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嚴(yán)寒、寒冷地區(qū)綠色建筑的研究與展望
時間:2019-11-13 19:20:28 作者:zyf512478 來源:會員原創(chuàng) 閱讀:3612內(nèi)容摘要: “綠色建筑”就是在整個建筑使用階段,將環(huán)境的污染、資源利用降到最低限度,將居民生活環(huán)境、舒適程度提高到最高層次的建筑。它是實(shí)現(xiàn)人類生活和自然環(huán)境和諧統(tǒng)一的重要途徑,也是堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略決策的重要組成部分。 據(jù)資料顯示,在西方發(fā)達(dá)國家,建筑耗能占社會總能耗的30%-45......“綠色建筑”就是在整個建筑使用階段,將環(huán)境的污染、資源利用降到最低限度,將居民生活環(huán)境、舒適程度提高到最高層次的建筑。它是實(shí)現(xiàn)人類生活和自然環(huán)境和諧統(tǒng)一的重要途徑,也是堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略決策的重要組成部分。
據(jù)資料顯示,在西方發(fā)達(dá)國家,建筑耗能占社會總能耗的30%-45%,我國目前建筑能耗占社會總能耗的比例正逐步上升到30%,單位建筑面積能源消耗為發(fā)達(dá)國家的3倍多。我國嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)冬季建筑采暖能耗巨大,占全國能源消費(fèi)總量的11.5%,占采暖地區(qū)全社會能耗的 20%以上,一些嚴(yán)寒地區(qū)的城鎮(zhèn)建筑能耗高達(dá)當(dāng)?shù)厣鐣偰芎牡?0%以上。同時,嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)城市采暖期空氣污染嚴(yán)重,居民健康狀況要比非采暖期下降2-3個級別。就國際形勢而言,我國建筑節(jié)能形勢非常嚴(yán)峻,而就我國建筑耗能狀況來看,嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)倡導(dǎo)綠色節(jié)能建筑勢在必行。
1 綠色建筑的節(jié)能環(huán)保
1.1建筑保溫隔熱性能的改善
嚴(yán)寒、寒冷地區(qū)建筑物有效利用能耗的程度,取決于外圍墻體、門窗、以及屋面的保溫隔熱性能,這些部位的熱量損失要占采暖產(chǎn)生能量的1/3以上。因此,如果能夠提高各個位置保溫隔熱能力,便可從一定程度上提高能源利用率,增加冬季舒適度,減少不必要的能源浪費(fèi)和污染。維護(hù)結(jié)構(gòu)主要包括墻體、門窗,和屋面,從這三個部分,筆者總結(jié)出幾種提高保溫隔熱性能的方法。
1.1.1墻體節(jié)能
墻體節(jié)能主要體現(xiàn)在外墻保溫隔熱性能的提升上,可以在墻體內(nèi)部安裝保溫層,構(gòu)成內(nèi)部保溫、夾心保溫和外部保溫幾種形式。
內(nèi)保溫是指將保溫層布置在外墻內(nèi)側(cè),這樣可以降低裝飾面及保溫材料的防水、耐候性要求指標(biāo),且施工較方便。但是實(shí)際操作中發(fā)現(xiàn),外墻內(nèi)保溫占用室內(nèi)面積,圈梁、構(gòu)造柱等會引起熱橋,增大熱損失,而且有冬季潮濕發(fā)霉現(xiàn)象,因此使用方面受到一定限制。 夾心溫是將保溫材料置于外墻中間,起到對建筑的保溫隔熱效果。近年來在嚴(yán)寒地區(qū)得到一定應(yīng)用,但是由于墻體厚,內(nèi)外層墻體需要有復(fù)雜的拉結(jié)手段固定,施工質(zhì)量和抗震措施等方面不好控制,因此有待于研究和改進(jìn),實(shí)際中應(yīng)用不多。外保溫的建筑室內(nèi)溫度適宜,適合對采暖和空調(diào)有要求的建筑,在新建的建筑和改造之后的建筑墻體中都可以布置。其優(yōu)點(diǎn)有很多,比如:避免熱橋、冬暖夏涼、延長墻體壽命、方便裝修等等。外保溫墻如今發(fā)展迅速,在嚴(yán)寒、寒冷地區(qū)應(yīng)用效果顯著。
