建筑能源与环境范文

时间:2023-12-06 18:01:59

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建筑能源与环境

篇1

1、建筑环境与能源应用工程专业培养从事建筑环境控制、建筑节能和建筑设施智能技术领域工作,具有空调、供热、通风、建筑给排水、燃气供应等公共设施系统、建筑热能供应系统和建筑节能的设计、施工、调试、运行管理能力和建筑自动化系统方案的制定能力的高级工程技术人才和管理人才。

2、主干课程

建筑力学、工程热力学、传热学、流体力学、建筑环境学,建筑环境与能源学、热质交换理论与设备、流体输配管网、建筑环境测量、冷热源、暖通空调、系统自动化、燃气输配、电工学、建筑给排水、建筑电气、建筑节能与可再生能源利用、施工组织与管理等。

(来源:文章屋网 )

篇2

关键词:《流体力学》课程;实验教学;教学改革;建筑环境与能源应用工程

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)16-0225-02

一、前言

我校的学生培养定位是:“立足内蒙古,面向全国,服务国家基础工业和地方经济建设,培养岗位适应性强、工作作风踏实的应用型人才”[1]。

建筑环境与能源应用工程专业的培养目标是:“适应社会主义现代化建设需要,德智体全面发展,基础扎实、知识面宽、能力强、素质高、具有创新意识和工程实施能力的建筑环境与能源应用工程专业应用型高级技术人才”。毕业生能够从事工业与民用建筑室内环境与暖通空调、通风除尘、采暖供热、燃气供应、建筑给排水等公共设施系统、建筑热能供应系统的设计、安装、调试、运行、管理以及建筑自动化系统的方案制订,并具有初步的应用研究与开发能力,能够在设计研究院、建筑工程单位、物业管理公司及相关的科研、生产和教学等单位从事技术与管理工作。

《流体力学》是建筑环境与能源应用工程专业的一门主要技术基础课,也是我校重点建设课程之一,是该专业工程技术人员必须掌握的知识。同时,该课程也是我校环境工程、热能与动力工程、矿物加工工程、采矿工程、机械设计与自动化等工程专业必须开设的课程。通过本课程的学习,学生应掌握流体力学的基本概念、基本理论以及水力计算的基本方法。流体力学实验是流体力学课程的重要组成部分,流体力学实验是发展流体力学理论,验证流体力学假说,理解流体力学现象,解决流体力学工程问题的一个重要手段,该课程实验教学质量的好坏影响到学生对知识的了解和掌握,以及动手实践能力的培养,甚至影响到他们就业后对专业知识的灵活运用。

二、当前实验教学存在的问题

1.实验教学现状。流体力学实验是《流体力学》课程的重要环节。实验基本目的要求是:使学生观测流动现象,验证所学理论,掌握实验的方法和操作技能,训练学生整理实验资料、编写实验报告的能力,培养学生严格的科学作风。目前我校《流体力学》课程开设的主要实验项目有:雷诺实验、伯努利方程验证实验、圆形管道沿程阻力实验、圆形管道局部阻力实验、一元流动量方程验证实验、气体紊流射流实验等[2],全部是传统的验证型实验,由于实验室房间、实验器材、指导教师人数等方面的条件有限,综合型、设计型实验不能开出。不同专业、不同学时的《流体力学》课程的学生进行完全相同的实验。在实验课堂上,实验指导教师从实验原理、实验目的、实验仪器设备、实验操作步骤、实验注意事项、实验报告格式要求等方面进行讲解,之后学生分组进行实验操作,观察实验现象,采集实验数据,出现问题在指导教师的指导下进行处理,教师根据实验报告的书写完成情况和质量来评定成绩。虽然实验项目开设的比较全面,基本覆盖了课程的主要内容,也有利于增进学生对理论知识的理解,但没有激发学生的积极性,学生做实验的主动性和热情没有体现出来,只是被动的完成了实验教学过程,不能培养学生的创新性。

2.实验教学效果。近年来伴随着我国教育体制的改革发展和招生规模的扩大,给学校的发展带来了机遇,使学校的发展取得了长足的进步,但不可回避的是学生质量在不同程度上有所下降,基础知识不很扎实,给后续教学工作带来了困难,也是摆在全校师生面前的难题。另外还有相当一部分学生是通过调剂专业而来的,不是他们所钟情和喜爱的专业,因此,学习积极性也不高,疲于应付,学习目的不明确,态度不很认真,缺乏学习的热情和动力,只求考试及格过关了事,流体力学实验课的学习也是如此。

近年来,学校也做了很大努力,在改善实验条件方面投入不少,但由于学生人数众多,实验仪器设备台套数较少,实验小组人数偏多,亲自动手操作的次数不是很多,感性认识不够,尽管实验指导教师想尽一切办法,尽可能多的创造机会,但收效甚微,实验效果不理想,有的甚至连最基本的测试仪器,如毕托管的工作原理、使用及注意事项等都不清楚。另一方面,由于小组人数多,实验测试数据相同,实验报告抄袭现象严重,没有进行数据的处理、分析、结果的讨论,因此对实验的感悟不深,对所学理论知识的理解、体会起不到作用,同时给实验成绩的考核带来了不便。

三、课程实验教学改革内容

1.实验课的地位。实验是《流体力学》课程非常重要的组成部分,但是在教学实践中,往往更多强调的是理论的重要性,而忽视了实验对流体力学理论学习的帮助。因此要充分重视流体力学实验的地位,实验在流体力学教学中和理论课具有同样的重要作用,流体力学实验是验证理论、数值计算结果的唯一途径,是学生获得流体力学感性知识的主要方法,有利于学生对抽象知识的深入理解,促进学生进一步思考,培养他们的扩散思维,调动他们学习的积极性。另外,要树立重视实验教学、热情服务学生的观念。首先要重视实验室建设,无论从政策倾斜还是人力、物力以及资金投入等方面都予以高度重视;其次要尊重实验教师的地位和实验教师的劳动,吸引具有一定操作技能和设计构思能力的教师充实到实验教师队伍中。

2.优化实验教学内容。《流体力学》是建筑环境与能源应用工程专业的技术基础课,其内容贯穿了建筑环境与能源应用工程专业的所有领域,如采暖供热中的热媒介质(水)的流动,空调工程中空气、冷冻水、冷凝水的流动,通风除尘中空气以及粉尘粒子的流动,锅炉中的烟气、水、蒸汽、粉尘粒子的流动等,所有这些流动的参数测试分析类似于流体力学实验,因此流体力学实验应该与工程实践紧密结合。而目前《流体力学》课程开设的实验全部是传统的验证型实验,也是非常经典基础的实验,虽然实验项目开设的比较全面,基本覆盖了课程的主要内容,也有利于增进学生对理论知识的理解,但是,和专业工程实践脱节,联系不密切,学生学习的兴趣和积极性不高[3,4]。

在完成传统经典基础验证型实验的之后,指导组织学生自行完成一次设计研究型实验,把原有单一的实验内容组合到新的设计实验中,如具有一定规模的管网设计实验,并对设计管网系统进行运行调试,分别测定不同工况下的运行参数,如流量、流速、压力等,这样既把流体力学知识和专业课的知识结合在了一起,由于是按照自己的意愿设计的实验,因而增加了学生的学习兴趣,又提高了学生的操作运行技能,同时,在解决出现问题的过程中,使学生学到的知识得到了综合应用。因此笔者以为,传统经典基础验证型实验固然重要,可以使学生所学知识得到加深巩固和理解,综合型设计性实验则是对学生综合能力得到锻炼和提高的有效途径。在实验教学过程中,优化现有实验资源,在完成传统经典验证型实验的同时,加强了设计性实验的开出。

3.教学手段与方法。为了达到应有的实验教学效果,在实验教学过程中,要打破传统的实验指导教师讲解学生听的模式,指导教师与实验学生采取互动的形式,共同探讨实验的目的、意义、背景、对应知识点以及和相关知识的联系、完成实验测定的技术路线等,使学生处于主体地位,积极参与,主动进行。方法可以灵活多样,教学手段可辅助以教学录像、多媒体等,对于实验过程中出现的问题应让学生互相讨论,从中获得答案,指导教师予以补充。实验成绩的考核不拘泥于实验报告,应根据学生对实验目的意义的感悟、对知识联系的理解、实验动手操作、问题分析讨论、实验报告质量等综合评价[3,4]。

