“绿色”和“低碳”理念下的建筑节能设计策略研究
冯帅旗
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冯帅旗,. “绿色”和“低碳”理念下的建筑节能设计策略研究[J]. 低碳研究,2022.4. DOI:10.12721/ccn.2022.157038.
摘要: 近年来绿色环保理念和可持续发展战略逐渐渗透到建筑行业,产生了绿色建筑的新模式。伴随国家“碳达峰”和“碳中和”理念的贯彻实施,促使建筑设计方式做出更深入的转变。建筑能耗逐年增大,建筑节能形势严峻,因此建筑设计必须顺应低碳、绿色和生态的发展趋势,突破传统建筑的标准及框架,积极融入低碳和绿色环保理念,减少传统化石能源的利用,通过多种节能策略来实现建筑节能和可持续发展。基于此,本文对“绿色”和“低碳”理念下的建筑节能设计策略进行分析研究。
关键词: 低碳建筑;绿色建筑;建筑节能;设计策略
DOI:10.12721/ccn.2022.157038
基金资助:

1 建筑能耗现状及建筑节能潜力

随着我国经济社会的不断发展,城市化进程不断扩大,各种类型建筑不断涌现,建筑能耗逐年增长,建筑节能形势严峻,部分能源面临不可再生的境况。所以在建筑设计和施工过程中,不能一味地向大自然索取能源,这样会导致能源急剧减少,违背了绿色建筑的核心理念。建筑节能设计应结合建筑生命周期的每个阶段,最大限度地利用能源,减少能源的浪费,达到保护环境、提高建筑的经济效益并实现可持续发展的目的。

2020年12月18日,中央经济工作会议将做好“碳达峰”和“碳中和”确定为“十四五”的重点工作任务。为响应国家“双碳”工作的号召,应将低碳、绿色和生态节能理念贯穿建筑设计始终,应尽可能地利用可再生能源,可在一定程度上节约传统化石能源的使用,这也是实现可持续发展的有效的路径。要建设既环保,又经济适用的适合大众使用的建筑,这对于建筑师而言无疑是一个挑战,同时也是改变传统建筑模式、开创绿色低碳建筑新模式的重要契机。在国家政策扶持和建筑自身的需求下,建筑节能具有巨大的发展潜力和前景。

2 建筑节能设计的基本原则

2.1 和谐性原则

在可持续发展理念背景下,如何在确保不破坏自然环境的基础上,推动建筑行业经济的稳定发展,也成为企业需要重点关注的内容。在实际应用中,需要对于低碳节能设计与绿色建筑生态节能设计的相关性内容进行深入性分析,明确理论体系中的核心内容,以此为基础展开建筑设计,使建筑工程和自然环境之间的关系保持在某一平衡点的位置,在提高自然能源利用效率的同时,促进人与自然之间的和谐发展。

2.2 经济性原则

人们所谈论的绿色低碳建筑设计,是指在最大限度上将能耗控制到最低,并在提升能源利用率的基础上将环境污染降到最低。在新时期建筑行业发展的过程中,采用绿色低碳建筑生态节能设计思想既可以有效地解决当下建筑高能耗的问题,还能够在最大限度上实现能源的循环利用,有效地提升建筑的建设质量和经济效益。

2.3 能源节约原则

在城市化进程不断加快的背景下,能源的消耗速度也在加快。能源可分为可再生能源和不可再生能源,在社会经济发展前期,主要依靠的是不可再生能源,如煤炭、石油、天然气等,但是不可再生能源的总储备量有限,若依旧无节制地使用,那么将会限制未来城市经济的发展速度。建筑工程属于能源消耗量非常大的工程项目,设计之初就必须做好能源节约工作,如外墙保温,顺应气候条件和建筑朝向合理设计开窗位置和开窗面积,尽量多地利用自然采光、自然通风和水能源循环使用等,可减少传统能源消耗,提高建筑设计的节能性能。

3 “绿色”和“低碳”理念下的的建筑节能设计策略

3.1 建筑空间组织和建筑体形设计

建筑体形既要美观又要具有一定的功能性,合理的建筑体形设计可以减少建筑和外部环境的热量交换,节约能源。工程实践中,建筑的体形设计是否合理,可以通过计算建筑物体形系数进行判断。建筑体形系数就是建筑外表面积与外表面积所包的体积之比,系数越大说明单位面积的散热量越大,这样的建筑体形设计质量就不高。如果要降低建筑物体形系数,就需要综合考虑建筑外观、空间组织设计、门窗墙体等因素进行合理化设计。居住者对建筑的使用感受非常重要,影响使用感受的关键就是空间组织设计,设计师需要对室内空间进行合理布局,实现建筑的功能,使建筑发挥更大的作用。

