷桥,是保温、隔热的薄弱环节。据测定, 高层建筑所出现的冷桥约占整个热损失的5%一13%,因此,应引起设计者重视,采取有效构造措施尽可能避免产生冷桥。
另外,高层建筑护墙体耗能较大,占整个建筑耗能的25%左右。建筑的形体变化是建筑外露面积的主要因素之一,体形系数越大耗能越多,国外的一些高层建筑造成圆塔形,比如美国洛杉矶的好运饭店、法国戴高乐机场候机楼都是圆型或椭圆形,我们知道,相同的面积,圆的周长最短,这样使建筑外露面积较小。因此,基于能量损耗的考虑,高层建筑的形体变化不宜过多,也不宜复杂。
结束语
总之,我国高层建筑能源消耗巨大,蕴藏着很大的节能潜力,同时我国经纬度范围大,建筑所处地域的气候、温度、湿度等差异较大,这就为低碳设计带来了难度,因此建筑节能环保的技术探讨和研究对国家的长远发展具有重要的战略意义。
参考文献
【1】倪红.浅议空中庭园在现代高层建筑中的作用[J].山西建筑,2007(8).