基于绿色理念的建筑规划节能设计分析

2018-03-05彭标

智能城市 2018年2期

彭标

湖南宝信云建筑综合服务平台股份有限公司，湖南长沙 410205

现阶段，绿色建筑已经成为建筑建设的标准。从现有建筑来说，95%的建筑为高耗能建筑。建筑行业的发展，面临着极大的资源与环境压力。基于此，深度研究建筑规划节能，提出有效的设计方法和手段，提高建筑节能水平，有着现实的意义。

1 绿色建筑发展现状

从绿色建筑推广时间来说，我国从2008年开始推广绿色建筑，截止到目前，已经获得不错的成效。按照等级划分，绿色建筑分为一星建筑、二星建筑、三星建筑，三星为最高等级。在2017年3月份发布了《建筑节能与绿色建筑发展“十三五”规划》，在规划中指出，到2020年，城镇新建建筑中绿色建筑面积所占的比重＞50%，绿色建材的使用比＞40%，为各地区绿色建筑的推广，指明了具体方向。从湖南省绿色建筑发展现状来说，已经获得349个绿色建筑标识，绿色建筑面积已经达到3811万m2，各地区相继出台关于绿色建筑实施的方案。

2 基于绿色理念的建筑规划节能设计案例分析

2.1 案例概述

以某传统建筑为例，其存在着以下问题：（1）使用寿命较短。为传统建筑主要为木质结构，因此寿命相对较短，维护成本较高。（2）空间结构不合理。建筑整体结构不合理，存在着厨卫设施和洗浴设施设置不合理问题。（3）围护结构气密性较差。具体体现为无法形成穿堂风，难以实现保暖。基于绿色理念，要和自然环境有机融合，将生态和可持续发展理念融入到居民设计中，使得房屋建筑能够和地貌地形相互结合，有效处理房屋建筑和气候、资源等的关系，贯彻绿色环保理念。

2.2 节能改造

2.2.1 太阳能利用

传统建筑窗户尺寸通常为0.8×1.0m，窗户面积较小，因此冬季取暖能源消耗较大。基于此，可采取增大窗户面积的方式，选择1.3×1.6m尺寸，通过增加日照，减少采暖消耗。结合本地区气候和建筑特点，南向窗户面积要增加，增强每个房间和屋顶夹层的通风。可设计阳光间，增加室内温度，减少建筑室内热量的损失。

2.2.2 建筑朝向

从建筑热源来源角度来说，冬季以太阳辐射为主，直接影响着建筑室内的温度。基于此，为了能够使得建筑在冬季获得更多的太阳辐射，要合理选择建筑朝向。在进行建筑规划设计时，要着重分析建筑和建设环境之间的融合度，合理布局。贯彻绿色理念，充分利用太阳能资源和气候资源等，减少建筑系统运行的能源消耗。

2.2.3 窗墙比的选择

对于建筑窗墙比的选择，要结合建筑窗户朝向，从风向和空气湿度等方面入手，做好综合考虑和分析。从本建筑所在区域气候特点考虑，窗墙比要控制在0.45～0.5范围内，确保太阳能够最大限度照射到建筑室内，使得建筑内部温度能够升高。表1为不同朝向的窗墙面积比。

表1 不同朝向的窗墙面积比

2.2.4 外墙保温

目前，较为常用的保温外墙多为复合节能墙体，具体包括外保温外墙、内保温外墙、夹芯保温外墙，建筑墙体由承重材料和保温材料组成。自保温外墙墙体材料的使用效果较好，建筑墙体的强度高，而且建筑外墙的保温性能好[1]。

2.2.5 节能窗

在冬季，建筑内部热量的损失，主要是通过窗户。使用节能外窗，能够有效地改善建筑室内热循环质量。从绿色建筑所使用的材料来看，主要包括镀膜玻璃和中空玻璃等。窗框材料主要包括木框和复合框等。在进行选择时，要从经济性角度出发，优选保温效果和性价比较好的材料。