四、结语

《流体力学》是建筑环境与能源应用工程专业的一门主要技术基础课,也是我校重点建设课程之一,同时也是环境工程、热能与动力工程等专业必须开设的课程。流体力学实验是该课程非常重要的组成部分,实验不仅可以提高学生的学习兴趣,还可以有意识的培养学生观察事物的能力、分析解决问题的能力和相互协调合作的能力。因此要转变观念,重视流体力学实验教学,整合流体力学实验资源,进一步补充完善实验教学内容,改革流体力学实验教学方法和手段,不断研究流体力学实验发展趋势,不仅要使学生完成经典基础的实验项目,更重要的是要放手让学生开发设计型、研究型实验,突出学生的主体性,提高学生学习的主动性和创新性,使每一个完成流体力学实验的学生从中得到锻炼和提高,为培养综合型建筑环境与能源应用工程专业人才奠定扎实的基础。

参考文献:

[1]内蒙古科技大学教务处组.内蒙古科技大学本科专业培养方案(2014版)[Z].

[2]陈俊俊,李义科,牛永红,庞S佶,刘素霞.新版《流体力学》课程教学大纲修订及思考[J].科学管理研究,2011,(2).

篇3

Abstract: This paper researches the program, requirements, evaluation and other aspects of experimental teaching in the building environment and energy applications engineering of Municipal and Surveying Engineering College.

关键词: 开放性;实验教学;实验室;建筑环境与能源应用工程

Key words: open;experimental teaching;laboratory;building environment and energy applications engineering

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)35-0265-02

0 引言

随着中国经济体制从计划经济向市场经济的转变,社会就业单位对学生的创新能力与解决实际问题的能力提出了更高的要求。高校必须加强培养学生的综合素质和创新能力以适应社会发展的要求,因此,在试验教学中改变传统的教学模式,如采用开放性试验教学就能很好的调动学生的主观能动性、激发创新思维以及提高解决实际问题的能力。湖南城市学院建筑环境与能源应用工程专业在专业理论基础课以及专业课相关的实验项目进行了开放式实验教学[1-2]。

1 开放性实验教学的意义

由于学生在传统教学模式下缺乏思考,因此不能很好的激发学习的兴趣,更不能培养学生的创造能力。由于开放性试验教学为学生的自主性发挥开辟了广阔的空间,是较高层次的自主实践活动,实验教学的指导思路是改变过去以基本操作和验证性实验为主的现状,充分发挥学生的主观能动性,要求学生自己提出实验方案,培养学生的创新能力及提高学生的解决问题的能力为主在开放性教学活动中,学生从选题,到搜集资料、确定研究方案、实施研究过程,直至最终形成阶段性成果,始终体现了学生的主动参与、对问题的积极探索和对科学研究的切身体验。同时对于在实验教学计划外再进行实验学习、锻炼、研究的同学提供一个施展才华的舞台。借助于开放性学习,学生不仅能学到建筑环境与能源应用工程专业知识,而且能学到学习和研究建筑环境与能源应用工程专业知识的方法。通过实验进一步加深对理论课的理解,掌握实验操作基本技能,训练学生整理科研成果的能力,通过实验的严格训练,培养学生良好的工作态度和严谨、细致、实事求是的工作作风,为以后走向工作岗位、从事科研打下坚实的基础[2-4]。

2 开放性实验教学的方案与要求

湖南城市学院建筑环境与能源应用工程实验室中热工基础和暖通空调实验设备较齐全、先进,实验开出率达90%以上,且师资力量雄厚,因此作为第一批开放性实验课程。传统的实验方式一般所开实验模式是根据实验教学大纲的要求开出几个实验内容,每个必须将所要求的实验内容作完。而在开放性试验中,要求学生自由选择试验题目,并提出试验方案,要求学生在规定时间内完成试验题目,但是试验方案要由指导教师确认是否可行。开放性试验的关键就是设计试验题目,而试验内容应当结合学科的发展,使学生体会到学科发展的新动态。难度适中能够增强学生的信心并得到相应的锻炼。可操作性是要求实验的题目与实验室的条件、指导教师的研究方向相一致,避免出现实验过程失控的现象。具体操作首先由学生填写开放性实验申请书,确定实验项目及参与该实验学生人员。此次开放性实验的实验项目首先要有项目设计论证,包括:①选题:本项目国内外研究现状述评,选题的意义;②内容:本项目研究的基本思路和方法、主要观点;③预期价值:本项目理论创新程度或实际应用价值;④主要参考文献。此外还需有实验目的,实验方案设计等,然后由指导老师评审。针对此次开放性实验制定了《建筑环境与能源应用工程实验室综合开放性实验规范》。

建筑环境与能源应用工程实验是学生系统接受实验方法和实验技能训练的重要阶段。为了充分发挥实验在学生创新能力培养中的作用,提出了建筑环境与能源应用工程专业实验教学改革目标:①管理方面:实行全面开放性教学,做到时间开放、内容开放、兴趣开放、创新基地开放,充分体现“以人为本”的教育理念;②知识方面:使学生掌握基本的实验方法、基本技能及实验的基础理论,了解现代给排水工程专业实验新技术与知识;③能力方面:培养学生综合实验能力、实验设计能力和研究实验规律的能力;④创新素质方面:培养学生创新意识、科学思维方式、实事求是的科学态度、严谨的工作作风和钻研探索精神。

培养学生创新能力最有效的途径就是建筑环境与能源应用工程专业试验。通过试验教学,学生应当掌握试验检验理论的方法、寻求物理量之间相互关系的方法、寻求最佳方案的方法以及减小测量误差的方法等。因此,在试验教学中应当让学生掌握和运用试验的方法,让学生练习用仪器进行观察,在处理数据中锻炼分类和数学归纳的方法,在误差计算分析中练习比较、分析等科学方法等,使得学生掌握试验的原理、操作方法以及处理数据的能力。此外,我们应当明确,开放性实验教学的着眼点是培养学生的创新意识和实践能力,而不是为使学生学到某些具体的知识。

3 开放性实验的考核

传统的实验教学方式是按实验教学大纲规定出实验内容和实验学时,实验内容与具体的实验方案早就确定好了,由实验指导教师做大量的实验准备工作,学生只需按实验流程按部就班就可以了,而这种做法显然制约了学生想象力、创造力的发挥。而开放性实验为满足学生的实验兴趣,提供他们实际操作动手锻炼的机会,实验室全天向学生开放。做实验的同学提出申请后,提前与实验室预约,由实验老师统一调配实验时间。实验教学的考核方式是实验教学成功的保障。传统的实验考核方式是以早就拟订好的实验报告模式,只要按部就班的填写就行了,而开放式实验教学不仅以实验报告为标准,还将组织学生进行实验方案的探讨,以及讨论、分析实验成果,这样既使学生掌握了实验操作的基本方法,掌握了操作技能,又培养了学生收集、分析、总结实验数据的能力,充分发挥学生的主观能动性,提高了学生分析问题、解决问题的能力。在实验的时候还应建立登记制度,随时了解学生的实验情况,帮助他们解决实验过程中出现的各种各样的问题,保证开放性实验教学的正常进行。实验考核主要注重着几个方面的情况:①实验方案的准备情况即实验方案的科学性、周密性和可行性,对方案的理解程度;②实验操作技能水平,使用器材、仪表的技能水平;③实验现象的观察测量、判断和描述情况,在实验过程中发现和分析、解决问题的情况;④对实验观测结果进行整理、加工、解释和讨论的情况,实验结果的质和量、速度、结论的正确性等;⑤对实验的态度、兴趣、参与和投入程度,探索精神和实事求是态度等。

科学的考核测评体系对提高实验教学质量的影响很大,目前的实验教学考核是一个薄弱的环节,学生只要来实验室做实验,实验成绩就能通过。我们对建筑环境与能源应用工程实验考试办法进行了适当改革,学生的成绩由三部分组成:课内、课外和期末考试。为了鼓励学生参与创新设计性实验活动的积极性,对正在学习建筑环境与能源应用工程专业的学生,创新设计实验每完成一个并经评议达到良好者,实验课程成绩加10~20分,同时在完成实验教学基本要求的前提下,如有两个创新设计实验达到优良者,由系和学生处联合颁发“科技实验优胜奖”,对具有一定的独创性和科学性的成果,将推荐在校学报发表,并颁发“科技实验创新奖”。

4 结束语

开放性实验教学,可变验证性实验为探索性实验、综合性实验或设计性实验,提高实验场地和实验仪器的利用率、实验的开出率,同时也是师生互动的过程,通过实验可以培养学生良好的实验习惯和认真的钻研的科学精神,提高学生的实验操作技能,分析实验现象、总结实验规律的能力。开放性实验教学,需要创造良好的外部条件、营造良好的实验氛围、构建实验室创新体系,这是一个长期的、循环的、渐进的过程,需要师生们广泛、长期的参与。

参考文献:

[1]金正一.建设开放性实验室的思考与实践[J].实验室研究与探索,2007,26(1):124-125.

