1、生态建筑节能设计研究摘要：随着我国经济的快速发展，国民能源消耗量也日益增多，人们越来越多的倡导节能环保，特别在建筑行业，更是将低碳节能等理念贯穿始终。绿色建筑生态节能设计早已成为建筑界的一种发展趋势，不仅符合可持续发展战略的要求，还注重可再生资源的使用和节能的效果。本文首先论述了生态建筑设计的内涵和必要性，并在此基础上阐述了生态建筑节能设计的原则，进而深入探讨了生态建筑节能措施。 关键词：生态建筑、节能设计 中图分类号：S891+.5 文献标识码：A 文章编号： 一、前言 绿色建筑生态节能设计已成为建筑界的一种发展趋势，既符合可持续发展战略的要求，同时注重可再生资源的使用和节能的效果。新世纪以
2、来，在全球能源危机的冲击下，越来越多的国家认识到能源紧缺的严重性，中国的能源形式更为紧张。我国建筑能耗逐年上升，占据着我国主要能源消耗主体之一。根据相关统计数据显示，建筑能耗大约占据总能源消耗的二分之一。基于现阶段的严峻形势，节能、降耗、绿色、环保，已成为全世界对未来建筑的共同追求，建筑生态节能设计显得尤为重要。随着人们生活水平的提高，资源和能源的日益减少，作为能源消耗大户的建筑，其绿色生态节能措施势在必行，绿色生态建筑的发展前景十分广阔。 二、生态建筑节能设计概述 绿色建筑究其根本是指在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源（节能、节水、节地、节材） 、保护环境和减少污染，能为人们提供健康、
3、适用和高效的使用空间，能与自然和谐共生的建筑。充分利用可再生的自然资源，包括太阳能、风能、海洋能、水利能、生物能等，减少对不可再生资源开发和使用。利用再生或可循环利用的材料和资源，在结构允许的情况下重新使用旧材料，例如在建筑的建造过程中使用再生的建筑材料，减少建筑垃圾。减少有毒有害的污染物的排放，通过各种手段在排放之前将排放物进行无害化处理，从而实现可持续发展战略。 随着世界人口的不断增多，能源的巨大消耗成了全世界都在关注的问题，一方面，人们在可再生资源上大做文章，希望能够用可再生资源代替不可再生资源，另一方面，在不可再生资源的节能上也在不断的努力，而作为建筑行业的新的设计理念-绿色建筑，成了
4、近几年的热门话题，绿色建筑就是指在设计，建造，利用，维修等方面减少能源的消耗，达到合理的重复利用能源，为人们打造健康的高品质生活。 三、绿色建筑生态设计原则 建筑生态节能设计要对节能、生态、环保和可持续发展等因素综合考虑，重视人与自然的和谐共处，密切关注环境保护和材料资源的回收和重用，减少废弃物排放，贯彻环境保护的原则。 遵循生命周期设计原则 设计时应充分考虑人文环境和自然环境以及当地的经济因素，其中包括地域气候特征，地方文化与风俗，建筑肌理、地理因素，有利于环境持续性的各种能源分布等因素，并对其进行综合规划设计，在不损害自然环境的基础上选择合适的建筑地址及对自然环境进行的有效利用，注重节能减
5、排，减小建筑能源消耗。 树立以人为本的设计思想 人是我们这个社会的主体，追求高效节约不能降低生活质量，牺牲人的健康和舒适性为代价，在建筑的整个生命周期都遵循人与自然和谐共生的原则前提下，满足健康居住的要求，树立以人为本的设计思想。 讲究经济、舒适设计原则 利用适宜的投资、适宜消费成本创造最舒适的建筑才是生态建筑的经济、舒适原则。 强调整体的生态设计思想 在人居环境的设计过程中，综合考虑人居环境的生态节能设计中的各项因素，并在各环节间的设计过程中随时进行信息交流和反馈，实现多因素、多目标、整个设计过程的全局最优化；每一个环节的设计都要遵循生态化原则，要节约资源、能源、可循环、无害化，以适应未来的
