绿色建筑节能设计在民用建筑中的应用

绿色建筑节能设计在民用建筑中的应用

陈炫永

广西城市设计有限公司广西北海536000

摘要:随着我国居民生活水平的提高,人们对建筑的绿色节能性更加关心,绿色节能的理念也是社会发展的重点。本文从选址、规划等方面出发,以民用建筑为例分析绿色建筑节能设计理念,对民用建筑设计有一定指导意义。

关键词:绿色建筑;节能;民用建筑

0前言

据不完全统计,我国目前每年新建建筑物总量几乎占到全球总量的一半,总耗能占我国能源消耗总量的28%,因此社会各界对民用建筑均提出绿色建筑节能设计的理念,这也是未来民用建筑设计的发展趋势。

1绿色建筑的内涵与意义

绿色理念是新时期建筑设计工作的重要内容,也是建筑行业的新兴概念,特指将绿色技术与环保设计理念运用于建筑设计中。绿色建筑相比以往建筑更加强调建筑与周围环境的和谐关系,注重功能性与节能性的折中与综合,提高新能源的利用效率,促进物质循环,从而使建筑物更符合居民的居住习惯与节能需求。能够在实现居民差异性需求的同时与国家生态环境建筑的目标相一致。

在我国冬季,随着燃煤价格的不断上涨,加上供热单位采购资金的短缺,导致不少城市冬季供暖形势恶劣。除此之外北方不少城市冬季排污量巨大,对环境造成严重污染。夏季我国不少城市在全球气候变暖的情况下对空调依赖现象较为严重,而空调的广泛使用对能源与环境同样提出难题,使供电压力剧增。建设部提供的相关资料显示,建筑物能耗超过全国总耗能的25%,该比例随着居民生活水平的提高还有上升趋势。因此绿色建筑概念的提出对于缓解能源与环境问题至关重要。

2绿色建筑节能设计现状

2.1提高绿化率

由于人们环保意识的提升,更多开发商开始关注民用建筑小区的绿地建设,将更多资金投入放在环境建设方面,因此越来越多小区绿化率较高,然而仅停留在视觉层面,很少从生态功能方面考虑。人工再生环境的利用较多,绿地硬质化现象严重,草多树少等均为住宅绿化的突出问题。

2.2民用建筑节能

目前我国不少建筑设计中的节能设计说明仅停留在围护结构热工性能的设定,和建筑设计本身是独立的。通常设计围护结构热工性能几乎都是在确定建筑物朝向、布局、窗墙比例等以后才开始设计,且大多使用复杂的方式,经济性较差。

2.3采光

自然采光是绿色建筑节能设计的重要环节,目前已经从客厅、起居室阳光户型转变为100%阳光户型,连餐厅、厨房等均采用自然采光设计。然而目前民用建筑设计中不少设计者过分追求“全明”的概念,从而出现内天井凹口朝北开的情况,窗户密集程度高,废气难以散出,从而为房间里细菌滋生创造有利条件。除此之外,处于低层的住房受到上层住户影响大,视线与噪声干扰现象突出。不少建筑设计为了提升景观效果,将窗户面积设计的越来越大,导致窗扇开启面很小,限制通风效果,还与遮阳设计发生冲突,在夏季导致阳光辐射过强,反而增加了能源消耗。

2.4可再生能源的利用

目前建筑行业可再生能源的利用主要体现在对太阳能的利用上,太阳能热水器也是效果最好的手段。然而建筑设计时很少将太阳能利用装置与建筑物看作一个整体来考虑,导致土建施工过程中没有预留位置。一般建筑设计人员对太阳能产品了解太少,更不用说与建筑的有效结合,太阳能利用装置和建筑一体化的问题急需解决。

总而言之,目前绿色建筑节能设计依旧是一种流行的“主义”,大多数设计更多地关注功能布置和空间利用,极少从提升居民生活质量方面考虑,且对主动式环境控制技术依赖程度过高。为了真正实现绿色建筑设计,必须将建筑物看为一个系统,结合多方面因素综合考虑。

3现代绿色建筑节能设计的应用

将绿色建筑节能设计理念融入民用建筑设计中可以解决社会生态效益的重要问题,笔者从绿色住宅的特性出发,对以往绿色建筑设计进行修正,并从住区规划和单体设计两方面提出设计理念。绿色建筑是建筑行业的共同目标,只有得到不同专业的共同支持才可以达到预期效果。