篇4

[关键词]绿色建筑;标准;实现途径

Abstract: With the popularization of the thought of sustainable development, green architecture becomes the focus problem. This paper briefly expounds the meaning of green building and green building standards, and the implementation way and carried on the analysis, we hope to help and inspire follow-up study.

Key words: Green building; standard; implementation way

中图分类号: TU2 文献标识码: A 文章编号:

一、绿色建筑的涵义

所谓绿色建筑,其“绿色”指的并不是一般意义上的立体绿化,而是代表着一种概念,是一种象征。绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源,保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用、高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。其中,节约资源包括节能、节地、节水、节材等。绿色建筑的基本内涵可以归结为以下三个方面:①减轻建筑对环境的负荷,节约能源和资源;②创造安全、健康、舒适的生活空间;③减少对自然环境的影响,与环境和谐共处、永续发展。

二、绿色建筑的标准

绿色建筑是一个广泛的概念,它遵循这样一个理念:在最高效率地利用自然资源的同时最大限度地减少对环境的影响。绿色建筑遵循以人为本的科学发展观,以生态系统的良性循环为基本原则,利用现代绿色科技成就,根据当地的环境和资源状况,因地制宜,建造出健康舒适的人类聚居环境,实现经济、生态和社会效益的有机结合,并使建筑物对资源的消耗以及对环境的污染降到最低程度。它不仅要满足人类的整体生活需求,还要具备和谐、高效、环保、节能等特征,体现出绿色建筑的生产方式,这也是符合新时代可持续发展的绿色居住生活方式。绿色建筑以人、建筑和环境的和谐发展为目标,利用自然条件和人工手段创造良好的居住环境,并尽可能地采用无污染、可再生、可循环利用的建筑材料,以控制对自然环境的使用,减少对环境的破坏和污染,在向大自然的索取和回报之间把握好平衡。绿色建筑的室内布局十分合理,充分利用阳光,尽量避免使用合成材料,既节省了能源,又为居住者创造了一种亲近大自然的感觉。综上所述,绿色建筑的核心就是高效率地利用资源,减少资源的消耗量,不破坏环境的生态平衡,对自然环境无害,并拥有优良的室内环境质量。

三、绿色建筑的实现途径

(一)生态规划方面

绿色建筑不仅仅包括建筑本体,也包括建筑内部、建筑外部环境生态系统以及安全、健康、稳定的服务与维护功能系统。成功的绿色建筑应该是一个与生物圈中的自然系统紧密结合,最大限度地利用自然资源,对环境的破坏降到最低的设计。从生态规划方面开始,就应立足于绿色建筑的标准,考虑到方方面面的因素,这是保障绿色建筑设计和建造技术应用的前提,是发展绿色建筑的核心基础。通过科学的整体设计,集成自然通风、自然采光、绿色配置、绿色建材、新能源利用等高新技术,为绿色建筑提供高效的、集约化的生态居住环境,包括最佳的通风环境、日照条件、空气质量、绿地景观等,保障绿色建筑的健全与完善。进行生态规划时,必须结合绿色建筑的内涵,满足选址规划合理、资源利用高效循环、节能措施综合有效、自然环境健康舒适、废物排放减量无害、建筑功能灵活适宜等特点,不仅要满足人们的生理和心理需求,创造良好的居住环境,还要保证资源的高效率利用,使能源和资源的消耗最为经济合理,减少对环境的有害影响。生态规划是促使绿色建筑成为现实并保障其规范的根本。

(二)建筑能源方面

建筑能源的供应方式有很多,绿色建筑应选择最合适的能源供应方式、对建筑能源进行系统性的规划和分析,从而得到一个最优的能源组合方案。煤炭、石油、天然气等常规能源都是不可再生的,而风能、太阳能、海洋能、地热能等等这些是可以重复利用、可再生的,被称为可再生能源。我们应尽可能多的利用可再生能源,尽量不用或少用不可再生能源,目前,可再生能源的发展已经初具规模,人们的日常生活中也经常用到可再生能源,比如利用太阳能产生热水。可再生能源已经成为采暖、空调、生活热水等建筑用能的首选。可再生能源的利用,能够有效降低能源的消耗率,保护地球上有限的能源。我国应大力发展可再生能源技术,鼓励、扶持可再生能源产业的发展,掌握可再生能源发展的核心技术,做好建筑能源的规划工作,保证能源的安全、充足、绿色化供给,为绿色建筑的实现做出贡献。

(三)施工过程方面

在施工组织设计中,应将环保的概念纳入其中,实现“绿色规划”。传统的建筑中,人们对建筑材料尤其是装饰性材料不够重视,只考虑到外观性能和价格因素,而忽略了对一些放射性元素和甲醛、苯、氨等有害物质或气体的控制,对使用者的健康造成很大的威胁。绿色建筑应尽量选用安全的、低污染的“绿色建材”,有效控制有害物质的排放。施工过程中,尽量减少建筑垃圾,对于已经形成的建筑垃圾,通过分类回收,对其进行再加工利用,使资源的投入和回收利用形成良性循环,最大限度地减少最终废弃物,从而减少对环境的污染,实现“绿色施工”。此外,对施工中的每个环节,都必须进行检查验收,保证工程质量,确保建筑物的各项功能在投入使用后能够正常发挥。

四、结语

随着全球资源短缺问题的不断严重,我们必须增强危机感和紧迫感,充分意识到节约资源、能源的重要性,倡导绿色建筑理念,减少资源消耗,保护环境,实现可持续发展。

参考文献:

[1] 金俊实,王军. 浅谈实现可持续发展绿色建筑的途径[J]. 长春理工大学学报 (社会科学版),2006,(03);

[2] 蔡利雄. 低碳经济背景下我国绿色建筑的发展[J]. 江西科学,2010,(03);

[3] 杰克・埃弗里.  美国绿色建筑标准引导建筑开发新潮[J]. 家具与室内装饰. 2003(05);

[4] 王,王随林,王清勤,宋晓新,张旭,罗雪莹.  国外绿色建筑评价体系分析[J]. 建筑节能. 2010(02);

篇5

关键词:建筑设计;建筑节能;重要性;方法

中图分类号:S277 文献标识码:A

我国是一个能源大国,但同是也是一个能源消耗的大国,在我国的总能源消耗中,建筑消耗占十分重要的比例,所以在建筑领域内进行节能已势在必行。建筑节能首先需要从设计节能开始,做为一名优秀的设计师,需要从多角度出来,在保证人们对居住环境要求的同时,充分的挖掘出建筑物的节能潜力,使能源消耗得以有效的降低,从而使建筑业向健康、长远的趋势发展。建筑设计要充分的利用当前的材料,结合当的气候环境等特点,从建筑设计的各个环节和整体上进行全方位的节能设计。

