节能环保建筑新模式研究

摘 要：随着全球能源危机和环境恶化问题的日益突出，探索和实践节能环保建筑新模式成为当下建筑领域的重要趋势。通过分析建筑节能技术的关键路径，包括被动式设计、高效能源利用系统及可再生能源的集成应用，文章探讨了匠造未来：节能环保建筑新模式的理念、设计原则及其在实际项目中的应用策略。案例研究部分通过天友·零舍项目，展示了节能环保建筑技术的实践效果和市场潜力。同时，针对技术创新、市场接受度等方面的挑战，提出了相应的对策和建议。

关键词：节能环保建筑；建筑节能技术；可持续发展

1 前言

节能环保建筑对于促进环境可持续性和应对能源危机具有重要意义。随着全球对能源需求的不断增长以及环境污染的加剧，采用节能减排的建筑模式成为迫切需要。节能环保建筑通过高效利用资源，减少能耗和废物排放，不仅有助于降低建筑业的环境足迹，同时也为居住者提供了更健康、更舒适的生活环境。

2建筑节能技术

建筑节能技术关注于通过创新设计与技术应用，降低建筑物在运行过程中的能耗，促进环境可持续性。在这一领域，被动式建筑设计、高效能源利用系统以及可再生能源的集成应用是关键技术路径。

被动式建筑设计注重利用自然环境条件，通过建筑物的方向、布局与结构，以及材料的选择和利用，最大限度地减少对外部能源的依赖。例如，合理的窗户定位可以增强自然采光，减少照明能耗，同时通过良好的建筑保温性能减少取暖和冷却的能量需求；高效能源利用系统则通过最新的技术手段，提高建筑物内部能源使用的效率。这包括高效的供暖、通风和空调（HVAC）系统，以及智能建筑技术的应用，如自动调节室内光照和温度的系统，旨在优化能源消耗，同时保证居住和使用的舒适性；可再生能源的集成应用进一步扩大了建筑节能技术的边界[1]。

3匠造未来：节能环保建筑新模式的探索与实践

3.1新模式的理念与设计原则

新模式的理念与设计原则围绕着创造与自然和谐共生的建筑环境，将节能环保作为设计的核心。这种模式强调了在建筑设计与规划过程中，深入考虑与自然环境的互动，力求在现代建筑技术和自然生态系统之间找到平衡点。设计原则包括但不限于可持续性、生态友好性以及用户健康和舒适性的考量。

可持续性原则指导下的建筑，注重使用寿命长、可循环利用或可生物降解的材料，以减少对环境的负面影响。通过这种方式，建筑不仅在使用过程中减少能源消耗，而且在建筑的整个生命周期中，从材料获取、建造、使用到拆除，都体现出对环境的尊重和保护；生态友好性原则强调建筑应融入自然，利用地形、水文、植被等自然条件，通过生态设计手法如绿色屋顶、雨水收集与利用系统、以及生物栖息地的创造，增强生物多样性，同时为居住者提供健康舒适的生活环境；用户健康与舒适性原则确保建筑设计考虑到室内空气质量、自然采光和通风，以及适宜的室内温度，创建有益于居住者身心健康的居住和工作空间。

3.2新模式下的建筑设计与实施策略

3.2.1低影响开发（LID）设计理念

低影响开发（LID）设计理念旨在最小化建筑和开发活动对环境的负面影响，特别是对土地、水资源和生态系统的影响。该理念强调模仿自然环境的水文行为，通过综合应用土地规划和设计策略，保持或恢复一个地区的自然水循环过程。

LID的核心在于利用自然化设计方法和技术，如雨水花园、渗透性铺装、绿色屋顶、雨水收集系统和生物滞留区等，以促进雨水就地管理。通过这些方法，雨水可以在源头被收集、存储、渗透和净化，减少径流量，降低洪水风险，同时提高地下水补给，保护水质。LID还着重于保护和恢复现场的自然特征，包括重要的植被、湿地和水体。通过保留现场的自然元素，可以保护生物多样性，为野生动植物提供栖息地，同时美化环境，提高人们的居住和使用体验。在实施LID设计时，还强调跨学科合作，将城市规划、景观设计、土木工程和环境科学等领域的专业知识整合起来，以确保项目的综合性和多功能性[2]。