3.1住区规划

住区规划主要是完成基地的选择,基地条件很大程度决定民用建筑绿色水平。但是目前住区规划基本都是开发商选定,建筑设计师只能因地制宜地最大程度对基地资源进行挖掘与使用。

(1)朝向选择

建筑物的朝向关乎日照情况,因此对居住环境尤为重要。良好的日照条件可以在冬季提高室内温度,减少能源消耗,还可以有效防止细菌的滋生;但是过强的阳光辐射在夏季会使房间温度过高,增加空调的使用。因此日照情况对建筑节能效果有利有弊。建筑物朝向可以最大限度发挥日照的优势,朝向也可以理解为主立面方位角。在确定主立面方位角时应当遵循的原则是“冬季引光,夏季避光”。当在冬季能够获得最大辐射强度,同时在夏季辐射强度较小的垂直表面即为最优朝向。

建筑物朝向除了影响日照条件外还关系到自然通风设计。民用建筑中的主要房间应当回避冬季主导风向,并兼顾夏季组织自然通风。总而言之,建筑朝向必须在各因素间做出权衡,综合考虑日照与通风情况。当确定了朝向后,应尽量避免把机动车主干道设置与朝向相对。

(2)建筑间距

确定建筑物之间的距离必须综合考虑各项因素。如果建筑为成排布置,则主要考虑日照情况。我国幅员辽阔,各城市经度纬度、土地资源现状区别很大,设计时应参考当地日照间距系数。

(3)建筑群体布置

进行民用建筑空间布置时应充分考虑地形特点,依据“高低错落”的方式有效避免各建筑的遮挡现象。板式建筑应布置于北侧,低层则布置在南侧,缓解气候条件对能源的消耗。除了错落排列的方式外,还可以考虑南北住宅围成院落的小区组团设计,不仅便于社区管理,而且有较高的建筑环境价值。

3.2单体设计

完成住区规划后,建筑所处的外界环境则确定下来,此时建筑内部构造设计与建筑材料的选择尤为关键。

(1)平面设计

平面设计主要强调平面形状、套型布置等。为了提高建筑的节能效果,应当尽量使建筑平面规整,减少凹凸变化的使用频率,从而使体型系数小于0.3。通常增加层数与多单元组合可以有效减少体形系数。如果围护结构保温性能不佳,提升体型系数将使散热量增加。为了提高太阳能的利用效率,设计时应确保南墙更多地吸收太阳能,与此同时其他外表面的散热量应尽可能少。长轴为东西朝向的长方体体型在降低表面面积系数上效果最好,正方形次之。

通常民用住宅都会有卧室、厨房、阳台等空间格局,对有限的空间进行科学的分割可以有效改善隔声、保温条件。进行室内分割时可以考虑动静分区、热环境分区和设置玄关。

(2)立面设计

进行立面设计时必须把日照、遮阳、表面温度、通风等要求与自然资源有机地结合起来。以窗为例,低凸窗应用越来越广泛,这归功于其实效面积高,日照入射角度大。窗户保温隔热性能相比外墙差距很大,因此从节能角度考虑,应当控制外窗面积;然而从采光通风角度考虑,窗墙比例又不宜太低。通常,南向窗户面积应大于其他朝向。窗洞形状是决定采光效果的重要因素,一般而言,开天窗采光量为平窗的三倍,但清扫困难;落地窗空间感更强、小窗有利于提高私密性。

(3)剖面设计

假设建筑面积相同,高层建筑相比低层建筑可节省大量土地面积,还有利于降低能源消耗。居室净高通常有正常人身高决定,必须预留安全控件。天花板高度也决定采光与通风条件。通常净高较大时居室内亮度更高,一般要求卧室与起居室净高大于2.4米,卫生间与厨房净高大于2.2米。

4小结

本文指出当前绿色建筑设计过程中出现的主要问题,并从住区规划与单体设计两方面讨论绿色建筑节能设计在民用建筑中的应用,对未来绿色建筑节能设计有一定参考价值。

参考文献:

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[3]黄浩锦.研究分析民用建筑节能设计的原则及措施[J].建筑工程技术与设计,2015,(10):2530-2530.

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