1 建筑节能的重要性

长期以来,我们所接触的能源多是以传统能源为主,如煤炭、石油、天然气等,但由于这些传统能源的储量有限,再加之不断的消耗,这些传统能源已呈献枯竭的态势。虽然新能源的开发和利用速度也在不断的加快,使能源紧缺的局面有所缓解,但能源紧缺仍是制约我国经济发展的一个非常严重的问题。我国人口众多,尽管能源的储量较为丰富,但人均占有率却极低,同时我国的能源主要以煤为主,存在着单一性,同时能源又存在着严重的分布不均匀性,从而导致能源利用率低。近年来,我国城市建筑的进程加快,建筑行业的能源消耗呈不断增加的态势,同时建筑行业能源消耗的基数也不断的加大,对于建筑行业的高能源问题,则需要在节能在大做文章,不断的提高建筑行业节能的标准,制订出行业的节能标准和规范,从而保证从建筑的各个环节做到节能,真正实现建筑的绿色化。

2 我国建筑节能的现状

建筑节能早于上世纪七十年代就已提出,在国外取得了非常好的效果。我国取得建筑节能的时间较晚,所以与世界先进水平还存在着较大的差距。近年来,虽然城市建筑的发展速度不断的增快,使建筑能耗更是呈不断增长的态势。所以面对越来越紧张的能源,建筑节能已势在必行。目前我国建筑能耗占总能源的百分之五十左右,由于节能实施的较晚,所以在单位面积采暖能耗是发达国家的三位以上,这就更促使建筑节能的加快进行。

3 建筑设计中的节能措施

3.1 整体环境的节能设计

3.1.1 合理选址

建筑的选址不仅关系到建筑对周围环境的关系,同时还与建筑节能息息相关。所以在选址时,需要从土质、气候、地形、水质及周边环境等多种因素来进行综合的衡量,从而使建筑物在其建成后能与周边的环境协调,同时还能在保护生态环境的基础上使建筑设计的方案更具有节能的特点。

3.1.2 外部环境设计

外部环境对于建筑节能有具有非常重要的意义。当建筑选址结束后,需要根据建筑所在地的气候环境特点,从建筑的功能要求出发,从而对其外部环境进行合理的设计。如在建筑物周围种植植被、树木、修建人工湖等,这亲不能有效的实现挡风挡沙、遮阴避阳、减少噪音、净化空气及平衡周围环境的温度和湿度等作用。

3.1.3 合理的规划

建筑的形状要进行合理的规划设计,这样可以适应外部恶劣的自然因素。主要包括对建筑体型及形状组合、建筑整体体量、建筑日照及方向等。在局部的规划上,主要通过建筑的朝向及阳光面和背阴面形成气压差,在建筑的形体设计上,可以设置风洞,自然风进入风洞可以又有回旋,通风的效果较好,而且非常节能。建筑的设计不仅仅考虑到日照和朝向的问题,还受地形、城市规划、道路、历史文化等多方面因素的制约,只有对这些相关因素进行综合衡量,找到一个平衡点,才能设计出最为理想的节能建筑风格。

3.2 单体的节能设计

3.2.1 建筑各部分构造设计

(1)屋顶节能设计。屋顶作为建筑物与大气直接接触的构造,屋顶的节能方法主要有采用斜坡屋顶或者增加屋顶的保温,根据实际需求,可以在屋顶设置隔热层。

(2)楼板层节能设计。对楼板层的利用主要是由于楼板具有中空特性,对楼板的吊顶造型要进行设计,比如可以把循环水管穿入其中,夏季通入冷水可以降低室温,冬季通入热水,可以取暖。

(3)墙体节能设计。建筑外墙墙体采用新型节能材料的效果还是十分明显的,我国建筑外墙所采用的混凝土砌块、空心砖、加气混凝土、多种利废砖等新材料的生产能耗比传统的实心砖能耗降低将近一半,因此外墙设计中采用新材料进行施工是节能建筑的必然趋势。

(4)门窗节能设计。

3.2.2 选用建筑节能材料

首先,建筑材料的更新换代随着科技的更新步伐不断加快,在建筑中也起到了很好的节能作用。其次,要根据建筑所在地的实际情况,选择地方性的节能材料,在建筑中进行利用,达到节能的效果。

3.2.3 合理的建筑空间设计

在对建筑使用功能充分得到满足的前提下,合理的分割室内空间,达到改善室内采光、通风及保温等微气候环境的节能目的。建筑空间的合理设计要根据建筑所在地的气候、环境等因素的影响,因此如何进行空间分割,需要综合的进行考虑。

结语

当前,生态、环保已成为国家所提倡的二大主题,越来越多的人也意识到能源及生态环境的重要性,所以在可持续发展的前提下尽量消耗最少量的能源达到建筑的要求,并通过对建筑物的室内外空间的合理设计,从而使能源得以合理有效的利用,实现节能的要求,并还人们一个健康、和谐的居住环境。

参考文献

[1]蔡剑.小议建筑设计与建筑节能[J].山西建筑.2009(28).

[2]马小骁.建筑设计与建筑节能关系的探讨[J].中国科技纵横.2012(05).

篇6

在大自然和人类社会中,绿色就代表着和谐。现如今我国正在推行节能环保的政策。建筑方面的能源消耗问题逐渐受到社会的关注,建筑生产的能源消耗也带来诸多的问题,在建筑设计当中注重能源的节省就是解决问题的主要方向。绿色建筑的设计理念就是将环保节能的理念加以应用,利用这一理念维持建筑行业的发展,绿色建筑的设计理念就是以节能环保为中心[1]。

2应用绿色建筑设计的原则

2.1利用新能源

现今社会倡导的就是节能减排,能源是维系社会发展和人类生存的主要力量,为了环节能源的使用压力,必须开发新能源并且加以利用,风能和太阳能以及天然气等新能源可以维持环境的清洁,对环境和资源都可以进行保护。应用现代新能源可以有效的解决建筑行业中能源的消耗问题。在建筑的各个方面应用绿色建筑设计理念,在屋顶的设计当中就可以应用太阳能,墙壁和玻璃的设计也可以通过应用太阳能,太阳能可以将热能转化为太阳能,太阳能转化能源效应的原理是光电转换原理,合理的利用新能源可以减少建筑建设的成本[2]。

2.2保护环境

绿色建筑的理念设计的终极目标就是保护环境,有效的减少因为建筑过程中产生的许多垃圾废料造成的污染。在我国的多数建筑行业中会产生很多垃圾废料,废气、废水的排放会对环境造成一定程度的污染,同时也会造成资源的严重浪费,在一定程度上会增加建筑所需的成本。引用绿色建筑设计可以选择低能耗和较为环保的设计材料。

2.3以人为本

建筑场所主要是提供给人类居住活动的场所,在设计的过程中应该以人为本,对建筑的各个部分的设计要坚持结合人们的需求进行设计。室内要保持空气的流通,采光设计要考虑室内的整体光照环境,全面以人类的健康为主进行适当的调整,同时合理的光照还可以节省能源。

3绿色建筑的应用

3.1建筑现场应用

在建筑施工之前的设计阶段首先要为建筑选址,建筑周围的环境以及地质条件对建筑的安全和美观程度有着重大的影响,依据建筑的合理性设计,建筑的设计人员需要到实地进行考察,结合天气气候和地理环境展开绿色建筑设计,在绿色建筑设计的应用过程中,尽量选择基础设施完备的区域,以保障居民的生活更加方便。如果生态环境被破坏的严重就要避免因建筑施工展开二次破坏,具体的施工建设应当以恢复生态为主。在建筑地址的选取上,注意交通问题,完善的公交交通系统可以为绿色建筑设计添砖加瓦,公共交通工具的保障可以间接的节约能源,对环境进行分析可以合理的利用当地的能源。

3.2布局方面应用

绿色建筑设计应用于布局方面需要对现场环境进行全方位的调查,一方面要保障建筑吸收的热量降低,一方面要保障建筑的居住条件合理。在设计当中,对功能的布局进行优化,功能区的健康性和实用性通过合理的布局设计得到保障,对资源的开发和利用合理,在设计中可以将相似的功能区域安排在一个较大的区域之中,例如空调系统和通风系统的合理安排就能和环境相统一和谐[3]。利用当地的能源降低成本的消耗,可以结合当地的风向和温度进行分析,将建筑的朝向和太阳能以及风能的利用统一结合起来。对建筑的场地进行规划,利用树木和周边的大型建筑物减少建筑的热能负荷。

3.3配套系统应用

在建筑当中,配套系统的设计比较重要,利用绿色建筑设计理念可以应用环保的建筑材料,使室内的环境更加绿色健康。在新风系统的设计当中就要利用管道和换气机组成绿色环保的空气处理系统,将室外的空气进化成更加新鲜的空气,综合理念对室内的温度和湿度也可以进行控制,尽量节约能源。

4结论

综上所述,绿色建筑设计理念在建筑设计中的具有重要的作用,绿色建筑的设计不仅具有科学性还具有环保性,创新的设计理念可以激发出创新的应用方案,绿色建筑设计推动了我国建筑行业的健康发展和可持续发展。在信息技术的时代,应该应用新技术和新能源,利用绿色建筑设计理念改善人们生活的环境,对人类社会的发展也有重大的意义。

作者:岳一然 单位:西安建筑科技大学

参考文献

[1]李野.建筑设计中绿色建筑设计理念的整合应用探究[J].江西建材,2016,14:40+44.

