可持续发展在当前民用建筑设计中的应用

李淑林

(太原市建筑设计研究院，山西太原 030002)

1 民用建筑可持续发展的设计理念的重要意义

目前，全球煤炭、石油、天然气等能源需求量日益增加，供需矛盾突出，随着科学技术不断进步，成本较高的水利、风力、生物能、太阳能、核能、地热等越来越受到人们的重视。我国能源发展存在的问题主要表现在以下四个方面:能源利用效率低，能源终端利用效率比发达国家低10%，仅为33%;能源资源分布不均，造成西气东送、北煤南运、西电东送;全国能源结构以煤为主，年耗煤量已超过13亿t，约占75%;人均能源拥有量、储备量低。因此，当我们面对如此巨大的差距，在如此严峻的局面下想要谋求发展，难度是极其巨大的。当务之急是要解决好新能源的开发和利用，新技术的研究与推广，所以做好在建筑行业内将已成熟的绿色节能技术的推广应用和可再生能源的深入开发利用，有着极其重要的现实意义。

2 可持续发展在当前民用建筑设计中的应用

可持续发展是一个非常宽泛的生态学概念，它是在寻求一种能够同时满足及支持生态的完整性又能够实现人类愿望的最佳的可持续的生态系统。具体到技术层面上，就是要转向使用更清洁更有效的技术，尽可能减少能源和其他自然资源的消耗。即指使用资源要适度、要节省、要高效，不大量耗费，不破坏环境。

2.1 加强可持续能源的开发与利用

充分利用好可持续能源，减少对不可再生资源的使用和依赖，将研究成熟的新技术应用到建筑设计中去。

2.1.1 太阳能

太阳能作为一种清洁能源和可再生能源，它几乎是取之不尽、用之不竭的，是我们人类最理想的替代能源之一，太阳能的利用对于民用建筑来说，至关重要。长期以来，太阳能的开发和利用是我们最为熟悉的，从最早的日常生活中常见的太阳能热水器、太阳能温室、太阳灶到目前被世界各地广泛使用的先进的太阳能光伏发电技术，太阳能的利用有着无限宽广的前景。

在民用建筑中，结合建筑的屋面造型，集中大量的设置太阳能真空集热收集器，再辅以水箱、循环系统、电辅加热系统，就能充分的利用太阳能热水技术解决民用建筑的热水供给问题，同时节省大量不可再生矿物能源。

利用太阳能温室技术，在建筑物内适当部位设置集中的“太阳能温室”，通过直接热交换、间接热交换或隔离热交换等多种方式获取太阳能，将太阳能转化为热能，在冬季为建筑提供热量，既改善了室内热环境又节省了供暖能耗。

在建筑材料中应用太阳能光电技术，将二者相结合，可研发出新型的高科技生态建筑复合材料，应用于建筑的各部位，例如:太阳能光电屋顶、太阳能电力墙、太阳能光电玻璃幕墙等，将保温、发电、采光、装饰等多种功能完美统一起来，使太阳能光电技术在民用建筑中得到充分的应用。

2.1.2 风能

风能是由太阳辐射能转化而来的空气动能。它也是一种清洁的、可再生的、高效的绿色能源。而且风能分布很广泛，利用时无需燃料，非常便于就地开发利用。风能的利用多以风力发电为主。近年来，一些小型的微风力发电机也被应用到建筑上来解决建筑物在夜间的亮化照明问题。而自然通风在建筑单体设计和城市规划中的合理使用，也能减少很多不必要的能量消耗，缓解日益严重的城市热岛效应。

2.1.3 地能

地能是来自地球深处的可再生热能，它的储量相当大，取用不尽。人们通过利用一定深度土壤下的温度特点，将其作为冷源或热源，或是直接利用地下水，通过建筑结构和蓄热物质，将地能加以利用，作为建筑在冬季的采暖热源和夏季的空调冷源。目前已经发展成熟的地源热泵技术使浅层地能的采集提升和利用成为现实。