3.2.2绿色生态社区的规划与建设

绿色生态社区的规划与建设集中体现在创造和谐、可持续的生活环境，强调自然与人工环境的平衡。通过整合绿色技术和生态设计原则，目标是提高能源效率，增强生态价值，同时增进居民的健康与福祉。规划阶段关键在于深入分析地理、气候、生态等自然条件，以及社区文化、经济、技术等人文条件，基于此制定全面的规划策略。强调多功能用地，通过混合用途设计，促进住宅、商业和休闲空间的有效融合，减少交通需求，降低碳排放。

绿色技术的应用是规划与建设过程中的另一核心要素，包括但不限于太阳能光伏系统、雨水回收和再利用系统、高效节能建筑材料和系统等。这些技术的集成应用不仅减少了对传统能源的依赖，也降低了环境污染，提升了能源的自给自足能力。生态设计原则贯穿社区规划与建设的全过程，旨在保护和恢复自然生态系统，增强生物多样性。通过建设绿色空间如公园、社区花园、绿色屋顶及墙面，提供生物栖息地，同时为居民创造休闲、交流的空间，增进社区凝聚力。社区建设还强调智能化管理，利用现代信息技术，如物联网（IoT）和大数据分析，实现能源、水资源、交通等的高效管理和服务，提高生活质量，降低维护成本[3]。

3.2.3智慧建筑与数字化管理

智慧建筑与数字化管理代表了建筑领域技术革新与管理理念更新的结合，旨在通过高度集成的信息技术和自动化系统，提高建筑的能源效率，优化使用者体验，并实现建筑运营的高效管理。核心在于引入先进的信息通信技术（ICT），包括物联网（IoT）、大数据分析、人工智能（AI）和机器学习，这些技术的应用使建筑能够实时监控、分析和调整其内部运行状态。通过传感器收集关于温度、湿度、光照、能耗等的数据，能够实时分析并自动调整系统设置，如空调、照明和安全系统，以确保能源的最优使用和居住者的舒适性。

此外，智慧建筑还强调用户界面的友好性，通过智能手机应用或其他数字界面，允许使用者个性化定制他们的环境设置，如温度、照明强度和媒体控制，进一步提高居住和工作的舒适度。数字化管理不仅限于建筑物内部的运营，还包括建筑的设计、施工和维护全周期。在设计和施工阶段，使用建筑信息模型（BIM）技术可以实现项目各方之间的高效协作，减少错误和返工，提高建筑质量。在运营和维护阶段，通过收集和分析大量数据，可以预测维护需求，减少停机时间，降低运营成本[4]。

4案例研究

天友·零舍项目是一个突出的例子。这个项目是国内首座近零能耗建筑，位于北京大兴区。它不仅获得了国家标准的近零能耗建筑评价标识，还在2020年世界建筑新闻网大奖中荣获可持续建筑类别银奖。天友·零舍的设计理念体现了低成本、低技术本土建造和多模式装配式体系的应用，旨在探索乡村近零能耗建筑技术与模式。该项目通过被动式设计大幅降低能源需求，并通过主动技术提高系统效率，充分利用可再生能源。其建筑综合节能率达到80%以上，远超近零能耗建筑要求的60%标准。在实施策略上，天友·零舍采用了性能化设计方法，通过优化建筑性能，在原建筑基础上增设被动式阳光房、楼梯间等过渡联系空间，降低建筑的体型系数。同时，采取了被动房标准的围护结构保温性能来保证建筑的节能效果。此外，屋面采用了非晶硅太阳能光伏瓦，不仅为建筑提供自然转换的电能和热能，减少后期居住使用能耗，同时也创造了动态的视觉效果。天友·零舍的成功案例展示了节能环保建筑在实践中的可行性和效益，为国内外同类项目提供了宝贵的参考。它不仅解决了技术创新与应用的挑战，还提升了市场对于绿色建筑的接受度，为推广节能环保建筑新模式树立了标杆。