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关键词:绿色建筑;设计因素;节能低碳

Abstract: High energy consumption, low output in China's construction industry fundamental current situation, but also building used by the industry to break the problem. According to the fundamental national condition of our country, the energy development, perhaps with other compared to developed countries, and the use of energy saving, but out of reach. In this paper the author combines oneself design experience and some international architectural concepts and examples of architecture, with the green environment creation as the core, to talk about for the ordinary building green design strategies.

Key words: green building; design factor; low carbon energy

中图分类号:TU2

引言

从早些年温室效应的引发到现在全球气温暖化的极端变化,让人类察觉到若还是处于现在这种安然自若的态度,自己所面临的未来将会难以想象的灾难局面。建筑设计行业作为建筑行业的带头人,从绿色设计的角度来说,基于低碳环保的设计理念是建筑设计行业的大势所趋。我国针对低碳型社会建设和发展始终秉持绝对支持的态度,作为维护以及促进低碳社会建设及发展的建筑设计行业,绿色建筑、生态建筑的发展趋势已经崭露头角,也就是说,绿色建筑不再只停留于“纸上谈兵”的理论研究阶段,而是逐步过渡到了建筑项目实施及体系完善的时期。换句话说,当下我们所面临的问题是在具体的建筑设计和创作实践中加入绿色设计的元素。

其中心因素有:一、现代建筑多数倾向于个性化和多样化,大部分的建筑规划设计只能够对绿色建筑的宏观定义进行因素构建,并提出具体的技术实施方案和设计策略,却没有将绿色建筑的实质进行贯彻落实。建筑的周边环境和地界状况都是千变万化的,建筑设计师除了具备夯实的设计理论基础外,还要结合建筑设计的实际情况来决策绿色建筑的综合设计方案;二、纵观建筑行业整体来说,建筑性能评价标准的设定十分严格,却与设计策略没有什么关联性。

绿色建筑的现状和设计原则介绍

2.1国内绿色建筑研究的发展现状

基于我国逐渐走向国际化的建筑设计趋向,绿色建筑的概念也逐渐渗透到国人的思想当中。在2006年时,《绿色建筑评价标准》及《绿色建筑技术指导准则》被颁布出台,继而在2007时,《绿色建筑评价标示准则细节》以及《绿色建筑施工指导准则》一连串的建筑体系法则也投入了建筑建设实施的运用,这意味着我国的绿色建筑设计和测评体系也在逐步地趋于完善,并形成了一个相对完整的标准体系。相关的建筑研究机构也就绿色建筑的设计开发了几项软件,例如DEST的热环境设计和GBADA的绿色建筑设计和评测软件,相对于国外的绿色建筑核心设计或测评软件而言,国内相关软件的设计比较适用于我国的绿色建筑建设。

2.2绿色建筑基本的设计原则

作为现代化的建筑设计体系,绿色建筑的设计必须要与其核心要素相关,并就此确立设计的标准。这些标准的存在,既是为了设;计师的思维规划,也是设计师在设计的过程中加以评定的重要因素,具有一定的实际意义和促进作用。

2.2.1建筑环境健康舒适的基本原则

建筑行业的存在就是为了满足使用客户对环境的舒适要求,绿色建筑更是为了这一建筑思想的贯彻实践而诞生的。笔者认为,绿色建筑必须具备良好的使用性能,通过与客户的交流沟通,了解客户的基本需求,从环境绿化到建筑通风对流结构的设计再到良好感官的感受体验,无一不体现着绿色建筑设计对客户的关心和尊重,从而使得建筑的设计更为人性化和实用化。

2.2.2建筑能源使用方面保持简便并高效的原则

简单且高效的能源利用是绿色建筑设计中最为基本的实施原则。利用现代科技化的信息技术和电子元素,实现建筑智能化设计的实施应用。除了要对当下的设计环境进行考虑以外,还要依据建筑所在地域的近期或长期发展,为其今后的维修、改造和扩建的空间有所保留。提倡尽量利用再生能源材料,通过减少能源使用占有的比例,使得建筑设计的能源结构得到较为全面优化和完善。

2.2.3建筑周遭环境和自身的环境优化原则

在绿色建筑设计中,建筑物本身及所处区域的周遭环境应该被视为一个有机的整体。绿色建筑的设计当中必须要将其环境表现加以利用,追求最为突出的环境效益的表现。其设计师需要予以充分关注和尊重的中心因素有:使用者的内心需求;建筑所处地域的自然环境;当地社会的生态环境。这三个中心要点的把握是绿色建筑体现其现代精神的重要因素,也是必须遵循的优化原则。

依据设计原则所制定的设计规划

3.1对使用客户充分的尊重,构建健康舒适的室内环境,

针对建筑的声环境、热环境和光环境,结合区域的空气质量等综合条件,经过深思熟虑的全面思考后,尽量发挥建筑体本身扬长避短的优势,将一些恶劣的环境因素拒之门外。通过问卷调查或上门访问的调查方式,获取客户对建筑设计的基本要求,尽量满足每个客户的设计要求。对于一些基本的室内环境构建要素进行充分了解,辅助建筑的结构设计更为人性化,提高建筑使用的舒适度。

3.1采取能源节省措施,使能源消费结构得到优化

工程实施之前,对建筑建材进行挑选时应该结合建筑设计的平面构架、外部构建的能源节省设计、建筑的体型体量以及多种自然能源的利用等因素,采取相应的措施来降低能源消耗;对建筑能源消耗、运行能源消耗、维护能源消耗和废材能源消耗等建筑建造全过程的整体消耗进行分析整理,将上述能源消耗划分的几个部分的比重以及与其相关的消耗因素做详细总结,针对消耗类别的特点分析得到对应的能源节省要求,对于所占比例较大的能源消耗部分要格外重视。通过上述措施的施行,将工程实施过程的能源消耗降至最低,使得工程费用损耗结构得以优化,综合实现建筑本身的最大节能效益。

3.3结合建筑基地周遭的气候及环境,进行合理的绿色设计

绿色建筑的设计不仅体现于建筑本身室内环境的科学规划,并且在环境的整体规划上,基于城市环境规划的标准,对建筑场地一定区域的环境进行全面的规划设计。从建筑基地的地貌考察到地形探测到水土水质及气候条件的综合分析,结合建筑设计的经济性和可行程度,对区域内的场地环境进行优化设计。基本的设计理念如下:1、场地绿化程度的加强。环境对身心健康的优化作用已经被人们所熟知,绿化空间的创造设计,使得环境得以美化的同时也营造出了健康和谐的生活气氛。简单的举例来说,基地区域内的地面可采用草皮铺设,增大空气中水分的含量,使空气环境和温度适宜、清爽。一些关键的主干道两旁可种植一些较为高大的落叶乔木,形成密集的树荫,使得地面的热量吸收减小,并提高建筑环境的空气质量;2、运用绿色建筑设计中组景、借景、分景等环境营造手法,使得建筑室内环境和室外环境达到整齐划一的境界。绿色建筑的设计理念要充分考虑到城市的规划和可加以利用的自然资源,例如一些城市规划和地理特征的利用:建筑所处区域有较为广阔的水库资源时,可在设计规划中加入一些水景题材的小型模型设立,使得建筑环境更为生活化;对于一些邻近景点资源的建筑设计时,可以考虑采取挑高的建筑设计,将景点资源进行充分利用,进而实现真正的绿色设计。