3.2 建筑采光和通风设计

绿色建筑设计思想主导下的建筑采光和通风设计既可以有效地降低建筑能耗,还可以为使用者提供舒适的建筑空间。因此,对于绿色建筑的设计,需要设计人员合理地利用自然采光和自然通风,以此来增强建筑的节能性能。绿色建筑节能设计理念在建筑设计中有着重要意义,例如在一些高海拔地区则需要根据日照规律,选择与建筑群通风和采光相协调的方向,设计通风口和采光窗,确保建筑通风和采光设计方案的最优性。建筑物通风和采光设计关系到整体的节能效果,可结合建筑结构选型和建筑立面设计优化调整通风采光设计方案,并将建筑物内部进行合理分区,在解决通风采光问题的同时实现自然资源的高效应用,提高建筑设计的经济性。

3.3 建筑墙体设计

建筑墙体是建筑消耗热量最多的部分,可通过对建筑墙体节能设计来减少建筑墙体的热量耗散。墙体保温主要分为两种:外保温和内保温。保温材料节能设计就是在建筑的外墙体上使用保温性能较好的材质,如挤塑聚苯板和模塑聚苯板等,从而实现外墙保温,营造舒适的室内环境。建筑工程实践中多用外保温形式,因为外保温保温效果好且无冷桥的现象的产生,可延长保温材料的性能。且相较于内保温,外保温可以增加室内空间使用面积。

3.4 水能源的循环使用

我国的水能源总储备量比较可观,但是人口基数大,人均水能源总量较低。在建筑低碳节能设计中,需要重点考量水能源循环利用的问题,减少水能源浪费。在实际应用中,需要结合海绵城市建设做好雨水采集工作,雨水经过收集和简单沉淀处理后,可作为小区绿化用水使用。也可设置污水处理系统,对雨水进行过滤和净化处理后,可将其重新投入生产和生活当中,从而提高水能源利用效率,提高建筑的绿色性能。

3.5 可再生能源的利用

建筑能耗既要“节流”,也要“开源”。建筑行业中的可再生能源利用主要是对风能、太阳能、地热能和生物质能等非化石可再生能源的利用,主要应用于暖通空调、建筑照明、热水供应和建筑发电等方面。大力开发利用可再生能源,既能节约传统能源的使用,践行“双碳”方针,又为保护环境、保障能源安全和能源供应发挥了积极的作用。在建筑设计和施工的过程中,积极推进可再生能源的使用,对于建筑节能的意义重大。

3.6 建筑与绿化的融合

除了上述提到的设计策略外,在绿色建筑生态节能设计时,还需要做好绿化设计工作,即合理利用绿色植物搭配以提高居住环境的舒适性。可充分利用建筑屋顶,将其打造成小型的屋顶花园,既避免了建筑屋顶被太阳光直射的情况,也起到了优化建筑屋顶景观的作用。

可结合当地风向和日照情况展开设计,在确保室内日照量充足的情况下,为绿色植物和建筑内住户提供优质的生活环境。

4 结束语

建筑行业正在积极响应国家“双碳”和可持续发展战略的倡议,对于绿色建筑的关注度不断提升,研究也不断深入,朝着绿色节能低碳的方向发展。在当下经济社会发展的过程中,科技、经济的发展使得建筑节能技术的应用范围越来越广泛,绿色低碳建筑在政府的支持下逐渐地成为当下建筑行业的首要选择。因此,建筑企业需要深入了解绿色低碳建筑设计思想与节能策略,这样才能够将绿色节能理念落实到工程建设中,推动绿色建筑行业的发展,为贯彻落实可持续发展战略、做好“碳达峰”和“碳中和”工作、实现节能目标做出贡献。

参考文献:

[1]胡婷婷.建筑节能和低碳建筑[J].建筑工程技术与设计,2016(1):848.

[2]邱礼斌.节能设计在民用建筑设计中的有效应用[J].居业,2020(03):106-108.

[3]赵俊名.建筑设计中节能设计理念的重要性与应用[J].建筑与预算,2020(02):28-30.DOI:10.13993/j.cnki.jzyys.2022.02.010.

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