探析低碳建筑設(shè)計(jì)趨勢

                                   ——以某辦公樓的改造設(shè)計(jì)為例

    摘要：低碳建筑是指在建筑材料與設(shè)備制造、施工建造和建筑物使用的整個(gè)生命周期內(nèi)，減少化石能源的使用，提高能效，降低二氧化碳排放量。目前低碳建筑已逐漸成為國際建筑界的主流趨勢。建筑行業(yè)由于其自身的特點(diǎn)，被看作是走向低碳經(jīng)濟(jì)的最重要行業(yè)：一、是量大，能耗高，發(fā)展快；二、是建筑行業(yè)采取節(jié)能減排的成本最小，效果最好。因此在發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的道路上，建筑的“節(jié)能”和“低碳”注定成為繞不開的話題。

   關(guān)鍵詞：低碳建筑 節(jié)能 辦公樓實(shí)例

   目前，低碳建筑是在國家強(qiáng)制要求的比上世紀(jì)80年代建筑平均耗能量節(jié)能50%的建筑標(biāo)準(zhǔn)上，提升到節(jié)能65%的標(biāo)準(zhǔn)。因此實(shí)現(xiàn)低碳建筑的根本途徑就是采取各種低碳節(jié)能措施來實(shí)現(xiàn)。全國低碳節(jié)能建筑非常多，世博會(huì)上的很多展覽都是低碳節(jié)能建筑。在我參與的某辦公樓改造工程設(shè)計(jì)中，采用了斷熱鋁材、Low-E低輻射鍍膜玻璃和太陽能光伏等低碳節(jié)能技術(shù)，下面就介紹下實(shí)現(xiàn)低碳建筑的主要體現(xiàn)手段：

一、外墻低碳節(jié)能技術(shù)

    雙層外墻系統(tǒng)。外墻是建筑室內(nèi)外環(huán)境之間的分界，其設(shè)計(jì)往往直接影響到室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量和建筑在生態(tài)方面的表現(xiàn)，特別是玻璃幕墻。外墻應(yīng)該能滿足自然光照、太陽能的主動(dòng)或被動(dòng)利用、防止過度熱輻射、減少室內(nèi)熱損失。許多研究表明，雙層外墻系統(tǒng)有很好的熱學(xué)性能。它能提供一種“空氣流動(dòng)的密封”，即它可以讓空氣流動(dòng)進(jìn)行通風(fēng)，但同時(shí)又具有良好的熱絕緣性能。其工作原理是空氣腔里較低的氣壓把部分廢氣從房間抽出，并且吸收太陽輻射熱后變暖、自然的上升，從而帶走廢氣和太陽輻射熱。雙層幕墻系統(tǒng)的效能受到下列因素影響：自然通風(fēng)/機(jī)械輔助通風(fēng)的效率、玻璃種類及排列順序、空氣腔的尺寸和深度、遮陽裝置的位置和面積等。這些因素的不同組合將提供不同的熱、通風(fēng)和采光效能。在空氣腔中增加日光控制裝置（如百葉、光反射板、熱反射板等），可以同時(shí)滿足建筑自然通風(fēng)、自然采光的要求。

二、空調(diào)和照明低碳節(jié)能技術(shù)

    空調(diào)和照明是建筑能耗的主要部分，大力推廣供熱采暖與空調(diào)制冷節(jié)能技術(shù)，降低供熱采暖系統(tǒng)及空調(diào)能耗，是真正實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的有效途徑。比如在空調(diào)系統(tǒng)中采用變風(fēng)量空調(diào)技術(shù)，蓄冷空調(diào)技術(shù)，空調(diào)（制冷、熱）系統(tǒng)節(jié)能控制技術(shù)和空氣－空氣能量回收裝置。在照明系統(tǒng)以自然采光為主，人工照明中合理選用燈具對照明系統(tǒng)能效有重要影響。同時(shí)選擇適宜的光源，積極推廣和合理應(yīng)用熒光燈。