1. 1.2門窗節(jié)能:門窗部位絕熱性能差,冬季室內(nèi)的熱能很大部分是因此流失的。因此,在設(shè)計(jì)時,要合理控制窗墻比,盡量減小門窗尺寸,提高門窗的氣密性。為了更好地提高門窗保溫效果,建議安裝新型的節(jié)能門窗,這樣既可以保證合理的采光通風(fēng),又達(dá)到了很好的防止溫度散失的效果。現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用的有中空玻璃窗、真空玻璃窗和低輻射玻璃窗等。
1. 1.3屋面節(jié)能:
屋面的保溫隔熱層在屋面節(jié)能中起到重要作用,因?yàn)槲輧?nèi)熱氣流向上,屋外冷氣流向下,屋面起到隔絕冷熱氣流交換的作用。在屋頂合理布置保溫隔熱材料,這樣可以起到很好的室內(nèi)保溫隔熱效果,而且投入不多。為了避免屋頂自重太大,坡屋面一般可以鋪設(shè)一層質(zhì)量較輕的優(yōu)質(zhì)保溫材料,平屋面上鋪設(shè)擠塑聚苯板與加氣混凝土的復(fù)合材料。
1.2 綠色建筑的合理布置形式
建筑節(jié)能除了要求提高建筑自身的保溫隔熱效果外,還需要合理地布置建筑形式。
嚴(yán)寒、寒冷地區(qū)冬季風(fēng)力大小和方向,對建筑能耗影響較大,在嚴(yán)寒、寒冷地區(qū)以選擇南向、南偏西、東向?yàn)樽罴选A硗猓紤]到各地的地形地貌及氣候不同,需要結(jié)合當(dāng)?shù)鼐唧w情況,安排最合理的建筑朝向。
建筑體形系數(shù)對建筑能耗的影響也很大,據(jù)統(tǒng)計(jì),體形系數(shù)每提高1%,能耗指標(biāo)約增加2.5%。因此,將建筑體形系數(shù)盡量控制在較低的范圍內(nèi),對建筑節(jié)能會起到一定的效果。建筑的平面形狀是影響體形系數(shù)的重要因素,如圖1所示,建筑底面積和高度相等,平面形狀不同的情況下,建筑體形系數(shù)差別很大,這就在一定程度上影響了建筑的能耗。因此,在嚴(yán)寒、寒冷地區(qū),應(yīng)該盡量選擇平面規(guī)整緊湊,進(jìn)深大的建筑形式。圖一 建筑平面形狀與體形系數(shù)的關(guān)系
1.3 開發(fā)利用新能源
綠色建筑提倡開發(fā)和利用新能源,最大限度地減少建筑對環(huán)境的污染,提高人民的生活質(zhì)量。哈爾濱辰能·溪樹庭院項(xiàng)目在建筑設(shè)計(jì)與規(guī)劃時,就很好地考慮了環(huán)保與節(jié)能。該建筑采用的部分冷源和熱源是地?zé)嵯到y(tǒng)提供,地?zé)崮苁墙陙硎澜缙毡樘岢木G色環(huán)保能源,既能保證正常的采暖供應(yīng),又能減少煤炭等環(huán)境污染物的燃燒,在很大程度上達(dá)到了綠色環(huán)保的要求。嚴(yán)寒、寒冷地區(qū)冬季漫長寒冷,煤炭能源消耗較大,如果新型綠色能源能夠廣泛普及,對環(huán)境的改善會起到十分顯著的影響。
如今備受關(guān)注的太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮艿瓤稍偕茉矗际蔷G色建筑提倡的綠色資源。在建筑的設(shè)計(jì)和規(guī)劃過程中,應(yīng)盡量主動推廣新能源的利用,讓建筑與環(huán)境做到和諧共生。
1.4綠色建筑材料的回收利用與新型結(jié)構(gòu)形式的推廣
在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時要考慮長期計(jì)算成分,重視綠色建筑后期對材料的回收利用,而不僅僅只是考慮工程本身所花費(fèi)的成本。近年來,各種新型建筑結(jié)構(gòu)相繼出現(xiàn),不但在功能上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu),在材料利用方面也充分證明了節(jié)能環(huán)保的效果。這里介紹一種新型建筑結(jié)構(gòu)——屈曲約束支撐。
屈曲約束支撐(buckling一restrainedbrace簡稱BRB)是一種應(yīng)用在建筑抗震中起到支撐作用的結(jié)構(gòu),它相對于傳統(tǒng)的建筑支撐,有十分優(yōu)異的性能。屈曲約束支撐在極限受壓狀態(tài)下會屈服,但不至于屈曲,這樣就保證了大震狀況下,支撐仍然保持原有的形態(tài),而不會導(dǎo)致彎曲變形,失去作用。安裝BRB支撐的框架結(jié)構(gòu)會明顯提高結(jié)構(gòu)剛度和延性,由于其受壓時屈服而不屈曲的優(yōu)良性質(zhì),能夠明顯發(fā)揮鋼材的滯回消能的能力,在建筑抗震的應(yīng)用中,起到很重要的作用 。