建筑綠色節能設計工作的幾點體會

建筑綠色節能設計工作的幾點體會

【摘要】文章首先討論了內保溫復合節能墻體組成及應用，接著分析了屋面空間綠化﹑探尋節能的綠色建筑材料﹑充分利用太陽能資源，最后探討了小區總平面的環境設計。
【關鍵詞】綠色節能設計；綠色建筑；節能建筑；環境設計

　　近年來，隨著全球能源問題的日益嚴峻和“可持續發展”理念在國內的推廣，建筑節能設計越來越引起我國廣大建筑工作者的重視。許多發達國家先進的建筑節能理念、技術、材料，以及應用成果被介紹到國內，向人們展示了通過優秀設計和高新科技相結合所創造的優雅、舒適且節能環保的新型建筑發展前景。但是，這些大量應用高科技的節能措施往往成本很高，一次性投入比較大，連發達國家目前也難以大規模推廣。我們還應當注意到， 目前發達國家的建筑節能技術主要是針對當地的氣候特點開發的，而這些技術本身也不是十分完善，在其他地區是否能達到預期的效果還沒有十足的把握。
一、內保溫復合節能墻體組成及應用
　　復合節能墻體通常由絕熱材料與傳統墻體材料或某些新型墻體材料復合而成。如果絕熱材料復合在建筑物外墻的內側，則稱為內保溫復合墻體。
　　1．墻體結構層：系指混凝土現澆或預制品的外墻，內澆外砌或磚混結構的外磚墻。以及諸如承重多孔磚外墻等其他承重外墻。
　　2．空氣層：空氣在0℃時導熱系數為0 024VV／(m·k)。在25℃±5℃時為0 0256W/(m·k)，即使在200℃的情況下仍有00：384 W／(m·k)。由此可見，空氣也是一種優良的保溫材料。因此，在建筑物中常用材料圍成的空氣隔離層，不但可以保溫隔熱。而且具有切斷液態水份的毛細滲透、防止保溫材料受潮的功能，因為一般外側墻有吸水能力，而其內表面常因溫度低而出現的冷凝水。可被結構材料吸入且不斷向室外轉移和散發。
　　3．保溫隔熱層：這是節能墻體的主要功能部分，常用絕熱材料可分為有機、無機 金屬等三大類。出于導熱系數、抗壓強度、蒸汽滲透率、燃燒性能等方面的考慮。此處選用擠塑型聚苯板(XPS)為保溫材料。
　　4．保護層：主要功能是防止保溫層受破壞，并阻止室內水蒸汽侵入保溫層。出于防火、抗沖擊和環保等方面的考慮，宜選用A級無機防火板為保護層材料。
　　5. 飾面層：由于A級無機防火板具有優良的表面親和特性，所以各種飾面材料均可使用，選用的內墻涂料和粘貼瓷磚都有良好的效果。
　　結合各地的氣候和地理環境，借鑒各方面成功和失敗的經驗，在優化組合的基礎上開發的墻體內保溫板，具有保溫、隔熱、隔音、防潮 抗沖擊、抗震、呼吸等功能，已在工程中應用。
二、屋面空間綠化
　　屋面空間綠化指利用綠色植物具有的光合作用能力，在不同的地區，針對太陽輻射的差異，選擇不同品種的植物進行屋面種植。綠色植物的種植不僅可以避免太陽光直接照射屋面，而且由于植物本身對太陽光的吸收利用、轉化和蒸騰作用，大大降低了屋頂的室外綜合溫度。同時利用植物培植基質材料的熱阻與熱惰性，可以降低內表面溫度，從而減輕了對頂樓的熱傳導。有資料顯示，種植屋面的內表面溫度比其他屋面低2.8℃-7.7℃ 。在炎熱的夏季，從屋面進入室內的熱量占總圍護結構的熱量的70％ 以上，實施綠化的屋面外表面最高溫度可以比不綠化的屋面外表面最高溫度低20℃ 以上。同時，屋面綠化若在城市中大量應用，可以使整個城市成為高低錯落的大花園，降低噪聲，提高節能率，改善生態環境。