3.4建筑本身的设计规划

绿色建筑设计要对建筑本身的体形系数进行重视,要使得建筑的热耗程度小,就要对建筑的体型系数进行精确的设计,基本遵循层高限制、规则外立面形式建筑体型、建筑外墙面积减三项原则;建筑材料的使用方面要将不可再生能源的使用频率降到最低,在保障建筑材料无辐射、无污染的同时尽量使用可再生、可降解的材料;充分利用自动化技术,完成智能化的建筑设计,从温度、湿度的调节上实现绿色建筑高标准、低能耗的设计要求。笔者对一下几点进行详细介绍:

(1)屋顶、墙面和地面使用的建材选择时,依据环境条件的匹配,满足防潮、隔热和隔声等基本要求。

(2)遮阳系统的组合上,要采用可调节控制的部件,从而保证用户可以根据季节变换和个人喜好来遮挡阳光的照射、反射程度,满足室内光线调节的要求。

(3)与外界相通的窗户应使用双层玻璃窗,既保证了室内温度的保持又有助于隔绝外部的噪音污染。

具体实例

以匹兹堡的绿色建筑CCI中心为例,它属于典型的绿色建筑。其前身是一个砖砌构架且附有石砌外墙的三层建筑,在进行改造的过程中,将拆下的建材进行了回收利用。外墙砖石拆下后,使用了环保加气的混凝土和较为密集的纤维板面组合成围护墙面;楼层间隔和屋顶的建材使用方面,利用了一些麦草特殊编制而制造成的保温隔板。最大的程度的改造是钢托梁的加建、麦草隔板的使用、利用重建材料翻新外墙以及旧建材做地铺,这些都是再生材料利用的体现。

在能源利用方面,建筑内部在自然光环境下,能够保证空间的明亮清晰,通过百叶窗控制光线强弱;空气流通方面,利用可调式的窗户控制气流出入,是建筑用户能够随时呼吸到新鲜空气;而顶层则用一些塑料材料作为容器,种植了大量的绿色植物,形成天然的隔热层;遮掩设备多数也采用了可降解的天然纤维和再生木料为原料的建材,体现“绿色”建筑的理念。

总结

普通建筑的绿色设计策略是实现建筑与自然环境和谐共处的现代设计理念,它的出现使得一些不适应现展的建筑设计思想被人们抛于脑后。绿色建筑设计的发展不仅是我国当下所关注的建设规划课题,更是国际建筑设计所重视的话题之一。笔者坚信,通过相关的建筑设计人才和社会的广泛关注,绿色建筑的设计一定会有着光明且辽阔的发展前景,从而创造出低碳、和谐的生活环境。

参考文献

[1] 孙书明,李伟清,马容. 浅析我国绿色建筑的发展现状及趋势[J]. 山西建筑. 2010(14)

[2] 仇保兴. 我国绿色节能建筑的发展前景及对策建议[J]. 广西城镇建设. 2011(01)

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【关键词】:绿色建筑环保节能经济

中图分类号:X324文献标识码: A

建筑行业是一个资源和能源消耗高,环境污染重的行业,随着人类环保节能意识地不断提高,绿色建筑逐渐成为热门。然而,一些标榜为“绿色”的建筑由于设计和管理不合理,不仅花费了更高的资金,而且也并未取得预期的环保节能效果。

一、确保人的健康

绿色建筑设计的重要任务是确保使用者的健康,要保证室内空气质量、热环境、噪音和电磁场辐射等因素对人的影响。设计中尽可能地采用低毒或无毒材料,如墙和吊顶使用无毒或低毒性涂料,建材无甲醛或Voc含量最少,采用陶瓷、硬木等硬装修地面等;选择材料、建筑系统和机械系统时尽量减少木制品、地毯、涂料、密封膏、织物等潜在的对健康不利的污染物,合理组织自然通风,设置进风口和必需的出风口,引风入室。改善室内热环境,包括温度、湿度、辐射温度和气流等,提高人体舒适性。提高水质量,有条件的可以选用直饮水。合理进行自然采光,即满足人类健康的需要,又满足视觉美学的需要,同时达到节能的效果。通过改进细部设计和建造方法,以及采用吸声材料来提高建筑的隔音效果。

二、最大限度降低能耗

1.减少建筑材料生产运输过程中的能耗

在建筑设计过程中,不仅要注重使用过程中的节能,还应考虑蕴含在建筑材料本身中的能源消耗量。在满足建筑的使用功能和结构安全的前提下,应尽可能地选用生产能耗低的建筑材料,以及钢材、铝材这些回收利用率较高的建筑材料,实现建筑的可持续。为减少运输过程中的能耗和污染,应尽可能的选用地方性的材料。

2.减少建筑使用过程中的能耗

在建筑建成后使用过程中会消耗大量的能耗,所以应重点从建筑本身来做好节能设计,可通过建筑体形设计达到节能效果,如平面布局、平面形状、进深、体形系数、表面面积系数、长宽比和朝向等因素,都与建筑的节能效果有很大关系。合理设计建筑的墙体、门窗、屋顶、热缓冲区及有效遮阳,提高护结构的保温隔热性能,也对建筑节能有着重大意义。

三、合理利用资源

1.清洁能源的利用

太阳能是一种资源丰富的清洁能源,在建筑中可将强太阳能的利用,如设计并建造太阳能光电屋顶、太阳能电力墙和太阳能光电玻璃,将太阳能转化为建筑本身需要的电能和热能。此外,风能也是一种开发利用较为方更的一种清洁能源,除了建筑的自然通风外,还可以安装风力发电和风力致热设备,将风能转化为建筑内可直接使用的能源。

2.回收利用旧建筑材料

加大旧建筑材料的回收利用,尽可能地降低能源和物质投入及废弃物和污染物的产出,这是绿色建筑体系最重要的内在机制。可将建筑拆除过程中的建筑材料,如木地板、木制品、混凝土预制构件、铁器、钢材、砖石、保温材料等,经过加工和改造,在满足规范和设计要求的条件下,利用到新建筑中。

3.可再生材料的利用

建筑中加大木材、废纸/纤维保温材料等可再生材料的利用,不仅较少建筑的投资,还可减轻人类过度开采自然资源引发的生态问题。

四、降低环境负荷

在进行绿色建筑设计的过程中,应注意减轻对自然环境的破坏,减少环境污染,使建筑产生的建筑垃圾、固体、污水与气体等污染物带来最小的环境负荷。

1.选择环境负荷小的建筑材料

建筑生产过程中会消耗大量的资源和能源,并带来较高的环境污染。建筑师在对材料进行选择时,应具备生态和经济的意识,选择对环境造成的负荷小的材料,如生态水泥、绿化混凝土、高性能长寿建筑材料、家居舒适化和保健化建材等。可使用预制模数构件来减少建筑垃圾。

2.采用合理的施工方法

建筑设计要充分考虑施工过程中带来的污染,在建筑的造型设计、材料选用和工艺设计都应便于施工,减少施工的能耗和降低其带来的环境负荷。

五、使建筑长寿多适

1.选用耐久性材料,延长建筑使用寿命设计中选用耐久性较好的建材,以延长建筑的使用寿命,最好做到建筑材料的使用寿命与建筑同步,减少材料的更换、维护,从而节约费用。

2.采用灵活多适的设计手法

建筑师在设计中应充分预见到建筑可能根据用户的不同要求而改造,采取适应性改变、灵活性设计等策略,提高建筑的使用寿命和使用效益,以提高整体资源利用率,减少寿命周期的能源资源消耗和环境影响。