6、发展。 四、生态建筑节能设计措施 绿色生态建筑节能设计类型有两种:一种是将建筑融入自然。就是把建筑融入与环境相通的循环体系，从而更有效地使用环境资源，使建筑成为生态系统的一部分，尽量地减少对自然景观、山石水体的破坏，使自然成为建筑的一部分。另一种是将自然引入建筑，促进生态建筑化、人工环境化。生态建筑节能设计主要有以下几点措施： 1、建筑技术生态化、节能化 生态建筑是可持续发展的建筑，建筑师应清醒地认识到人类发展与环境持续的主要矛盾在于能源短缺和环境污染上。在设计绿色建筑的时候，充分利用自然能源，要积极采用新技术、新材料，提倡使用可再生能源的建筑材料来达到建筑设计生态化,利用计算机和信息技术的发
7、展，将固定的建筑结构变成相对于气候可以自我调整的围合建筑。从而减少对环境的污染,减少对日益紧缺的不可再生能源的利用，获得适宜的居住环境。例如：世博园最具标志性的中国馆，其实也包含了许多“绿”的智慧。层层出挑的造型，在夏季可自然形成上层对下层的遮阳；景观设计加入小规模人工湿地，可实现循环自洁，成为生态化景观。还采用大量太阳能技术，顶部、外墙有很多太阳能电池来维持能源供应。 建筑围护结构的设计使建筑物具有良好的保温隔热性能，便可减少室内、室外的热量交换，从而减少所需要提供的采暖和制冷能量，此外建筑物外表面使用浅色饰面，也可达到减少吸收太阳辐射热量的效果。屋顶是冬天热量流失最多而夏天热量吸收最多的地
8、方，设计时可在混凝土屋顶上使用的土壤层以及聚苯乙烯隔离层。需要注意的是，隔离屋顶最好的手段就是将隔离层和土壤层一起使用，并增加其隔离层的厚度以提高隔离的效率。随着科技的发展，采用双层玻璃幕墙的形式是建筑内部保温的高效措施，它由两层或者三层玻璃组成，每层之间留有一定距离，这样在寒冷季节可以成为一个阳光温室，增加室内自然光采暖，达到节能的目的；而在炎热的季节利用烟囱效应对其进行热压通风，不断带走玻璃之间的热空气，从而降低室内温度，从容降低空调负荷。这种措施在高层建筑中使用起来更合适，它避免了由追截开窗通风引起的较难控制的空气紊流。在节水方面，使用节水型卫生器具如节水的水龙头等，成规摸小区推广使用中
9、水系统，使废水再生利用。利用生态工程建设沼气池处理生活污水，既净化了环境，又实现了能源的重新利用。 2、利用可再生资源 有数据表明，全球约有 40%的能量被用于修建、采暖、制冷及建筑运行，同时，全球约有 40%的原材料被用于建筑，而修建及使用这些建筑物又产生了 40%的温室效应释放物。在能源消耗迅速的今天，如何能够实现生态节能的建筑理念就成了一个重要的话题，因此，可再生资源的充分利用就被提上了日程。 例如：以上海为例，近十年来，上海新建 1.96 亿 m2 住宅，若按现行建筑节能标准进行建筑维护结构节能改造，其耗资将达到 117.6 亿元。通过表 1 我们可以清楚的显示上海与英国的围护结构 K
10、 值的对比。 表 1 围护结构 K 值对比表 K/W/(m2 K) 此外，上海 2004 年用电负荷已达 1362 万 kW，其中空调负荷 500万600 万 kW，占城市最高用电负荷 44%；居民空调负荷为 300 万 kW。若实现生态建筑节能 75%的目标，上海 480 万户家庭就可节电 225kW，每年电厂将少排 2244 万 t 二氧化碳。 所以，当不可再生资源越来越少时，我们确实需要思考，如何才能降低不可再生资源的消耗速度，所以，科学合理的利用可再生资源，不仅能够解决不可再生资源的紧缺问题，还能够保证人们生活的可持续发展，所以，在能源消耗巨大的建筑行业，我们要更加提倡可再生资源的利用