三、新能源新材料的開發(fā)利用

    節(jié)約能源不止體現(xiàn)在建筑物主題采取節(jié)能措施上，更重要的是領(lǐng)域要千方百計(jì)地開發(fā)使用新型清潔能源。如太陽能熱水器、光電屋面板、光電外墻板、光電遮陽板、光電窗間墻、光電天窗以及光電玻璃幕墻等。去年的上海世博會(huì)，還成為新能源集中亮相的舞臺(tái)，一大批太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮艿刃履茉醇夹g(shù)都在世博園區(qū)內(nèi)得到了集中應(yīng)用。在這里，新能源技術(shù)不僅僅運(yùn)用于交通，還被用到了世博園區(qū)的建筑上。世博會(huì)主題館屋面大面積鋪設(shè)太陽能板，采用并網(wǎng)發(fā)電運(yùn)行方式，將太陽能光伏電板做成建筑材料，讓建筑物的外墻、屋頂成為“發(fā)電機(jī)”，并將產(chǎn)生的電能并網(wǎng)輸入城市電網(wǎng)，讓“綠電”進(jìn)入千家萬戶，這是歷屆世博會(huì)之最。

四、低碳節(jié)能技術(shù)在辦公樓工程中的實(shí)際應(yīng)用

   此項(xiàng)目中辦公樓的立面是以玻璃幕墻為主，玻璃幕墻占外墻面積一半以上，要達(dá)到公共建筑節(jié)能的要求使用普通的型材和玻璃是行不通的。斷熱鋁材是利用塑料型材（隔熱性高于鋁型材1250倍）將室內(nèi)外兩層鋁合金既隔開又緊密連接成一個(gè)整體，構(gòu)成一種新的隔熱型的鋁型材，用這種型材做門窗，徹底解決了鋁合金傳導(dǎo)散熱快、不符合節(jié)能要求的致命問題。該產(chǎn)品兩面為鋁材，中間用塑料型材腔體做斷熱材料。這種創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，兼顧了塑料和鋁合金兩種材料的優(yōu)勢，同時(shí)滿足本院科研樓的裝飾效果和低碳節(jié)能等多方面的要求。Low-E低輻射鍍膜玻璃在優(yōu)質(zhì)浮法玻璃表面均勻地鍍上特殊的金屬膜系,極大地降低了玻璃表面輻射率,并提高了玻璃的光譜選擇性�？梢姽饪捎行У赝高^膜系和玻璃，保持了室內(nèi)明亮,而肉眼看不見的紅外線80%以上被膜系反射(特別是遠(yuǎn)紅外線幾乎完全被其反射回去而不透過玻璃)。Low-E玻璃還可以大幅度降低玻璃的紫外線透過率。通常Low-E玻璃加工制成中空玻璃使用。中空Low-E玻璃與普通單片玻璃相比,夏季可節(jié)能60%以上,冬季可節(jié)能70%以上。因此，用Low-E玻璃制造建筑物門窗，可大大降低因輻射而造成的室內(nèi)熱能向室外的傳遞，達(dá)到理想的節(jié)能效果。正是采用了這兩種高效低碳節(jié)能材料優(yōu)越的性能使此項(xiàng)目達(dá)到了低碳節(jié)能環(huán)保的要求,同時(shí)也為創(chuàng)造良好的辦公環(huán)境打下了良好的基礎(chǔ)。

   這次我們還采用了太陽能光伏技術(shù)。立面以玻璃幕墻為主，安裝太陽電池組件會(huì)使建筑整體效果受到破壞,因此太陽能應(yīng)用只能以屋頂安裝光電屋面板和東西墻面安裝光電外墻板為主,而且為了不影響整個(gè)頂面的人員疏散屋頂又不可滿鋪。為此將采用間隔鋪設(shè)的方案,在建筑的頂面采用與屋頂一體化組件,包括采用部分透光式光伏組件作為屋頂,要求所形成的光伏建筑一體化組件除了能夠發(fā)電外,還具有防水和保溫等建筑功能。這樣設(shè)計(jì)既為國家低碳節(jié)能環(huán)保事業(yè)做出了貢獻(xiàn)，又產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

五、結(jié)語

   當(dāng)前降低建筑能耗,使建筑的人工環(huán)境與自然環(huán)境達(dá)到動(dòng)態(tài)的平衡,將是建筑在滿足了基本的使用功能和美學(xué)要求后應(yīng)追求的更高目標(biāo)。建筑節(jié)能低碳環(huán)保是國家發(fā)展的基本國策之一，抓好低碳建筑的設(shè)計(jì)，將會(huì)帶動(dòng)國家和地方的建筑節(jié)能事業(yè)，促進(jìn)全社會(huì)建筑低碳節(jié)能的技術(shù)進(jìn)步。在這次辦公樓改造設(shè)計(jì)中，采用斷熱鋁材、Low-E低輻射鍍膜玻璃和太陽能光伏技術(shù)大大的降低了建筑能耗，為建筑低碳節(jié)能做出了我們的貢獻(xiàn)。

李炳熙   

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