(BRB結(jié)構(gòu)組成形式及安裝方法如圖2)提高建筑的抗震性能可以通過傳統(tǒng)的增大框架梁柱尺寸、提高混凝土強(qiáng)度來達(dá)到目的,但是這樣的做法大大增加了混凝土的用量,造成材料浪費(fèi),而且應(yīng)用過的混凝土重新回收利用的過程復(fù)雜,但是BRB可以填補(bǔ)這個缺陷。BRB是一種可回收的新型建筑材料,在有效地提高框架抗震能力的同時,減少了不必要的材料浪費(fèi)。當(dāng)建筑物被拆除或支撐損壞之后,BRB仍然可以回收制造,再重新利用。這就在一定程度上既節(jié)約了資源,又實(shí)現(xiàn)了建筑材料回收再利用的目的,真正符合了綠色建筑倡導(dǎo)的可持續(xù)發(fā)展的主題。
圖2 屈曲約束支撐構(gòu)造及安裝
類似于BRB的其他新型建筑材料還有很多,如果在建筑的設(shè)計(jì)當(dāng)中充分考慮運(yùn)用新型的綠色環(huán)保材料,便一定能在節(jié)能環(huán)保方面取得重要的成就。
1. 5綠色建筑的發(fā)展需要軟件和硬件共同開發(fā)
綠色建筑的發(fā)展如果要取得成效,需要軟件和硬件的共同開發(fā)。為了推廣綠色建筑理念,國家對建筑技術(shù)的規(guī)定、規(guī)范的編制、成本的評估、質(zhì)量的審核等方面做出的努力,就是硬件的開發(fā)。在這些硬件的開發(fā)上,國家已經(jīng)已經(jīng)花費(fèi)了很多精力,接下來要大量投入的是軟件的開發(fā)。國家為了更深入地對綠色建筑進(jìn)行研究,大力發(fā)展綠色人文、倡導(dǎo)綠色知識普及、培養(yǎng)綠色科研優(yōu)秀人才,這就是軟件的開發(fā)。如果一個國家只對硬件方面作出努力,而不注重人文教育方面的軟件開發(fā),那么綠色建筑的發(fā)展只會停滯不前。因此,我們在做好硬件開發(fā)的同時,一定也要做好軟件的發(fā)展,將綠色建筑文化深深地融入全民教育中,并注重培養(yǎng)綠色文化研究的先進(jìn)人才,鼓勵綠色建筑文化的創(chuàng)新與發(fā)展,讓綠色建筑的推廣可持續(xù)性、有效性地發(fā)展下去。
2 綠色建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢
綠色建筑如今正在向一個逐漸成熟的方向發(fā)展,綠色建筑產(chǎn)業(yè)也開始在我國生根發(fā)芽。綠色建筑產(chǎn)業(yè)被大致分為三個階段:
第一階段產(chǎn)業(yè):工程與技術(shù)研究,建筑外觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料和設(shè)備研發(fā)、教育培訓(xùn)等。
第二階段產(chǎn)業(yè):綠色建材、節(jié)能環(huán)保設(shè)備、綠色建筑業(yè)等。
第三階段產(chǎn)業(yè):綠色建筑的營銷、運(yùn)營維護(hù)等。
我國正處于社會主義初級階段,努力地推進(jìn)工業(yè)化、新農(nóng)村建設(shè)和城鎮(zhèn)化進(jìn)程,綠色建筑與這些方面息息相關(guān)。綠色建筑不僅會帶動建筑產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展,改善建筑材料的循環(huán)利用。而且在建筑設(shè)計(jì)與規(guī)劃過程中,產(chǎn)生的一大批建筑產(chǎn)業(yè),對國家的GDP有很明顯的帶動作用。聲明:本站所有內(nèi)容,凡注明來源:綠建之窗”或“本站原創(chuàng)”的文字、圖片等,版權(quán)均屬本網(wǎng)所有,其他媒體、網(wǎng)站等如需轉(zhuǎn)載、轉(zhuǎn)貼,請注明來源為“綠建之窗”。凡注明"來源:XXX"的內(nèi)容,為本網(wǎng)轉(zhuǎn)載自其他媒體,轉(zhuǎn)載目的是傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對其真實(shí)性負(fù)責(zé)。如有侵權(quán),也請第一時間聯(lián)系我們。對不遵守聲明或其他違法、惡意使用本網(wǎng)內(nèi)容者,本站保留追究其法律責(zé)任的權(quán)利。管理員QQ: 4993067 32533240,緊急聯(lián)系方式:13693161205。
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