5面临的挑战与对策

5.1挑战

在节能环保建筑新模式的推广与实施过程中，面临着技术创新与应用的挑战及市场接受度与推广的挑战。这些挑战共同构成了推动建筑行业可持续发展道路上的重要障碍。技术创新与应用的挑战源于新型节能环保技术的研发、测试和实施过程中的复杂性和不确定性。尽管技术创新是推动建筑节能环保向前发展的关键驱动力，但从概念到市场的转化过程充满挑战。技术的研发需要大量的资金投入，而且在技术验证、性能稳定性及与现有建筑标准和规范的兼容性方面存在诸多不确定性。

此外，施工人员和技术人员对新技术的熟悉度和接受程度也影响着技术应用的效率和效果。市场接受度与推广的挑战则更多体现在消费者认知、成本效益分析及政策法规支持等方面。尽管节能环保建筑在长远来看能够为用户带来能源成本的节约和更高的生活质量，但高昂的初期投资成本往往成为用户接受新技术和新模式的障碍。同时，缺乏对节能环保建筑价值和效益充分认识的普及，也限制了市场对新型建筑模式的需求。

5.2对策

面对节能环保建筑新模式推广中的技术创新与应用挑战以及市场接受度与推广挑战，采取有效对策是确保可持续发展目标实现的关键。这些对策涵盖了技术研发、政策支持、市场激励、教育培训和跨领域合作等多个方面。

在技术研发方面，加大对节能环保技术创新的投入，鼓励科研机构和企业开展合作，加速新技术的研发和成果转化。通过建立公私合作机制，利用政府资金引导，吸引更多私人投资参与到节能环保技术的研发中来。同时，建立技术创新平台，促进信息交流和技术共享，降低研发成本和风险。

市场激励方面，通过建立绿色建筑评价和认证系统，为节能环保建筑项目提供认证和奖励，提高其在市场上的知名度和认可度。此外，利用公众采购力量，政府和大型企业应优先采购和使用节能环保建筑和产品，带动整个市场的转型。

教育培训方面，加强对建筑业从业人员、设计师、工程师以及广大公众的节能环保知识和技能培训，提高他们对节能环保建筑价值的认识和接受度。通过举办研讨会、工作坊、竞赛等形式，提升行业内外对节能环保理念和技术的了解和应用能力[5]。

跨领域合作方面，鼓励建筑、能源、环保等不同领域之间的合作，共同探索和实践节能环保建筑的综合解决方案。通过跨学科的合作，可以充分利用各领域的专业知识和技术，实现节能环保目标的高效实施。

6结论

探索和实践节能环保建筑新模式，是对现代建筑业应对能源和环境挑战的一种积极回应。通过引入和应用先进的建筑节能技术，实现建筑与自然环境的和谐共生，不仅展现了科技进步对于提高建筑能效、保护生态环境的巨大潜力，而且为建筑行业的可持续发展提供了实践案例和经验教训。

参考文献

[1]李伟宁.匠造未来 开启节能环保建筑新模式——记广州大学土木工程学院教授张季超[J].中国高新科技，2019（15）：25-27.

[2]许俊杰.土木工程施工中的节能绿色环保技术应用研究[J].城市建筑与发展，2022，3（1）：34-36.

[3]王猛.新型节能环保技术在建筑中的应用研究[J].魅力中国，2020（29）：340.

[4]李浩.新型节能环保材料在建筑工程中的应用探究[J].建筑技术研究，2019（2）：110-111.

[5]苏永伟.绿色建筑节能新材料的未来发展方向探讨[J].住宅与房地产，2018（11）：144.

基金项目：本文为邵阳市2023年科技计划项目，课题为“匠造未来开启节能环保建筑新模式研究”（课题编号：2023ZD0145）。

基金项目：本文为邵阳职业技术学院2023年度院级课题“高职院校装配式建筑教学改革与实践研究”（课题编号：23JG013）。

作者简介：贺洁为（1993.02-），男，汉族，湖南邵阳人，硕士研究生，中级工程师，研究方向：结构工程。

唐晓芊（1986.09-），女，汉族，湖南邵阳人，硕士研究生，中级工程师，研究方向：结构工程、建筑学。

何洁（1993.10-），女，汉族，湖南邵阳人，本科，中级，研究方向：英语。