2.2 利用建筑设计手法提高对能源和资源的高效利用

2.2.1 控制日照间距，提高建筑密度

在满足人们舒适生活的基本日照要求的前提下，合理的布局建筑单体，控制建筑间距，提高建筑密度，加强高密度、大进深、集约式居住建筑的设计研究，以节约土地资源。

2.2.2 结合地势进行建筑创作，保护场地生态环境

结合地形地势进行建筑创作，统筹全局，使建筑的设置和设计与环境相融合，减少建筑对场地的影响，合理土方开挖，减少水土流失，改善微气候，保护场地生态环境。

2.2.3 重视建筑的内外部风环境设计，提高环境舒适度，降低能耗

密集的建筑聚落会对风的流动产生影响，合理进行场地设计，运用建筑单体的不同排布组织并控制场地的风向、风速、风场，结合不同的地理位置、气候特征和季节变化，处理好建筑防风和建筑通风的问题。在单体设计中也应创造条件提高室内风环境质量，保持室内健康通风，保证人的舒适体验。我们可以利用风压实现自然通风，可以通过改变窗户朝向、调节进出风口的大小、设置导风构件等方法组织室内对流风，既能健康通风，同时风的流动又能降低建筑的表面温度，可有效的减少夏季因使用空调制冷而造成的能源消耗。

2.2.4 学习传统生态建筑，提炼科学的传统建筑设计手法

挖掘传统建筑的精华，向传统生态建筑学习，提炼科学的传统建筑设计手法，结合当前的城市建设，从建筑的形态、建筑的定位、建筑的内部外部空间设计以及地方建筑材料的运用等各方面多学习、多总结、多发现、多提高，创造新的宜居、节能、生态、环保、可持续发展的绿色建筑。

2.3 在工程实践中加强对成熟绿色节能技术的应用、提高和再学习

2.3.1 墙体的节能保温技术设计

目前的墙体保温技术主要有三种:外墙外保温、外墙内保温、中空加芯复合墙体，应用最广泛的是外墙外保温技术。因为它能够有效保护内部的墙体结构，提高墙体的耐久性;同时，使外界温度在结构墙体内外两侧的温度变化减小，提高外墙内表面温度;还可以有效避免产生热桥，减少热量损失，使建筑室内冬暖夏凉，获得舒适的室内居住环境。使用该技术时，应尽可能选用无机、环保、质轻、高效节能的保温材料，例如:岩棉、矿棉、玻璃丝棉等材料。构造上要着重处理好墙、梁、柱的转角部位、门窗洞口的边缘缝隙，以及各种出挑的楼板下部的细部构造做法，使整个外保温完整闭合，不敞口子，才能达到好的保温效果。

2.3.2 门窗的节能措施

在民用建筑的建设中，应该尽量减少门窗的面积，因为门窗是建筑能耗散失的薄弱部位，其能耗会占到建筑总能耗的2/3，所以门窗是民用建筑和外围护结构节能的重点。我们可以通过改进门窗产品结构来提高门窗的气密性，从而防止空气对流传热而造成的不必要的建筑能耗。同时采用热阻大、能耗低的节能材料制造的新型塑钢门窗也可以大大减少建筑的能源消耗。

2.3.3 屋面的节能措施

屋面可采用挤塑聚苯板等多种保温材料，导热系数低，不吸水，强度高，施工方便，成本低，工艺简单，经济效益明显，是建筑屋面中一种理想的节能材料。另外，还可以设置架空通风屋面、坡屋面、绿化屋面等，其中绿化屋面等，不仅有利于屋顶的保温、隔热、蓄能，还可以调节小气候，节约土地，既赏心悦目，又美化环境。

3 结语

在民用建筑设计中坚持可持续发展的设计理念是贯彻国家可持续发展战略的重要组成部分，有利于发展国民经济，有效利用资源，降低大气污染，减轻温室效应。作为建筑师，更应该身体力行地在自己所参与的每一个设计项目中自觉地有意识的采用和推广这些成熟先进适用的绿色建筑节能技术，加强建筑专业和外专业的结合协作，关注新型建筑生态学技术的研究与运用，与全社会一道共同努力推进建筑行业的技术进步，促进生态低碳建筑的普及，实现产业的复兴和发展。

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