六、满足经济合适性原则

人们通常认为绿色建筑比普通建筑的投资成本要高很多,这也是其推广的最大障碍之一,其实从长远来看,如果加强绿色建筑的管理,采取综合性的设计,可大大降低建筑的建造和后期运行的费用,取得较好的经济效益和社会效益。事实上,绿色建筑由于能源、资源的节约会大大降低建造和使用成本,其自适应性设计也会显着降低后期的哦维护和改造费用,并降低环境成本,其整体效益是非常可观的。在绿色建筑设计中应选择环境性和经济性平衡的建筑材料,并建立整体建筑系统投资优化的概念,从设计、建造和使用运行都全局来考虑其经济效益。

七、节能环保前提下的建筑设计原则

现如今,随着节能环保意识的增强和能源短缺的压力,“节能建筑”“绿色建筑”、成为当前最热的话题,绿色节能建筑的标准应该统一的,节能建筑就应该是环保建筑,充分利用阳光、雨水等可再生能源,最大限度的节电节水,大力发展绿色节能建筑是中国建筑业未来发展的方向。我们在节能环保的建筑设计上要遵从以下原则:

首先是资源利用效率要达到最高。建筑设计的资源利用效率要达到最高的原则,指的是对各种建筑用的资源,包括能源、土地、水、各种建筑材料等,都要高效率地利用,尽可能的节约能源。

其次是对环境影响最小。要达到对环境影响最小,要注意以下几个方面:一是防止建筑对土壤、空气和水的污染;二是尽量使用本地建材。这也是对环境影响最小的一项措施,因为这样可以减少运输对环境的影响,而且可以支持当地经济的发展:三是重复利用建筑材料。在建筑选材时,要考虑材料的可循环使用,这是鼓励利用建筑材料的回收利用。四是要尽可能利用既有建筑,提高建筑物的寿命。

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【关键词】建筑;节能;设计;新能源;利用

一、建筑能源消耗的现状

经济的快速发展导致对能源的需求不断加剧,尽管全国都在推进建筑节能的发展,也取得了一定的成效,但是总体来说,情况依旧不容乐观,用于建筑行业的能源大多是不可再生能源,过度的开采与不合理利用是造成建筑能源短缺的重要原因。大批量的高耗能建筑成为了建筑节能工作中的重要“瓶颈”,而且有相当大一部分的建筑没有达到节能的要求,目前,我国建筑行业能耗占据全国能源消耗总量的1/4以上,我国建筑能耗主要表现在北方采暖、空调、热水供应、照明等方面。与此同时,建筑钢材的消耗也属于建筑能源消耗的大簦据不完全统计,建筑钢材消耗占据我国钢材生产总量1/5,水泥消耗量占据全国总量的1/5,由此可见,降低建筑能源消耗是我国建筑节约能源中不可忽视的。人类对建筑能源不加节制的消耗,对能源消耗的排放也没有采取科学的处理,这就导致建筑能源在消耗的过程中产生污染或者有害物质或者气体,危害环境,在消耗能源的同时也加剧了对环境的污染。与此同时,人们在建筑设计过程中,过度追求环境的舒适度与美观,却忽视了建筑节能理念的运用,对于房间的照明与通风等都没有进行详细的规划设计,这就导致建筑设计对电能的消耗过多,加之受开发与技术限制,目前,在建筑设计中,对太阳能、风能的利用还不是很充分。

二、建筑节能与新能源利用的重要性

能源是经济发展的基础,经济的发展也离不开对能源的支持,两者是相辅相成,互相生存和发展的。在建筑节能设计中,采用新能源是实现我国经济可持续发展的必要要求。建筑工程从开始到竣工,每一个过程都对能源资源有着巨大的消耗,加强建筑节能,采用新能源进行设计是很有必要的,能够减缓我国能源短缺的危机,实现经济的可持续发展。目前,我国的常用能源为煤炭、石油、天然气等,这些都是不可再生能源,而且在使用的过程中会对自然环境产生巨大的危害,影响空气质量,甚至对人体健康造成极大的影响。对建筑设计采用新能源能够减少对环境的污染,加强对环境的保护,实现环境可持续发展。在建筑设计中采用新能源,发展建筑节能设计,采用新型能源是构建社会主义节约型社会的要求,一定程度上能够改善人们的生活环境,改善居民生活条件。节能设计与新能源在建筑中的运用能够使建筑在美观、舒适的基础上,减少对环境的污染,以及减少对能源的消耗,实现能源的可持续发展。

三、如何在建筑节能与设计中充分利用新能源

(一)提高太阳能利用技术

我国太阳能资源十分丰富,是新型的清洁、无污染、可再生的新能源,是近年来建筑行业中广泛应用的一种新能源,在建筑设计中,通常将太阳能的利用方式分为间接获取系统、混合式获取系统和被动式太阳能利用。建筑节能与设计中,通常将太阳能应用于太阳能热水器、太阳灶、采光、冬季采暖或者制冷等方面。也可以通过在建筑中设计合理的窗户结构,增加阳光对房间的照射程度,减少冬季对电能照明的消耗。其次也可以在建筑顶部大规模铺设太阳能发电装置,既能充分利用建筑的屋顶和向阳面,又能够节约电能,减少建筑成本。也可以在建筑顶部安装太阳能集热器,加热之后可以利用蓄热的设施储备太阳能,经过体系末端设备,为建筑提供热水和采暖。

(二)有效利用地热能

地热能与太阳能一样,也是清洁无污染的新能源之一。在建筑节能设计中,通常将地表下的土层温度,通过利用热交换仪器转化为作为冬季热源为建筑提供室内取暖或者是制备地热能热水、发电等。利用地热能为建筑设计供暖,能够减少煤炭供暖或者是电能供暖的消耗。例如在许多的高校会通过利用地热能这种新能源进行采暖或者供热水,有效的降低了学校的供暖供热水的成本,也是实现节能减排的重要举措之一。其次将地热能转化为地热空调。2008年,奥运村就普遍运用地热能转为无污染的地热性空调,不仅能够对游泳池的水进行加热,确保全天候游泳池的水温,而且清洁无污染,很大程度上降低对煤炭能源的消耗。

(三)风能在建筑设计中的利用

在建筑设计中,采用风能主要是用来改善建筑室内空气的流通水平,改善空气质量,在夏季,也能够降低室内温度,减少对空调的以来,防止空调病,减轻对电能的消耗。冬季,能够驱散建筑室内的潮湿空气,降低室内采暖的能源消耗,增加室内环境的舒适度。近年来,人们生活水平的提高,空调也已经得到了广泛的应用,但是空调对电能的消耗整体来说比较大,在建筑节能过程中,对地热能的应用,能够减少对空调的使用,避免电能的过度使用与浪费。

(四)采用节能环保的新型建筑材料

在建筑设计过程中,对建筑的材料或者能源的消耗和浪费都非常巨大,为响应国家对建筑行业节能政策的要求,在建筑设计过程中,采用新型的建筑材料,对传统的建筑材料进行改革,减少钢材的使用与因不正当保管使用造成的能源浪费。在建筑节能与设计中采用节能环保的新型建筑材料,不仅能够满足当前建筑行业节能环保理念的要求而且能够在能源消耗较少的前提条件下,循环利用有限的能源,降低建筑消耗成本,减少对环境的污染与破坏。常见的新型建筑材料有,来自火力发电厂工业废渣制造的粉煤灰,农作物秸秆和废弃木制作而成的废弃植物纤维、来源于废弃瓶罐和废弃膜的膜材料等等,也可以对工业废弃物加以研发利用,制作成新型的建筑材料。对建筑材料的数量、质量进行正确的选择,不仅能够有效解决能源短缺与环境破坏的问题,还能为绿色生态的生活提供保障。

(五)采用变频或者变风量空调系统

在建筑节能设计中,采用变频或者变风量空调系统,对节约能源资源起到重要的作用。变频空调系统是将制冷剂作为输送介质,根据建筑内部的空调负荷的变化对制冷剂流量进行调节,从而实现建筑节能的目的,目前在建筑设计中应用已十分广泛。而变风量空调系统控制房间温湿度的方法是通过改变送风量完成的,以最少的能量消耗,满足室内环境的要求。这种新型的空调系统能够有效的降低空调制冷或者供暖的成本,真正做到在建筑设计中节约能源。