2.3 节能效果分析

利用Revit-Architecture软件，构建3D建筑模型，形成涵盖卧室、客厅、厨房、杂物间等区域的立体空间，进行建筑节能设计效果分析。将模型给导入到Ecotect内，获得建筑所在地区的气象数据信息，进行建筑改造节能设计分析，模拟节能室内温度。具体情况如下：（1）开窗情况。原建筑南向窗墙比为0.3，北方向窗墙比为0.2。节能改造建筑的南向窗户窗墙比为0.4，北向窗户窗墙比为0.1。（2）屋顶构造。粘土青瓦，厚度为20mm。节能改造建筑屋顶为粘土青瓦+黄泥+挤塑聚苯板+黄泥，厚度分别为20、40、50、40mm[2]。（3）外墙构造。原建筑为水泥砂浆+粘土墙体+水泥砂浆，厚度分别为20、240、6mm。节能改造建筑为水泥砂浆+蒸压粉煤灰砖+水泥砂浆，厚度分别为20、240、20mm。效能效果如下：（1）夏季最热日建筑室内逐时温度。节能改造建筑热稳定性较好，建筑室内温度变化小。（2）冬季最冷日建筑室内逐时温度。节能改造建筑室内温度变化小，热稳定性好，改善了建筑室内环境。

3 基于绿色理念的建筑节能设计要点

3.1 增加绿色建材的使用量

从城市建设角度来说，部分老建筑被拆除，产生了大量的建筑垃圾，部分建筑垃圾经过处理再加工，能够实现再利用。将其应用到新建建筑中，能够减少不可再生资源的使用。以长沙为例，积极推广建筑垃圾资源化利用，出台系列政策，支持垃圾资源化利用的发展。截止到2016年年底，全市范围内生产新型墙体材料总计172.22亿块标砖，从节能角度来说，节地总计2.84万亩，节省煤炭资源总计10.6.78万吨，减少二氧化硫总计2.64万吨，减少二氧化碳总计246.27万吨，工业废渣和建筑废弃物利用数量达到1145万吨，推动着新型城市建设的发展[3]。绿色建筑是推动新型城市建设的有力抓手，要从规划和设计等环节，全面贯彻绿色理念，增加绿色建筑项目和面积，提高绿色建筑占比。

3.2 坚持节能设计原则

基于绿色理念，开展建筑规划节能设计，要坚持以下原则：（1）整体性。做好建筑物和所处的生态环境关系的协调，减少建筑给自然环境造成的破坏，为居住者提供生态环境。基于此，要做好整体分析，实现节能最大化。（2）宜居性。节能设计最终目标是为居住者提供更好的居住环境，因此在设计环节要做好资源调查，明确资源条件和环境条件等，增强建筑物的宜居性。（3）节能性。贯彻绿色理念，开展节能设计，要坚持节能性原则，积极应用节能技术和手段，提高建筑的节能水平。利用雨水回收再利用技术和太阳能技术等，提高资源利用率水平，体现节能效果。

3.3 积极推广新技术

绿色建筑理念的应用，提倡的是提高资源利用率，减少不可再生能源消耗，做好环境保护工作。基于此，要积极推广应用新技术，提高建筑节能水平。积极推广被动式技术，结合运用主动式技术。在绿色建筑设计中，引用天然采光系统、空调系统、照明系统等，提高雨水资源和太阳能资源等的利用。同时鼓励装配式建造方式，支持BIM技术的应用，为绿色建筑节能效果的实现，提供相应的保障。除此之外，加大可再生能源利用率，比如使用光伏板和太阳能集热器等设施，使其能够和建筑主体相互融合。在新建住宅和其他建筑上，安装空气源热泵热水系统，或者太阳能热水系统，安装分布式光伏发电系统，最大程度上减少不可再生资源的利用[4]。