　　屋面綠化最主要的技術問題是荷載、防水、透氣等，應根據屋頂的不同荷重以及植物配置要求制定出種植植物種類及配套設施，其典型構造做法見圖1。針對屋面綠化荷重較地面綠化小的特點，宜采用輕質材料作為種植土，目前一般采用草炭腐殖土、珍珠巖、蛭石等。覆土層厚度必須嚴格按照設計執行，種植層容器材料也可采用竹、木、工程塑料、PVC等以減輕荷重，防止覆土荷重超過允許值使屋面鋼筋混凝土板產生塑性變形裂縫，從而造成滲漏。由于屋面綠化的特殊性，種植層的厚度受到限制，植物的配植要求以耐熱、抗風、耐旱、耐貧瘠且淺根系的多年生草本、匍匐類、矮生灌木植物為宜，如彩葉草、三色堇、假連翹、鴨跖草、麥冬草等。還要注意保護屋面防水層，一是選擇根系不發達的植物；二是選擇耐根系穿刺的防水層，如鋁合金卷材高密度聚乙烯土工膜等。同時防水層應上翻超過土層15 cm以上，且屋面應形成適當的坡度，以利于及時排除積水。高大的樹木和水池等集中荷載應放在柱子或承重墻的位置上，有利于荷載的直接傳遞。有人認為屋面綠化會對抗滲防漏不利，實際上這種看法有失偏頗。因為土壤在吸水飽和后會自然形成一層憎水膜，可起到滯阻水的作用；同時，覆土種植后，屋面可以免受夏季陽光的暴曬從而顯著降低屋面溫度，避免和減緩剛性防水層干縮開裂、柔性防水層和涂膜防水層老化。因此，只要處理得當，屋面綠化不僅不會對屋面的抗滲防漏造成不利，反而會承擔起保護屋面防水層、延長其使用壽命和增強屋面防水性能的作用。
三、探尋節能的綠色建筑材料
　　建筑外維護結構的保溫隔熱性能直接關系到室
內環境的熱穩定性和舒適性，對降低建筑能耗起著至關重要的作用。國內目前通行的做法是在外維護結構完成后再在上面附加保溫層，以改善熱工性能。這種方法雖然可以達到一定的效果，但各種高效保溫材料價格不菲，而且其生產加工過程也會大量消耗各種能源。因此，建筑節能不應當只著眼于建筑建成后在使用過程中的能耗，還應當從整體系統的觀念出發，關注建筑全壽命周期的能源消耗。從這個角度出發，建筑材料就不但要有出色的保溫隔熱性能，其加工生產過程也應當簡單易行，節省能源。位于美國加州霍普蘭德山谷中的太陽生活中心(Real Goods Solar Living Center，Hopland，California)創造性地利用稻草垛作為墻體材料。其具體做法是先將稻草加壓打捆，再把它們砌成墻體，然后在墻體上噴涂一種8～10 cm的土質護面灰來代替水泥砂漿。完成后的墻體不但具有良好的保溫隔熱性能，而且兼有較強的防火性，并且無毒無害。無獨有偶，美國建筑師塞繆爾·默克比(Samuel Mockbee)設計的布賴恩特(Bryant)住宅也采用了類似的墻體做法，只是具體構造略有不同。需要指出的是，這棟面積為79m2的住宅是建筑師無償為美國阿拉巴馬州黑爾縣的一對貧困黑人夫婦而設計的，項目經費全部靠募捐籌集，十分有限。建成后的布賴恩特住宅在各方面都達到了設計要求，并深受使用者的喜愛，他們給這座房子起了一個有趣的綽號——“干草捆住宅”。


　　實踐表明，這種使用農業副產品作為建材的方法可以使多方受益：農民因出賣稻草獲利，建造方可以減少材料造價，節省建材能源開支，燃燒秸稈所產生的溫室氣體也大大減少。由此可見，創造性地采用新型建材往往可以變廢為寶，減少污染和能源浪費，從而達到一舉多得的效果。新型建材的思路可以是廢物的升級利用，當然也可以是科學上的合成，但如果加工處理過程中的能源消耗過大，或工藝過于復雜，也會得不償失，這一點應當引起注

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