四、结语

在建筑设计中,新能源的开发利用对于建筑节能、我国的经济发展以及环境保护都具有重要的作用,随着经济的发展,对能源的消耗以及新能源的需求还会不断增加,因此,在建筑设计中,采用新能源进行建筑设计,是建立建筑节能市场机制的要求。这些新能源在现代建筑设计中的应用将越来越广泛,伴随着新能源在建筑设计中的应用和发展,我们坚信,能够实现建筑行业健康、可持续发展,并改善我国的生态和能源危机。

参考文献:

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关键词:生态建筑; 设计原则; 设计方法; 可持续发展

1 生态建筑的概念及特征

所谓“生态建筑”, 其实就是将建筑看成一个生态系统, 通过组织(设计)建筑内外空间中的各种物态因素, 使物质、能源在建筑生态系统内部有秩序地循环转换, 获得一种高效、低耗、无废、无污、生态平衡的建筑环境。注重环境是生态建筑的一个突出特点。通过设计, 将建筑学、光学、热学与建筑材料、环境和技术等有关学科围绕着空间使用这个建筑的基本问题更加紧密地联系起来。这意味着人为环境将向更加综合的方向发展,“生态建筑”准确地表达了“可持续发展”一词在人为环境的更新与创造方面所包含的意义。生态建筑的环境是充分考虑到自然环境与资源问题的一种人为环境, 其目的是尽可能地不消耗一切不可再生的资源和能源, 减少对环境的不利影响, 同时有助于人类的身体健康。生态建筑具有以下四个方面的特征:

1.1 节能和利用再生资源。

节能的技术原理是通过蓄热等措施减少能源消耗, 提高能源的使用效率, 并充分利用可再生的自然资源, 包括太阳能、风能、水利能、海洋能、生物能等, 减少对不可再生资源, 例如石油和煤炭等的依赖。在建筑设计中结合不同的气候特点, 依据太阳的运行规律和风的形成规律, 利用太阳光和通风等节能措施达到减少能耗的目的, 应用材料的蓄热和绝热性能, 提高围护结构的保温和隔热性能, 利用太阳能冬季取暖, 夏季降温, 通过遮阳设施来防止夏季过热, 最终提高室内环境的舒适性。

1.2 材料的再生利用。

使用再生或可循环利用的材料和资源。例如在建筑的建造过程中使用再生的建筑材料, 减少建筑垃圾。

1.3 减少废物排放。

避免向外界环境排放有毒有害的污染物, 通过各种手段在排放之前进行无害化处理。

1.4 环境与文化属性。

广义范围内的生态建筑和可持续发展建筑还涉及环境和文化领域。

2 生态建筑的设计原则

2.1 以人为本的原则

树立“以人为本”的指导思想, 人毕竟是我们这个社会的主体, 追求高效节约不能以降低生活质量, 牺牲人的健康和舒适性为代价。生态是指人与自然的关系, 那么生态建筑就应该处理好人、建筑和自然三者之间的关系, 它既要为人创造一个舒适的空间小环境( 即健康宜人的温度、湿度、清洁的空气、好的光环境、声环境及具有长效多适的灵活开敞的空间等) ; 同时, 又要保护好周围的自然环境( 即对自然界的索取要少、且对自然环境的负面影响要小) 。

2.2 生态化原则

生态住宅首先要遵循的当然是生态化原则, 即节约能源、资源, 无害化、无污染、可循环。例如要尽可能节约不可再生能源( 煤、石油、天然气) , 并积极开发可再生的新能源, 包括太阳能、风能、水能、生物能、地热等无污染型能源; 建筑材料应尽可能利用可降解、可再生的资源, 同时还要严格做到建材的无害化( 无污染, 无辐射) ; 在适当的范围内进行雨水收集、中水处理、水的循环利用和梯级利用, 特别是对于水资源匮乏的地区; 结合居住区的具体情况( 规模密集、区位、周边热网状况) 采取最有效的供暖、制冷方式; 加强能源的梯级利用。

2.3 因地制宜原则

各个地方的气候不一样, 自然资源不一样, 在选择生态建筑, 选择什么样的技术, 应该根据自己的条件和特点来进行。我国北方地区主要冬季采暖, 能源消耗非常大, 对自然环境污染非常严重, 首先要解决采暖问题。我国南方比较炎热、潮湿, 通风、降温是夏季的主要问题, 在南方生态建筑设计当中注重遮阳和自然通风, 降低夏天的空调的能源消耗。

2.4 整体设计原则

从一定意义上讲, 生态建筑是一个宏观的概念, 在考虑材料再利用、新能源开发等很多问题上都不应该停留在个体建筑这个尺度上, 应该把它放到整个城市或者一个区域内通盘考虑。从技术上来讲, 首先规划选址要合理, 减少环境污染, 资源高效循环利用, 降低能源消耗, 采用太阳能、风能等等; 从过程上来讲, 提高建筑的保温隔热性能, 实现建筑防晒,自然采光照明等。

3 生态建筑的设计方法

3.1 建筑方案设计

1) 尊重自然环境, 优化设计, 节约资源, 提高建筑的物理环境条件。一是调研设计地段的各种气候条件, 例如温度、相对湿度、日照强度、风力和风向等地域因素。二是充分考虑建筑场地, 如朝向、定位、地势地貌、布局; 评价阴影范围、引导空气流动; 顺应自然环境及保护环境。三是利用自然能源、再生资源, 如太阳能、天然冷源、风能、水能等。

2) 增强自然环境与人的联系, 建筑物作为联系人与自然环境的中介, 应尽可能多地将自然的元素引入人的身边, 这是生态设计原则的一个重要体现。一是尽可能增加自然采光系数, 建立高品质的自然采光系统。二是创造良好的通风对流环境, 建立自然空气循环系统。三是创造开敞的空间环境, 使住户能更加方便地接近自然环境。

3) 考虑可持续发展要求, 建筑要留有一定的余地, 节约资源、减少建筑以及建筑废弃物对环境的影响, 使建筑随着科学技术的发展, 有足够的面积以备将来发展。一是再生能源的利用, 沼气、水循环系统、垃圾资源化。二是建筑的再利用, 拆旧建新既可大量减少建筑垃圾, 又可减少资源的浪费。

4) 保护土地和植被, 注意建筑地域的生态环境, 确保一定的绿化覆盖率, 在建筑内外创造田园般的舒适环境。尽可能利用当地技术、环境材料, 形成当代乡土建筑。

3.2 新技术以及新材料的应用

1) 利用太阳能的新技术。一是窗户集热板系统。由玻璃盒子单元集热板、蓄热单元、风扇和空气导管等组合而成。在盒子里, 光能通过集热板转换成热能, 并利用空气做热媒, 加热的空气利用风扇驱动。从空气导管中由集热单元流向建筑内部的蓄热单元。二是空气集热板系统。该系统是常用的热空气供热系统的补充, 效率比高, 常用在中庭等大空间。建筑的进风经空气集热板加热后, 直接排入中庭, 中庭或建筑结构自身蓄积热量。

2) 利用新材料。一是玻璃材料。随着现代科技的不断发展, 在这一领域陆续出现了吸热玻璃、热反射玻璃、底辐射玻璃、电敏感玻璃、调光玻璃, 电磁波屏蔽玻璃等。设计可将它们组合成复合的构造形式, 达到生态建筑的保温和采光要求。二是太阳能光电材料。在建筑中可用太阳能电池发电为建筑提供能源, 既无污染, 又无噪音, 并为可再生能源提供燃料。

3.3 其他

1) 雨水收集和水的循环利用, 作为中水使用, 雨水冷却建筑外维护结构, 雨水冷却建筑构成单元; 建筑周围蒸发效应制冷。

2) 利用土壤、地下水提供的地热资源。未来地下的冷和热能源将会仅次于太阳能, 成为非常重要的可再生能源, 因为这种能源普遍存在, 几乎没有限制且易于获得。利用太阳、风、雨水、地热等可再生资源, 从技术角度是非常成熟的, 而且为了未来的建筑能满足可持续性, 越早采用可再生能源越好。

4 结 论