11、。 3、将建筑与绿化完美结合 绿色植物一直是人们所喜爱的东西，并且，绿色植物在给人们生活带来美感的同时，还可以给人们的生活提供一个健康的环境，因此，很多现代的建筑在设计上越来越多的提倡将绿化和建筑结合，一般来讲，绿化主要包括屋顶绿化，外墙绿化和室内绿化，通常室内绿化在家庭中较为普遍，而屋顶和外墙绿化在一般的建筑小区中还不是特别普遍，只是在高层的写字楼中可以看见，所以，我们提倡绿色与建筑相结合，创造出一个舒适的生活环境，实现绿色节能的建筑理念。 4、与环境相协调 生态建筑在建设立项和整体规划时首先要重视选址，即使建筑与周边环境的关系要具有协调。设计应该遵循从实际出发，因时、因地、因景制宜，恰当合
12、理地处理好建筑、环境、经济效益三者的关系，处理好新、旧建筑的两者矛盾，合理预测和控制，坚持可持续发展原则。如在某公园绿化、美化工程的进行设计时，将回归自然作为设计主题，具体体现为不破坏现有的植被，依山造舍，就势建馆，不因经济利益而建设大的活动场馆，突出其自然风光，建筑只是作为其中的一些点缀，将那些必要的人工建设痕迹淡化到最低点，人造山石、卵石铺小路、石砌条凳、矮小的红色坡顶、仿真泥木墩，小屋在葱郁的绿色中若隐若现，漫步于公园，大自然的气息迎面扑来，使人意趣盎然。例如：世博轴是中国 2010 年上海世博会主入口和主轴线，地下地上各两层，为半敞开式建筑。全长 1045m，宽约 100m 是园区内最
13、大的单体项目，以其低碳环保的设计，成为全球生态建筑的典范。世博轴在设计中充分引入生态、环保和节能的理念，通过阳光谷及两侧草坡，把绿色、新鲜空气和阳光引入各层空间；同时还采用地源热泵、江水源热泵、雨水收集利用等环保节能新技术。 5、保温层的改善 保温层即我们通常所说的维护结构，实现绿色节能，维护结构也是一个方面，当然，这也是我国在建筑设计中存在的一个普遍问题。根据国际上的标准，越是寒冷的地方，维护结构的保温效果要求就越高，即要求维护结构的传热系数越低，从实际来看，我国的问题就在于传热系数过高，有相当一部分的热能白白消耗掉了，所以，维护结构的改善成为重中之重。我们应该根据不同地区的气候情况选择不同
14、的建筑材料，例如，在我国北方地区，冬天天气干燥寒冷，对于建筑材料的要求就是保温的性能要好，在干燥的气候中不发生断裂，而在像夏天的炎热的季节中，能够在保证室内的透气性的同时更好地抵挡阳光的辐射。所以，在维护结构的改善上，新型材料的运用是重点。 6、充分利用自然资源 在建筑设计中，除了应用新型的建筑材料，还有一个既节能又省钱的办法就是充分利用自然资源，自然资源的充分利用不仅能够节省建筑设计上的开支，还可以实现绿色节能的设计理念。比如，在建筑设计的过程中，建筑物的朝向问题就是一个利用自然资源的过程，通过计算测出建筑物的朝向，因为，合理的朝向，能够保证建筑物内部每日的阳光的充足，阳光的充足就可以提供足
15、够的温度，那么在热能消耗上就可以节省相当大的一部分。另外，合理利用树木等植物，也是绿色节能的课题之一，利用建筑物旁的植物进行遮蔽能够很好地降低温度，同时又可以降低电能的消耗，可谓一举两得。 五、结语 随着国民经济的快速发展，人们生活水平逐渐提高，资源和能源的日益减少，建筑是国民能源消耗大户，其生态节能措施势在必行，绿色生态建筑具有十分广阔的发展前景。目前我国正处于发展中国家，绿色生态建筑的设计水平仍处于起步阶段，在未来的绿色生态建筑设计中需要有关的设计人员和研究人员进一步的发展完善，各种绿色建设材的出现，科技、住处业的发展定会带动绿色生态建筑的发展，未来的建筑将会更加理想。 参考文献： 刘飞：生态节能建筑设计理念及案例分析 ， 城市建筑 ， 2007年 04 期 崔敏：生态建筑设计策略初探 ， 建筑节能 ， 2008 年 02 期 欧阳东：生态建筑节能设计研究 ， 电气应用 ， 2006 年 02 期 马颖轶 丁宁：浅谈生态建筑节能设计 ， 中国新技术新产品 ， 2012 年 13 期 曹宏：办公建筑的生态节能设计 ， 城市建设理论研究 ， 2012年 25 期
