探析低碳建筑设计趋势

探 析 低 碳 建 筑设 计趋 势 以 某 办公 楼 的 改 造设 计 为 例保 定市 建筑 设计 院 李 炳熙 0710摘 要： 低碳 建筑 是指 在建 筑材 料与 设备 制造 、施 工建 造和 建筑 物使 用的 整个 生命 周期 内，减 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 渐成 为国 际建 筑界的 主 流 趋 势 。 建 筑 行 业 由 于 其 自 身 的 特 点 ， 被 看 作 是 走 向 低 碳 经 济 的 最 重 要 行 业 ： 一 、 是 量大 ，能 耗高 ，发 展快 ；二 、是 建筑 行业 采取 节能 减排 的成 本最 小， 效果 最好 。因 此在 发展 低碳经 济的 道路 上， 建筑 的 “ 节 能 ” 和 “ 低 碳 ” 注 定成 为绕 不开 的话 题。关 键词 ：低 碳建 筑 ； 节 能 ； 办公 楼 实 例目 前 ， 低 碳 建 筑 是 在 国 家 强 制 要 求 的 比 上 世 纪 80年 代 建 筑 平 均 耗 能 量 节 能 50%的 建 筑 标 准上 ， 提 升 到 节 能 65%的 标 准 。 因 此 实 现 低 碳 建 筑 的 根 本 途 径 就 是 采 取 各 种 低 碳 节 能 措 施 来 实现 。全 国低 碳节 能建 筑非 常多 ，世 博会 上的 很多 展览 都是 低碳 节能 建筑 。在 我 参与 的某 办 公楼改 造 工 程 设 计 中 ， 采 用 了 断 热 铝 材 、 Low-E低 辐 射 镀 膜 玻 璃 和 太 阳 能 光 伏 等 低 碳 节 能 技 术 ， 下面 就介 绍下 实现 低 碳建 筑的 主 要体 现手 段 ：一 、 外 墙低 碳节 能技 术 双 层外 墙系 统 。 外 墙是 建筑 室内 外环 境之 间的 分界 ，其 设计 往往 直接 影响 到室 内环 境质 量和 建筑 在生 态方 面的 表现 ，特 别是 玻璃 幕墙 。外 墙应 该能 满足 自然 光照 、太 阳能 的主 动或 被动利 用、 防止 过度 热辐 射、 减少 室内 热损 失。 许多 研究 表明 ，双 层外 墙系 统有 很好 的热 学性 能。它 能提 供一 种 “ 空 气流 动的 密封 ” ， 即它 可以 让空 气流 动进 行通 风， 但同 时又 具有 良好 的热 绝缘 性能 。其 工作 原理 是空 气腔 里较 低的 气压 把部 分废 气从 房间 抽出 ，并 且吸 收太 阳辐 射热 后变暖 、自 然的 上升 ，从 而带 走废 气和 太阳 辐射 热。 双层 幕墙 系统 的效 能受 到下 列因 素影 响： 自然通 风 /机 械 辅 助 通 风 的 效 率 、 玻 璃 种 类 及 排 列 顺 序 、 空 气 腔 的 尺 寸 和 深 度 、 遮 阳 装 置 的 位 置 和面 积等 。这 些因 素的 不同 组合 将提 供不 同的 热、 通风 和采 光效 能。 在空 气腔 中增 加日 光控 制装置 （如 百叶 、光 反射 板、 热反 射板 等） ，可 以同 时满 足建 筑自 然通 风、 自然 采光 的要 求。二 、 空 调和 照明 低碳 节能 技术 空 调和 照明 是建 筑能 耗的 主要 部分 ，大 力推 广供 热采 暖与 空调 制冷 节能 技术 ，降 低供 热采暖 系 统 及 空 调 能 耗 ， 是 真 正 实 现 建 筑 节 能 的 有 效 途 径 。 比 如 在 空 调 系 统 中 采 用 变 风 量 空 调 技术 ，蓄 冷空 调技 术， 空调 （制 冷、 热） 系统 节能 控制 技术 和空 气 空气 能量 回收 装置 。在 照明系 统以 自然 采光 为主 ，人 工照 明中 合理 选用 灯具 对照 明系 统能 效有 重要 影响 。同 时选 择适 宜的光 源， 积极 推广 和合 理应 用荧 光灯 。三 、 新 能源 新材 料的 开发 利用 节 约能 源不 止体 现在 建筑 物主 题采 取节 能措 施上 ，更 重要 的是 领域 要千 方百 计地 开发 使用新 型清 洁能 源。 如太 阳能 热水 器、 光电 屋面 板、 光电 外墙 板、 光电 遮阳 板、 光电 窗间 墙、 光电天 窗 以 及 光 电 玻 璃 幕 墙 等 。 去 年 的 上 海 世 博 会 ， 还 成 为 新 能 源 集 中 亮 相 的 舞 台 ， 一 大 批 太 阳能 、风 能、 地热 能等 新能 源技 术都 在世 博园 区内 得到 了集 中应 用。 在这 里， 新能 源技 术不 仅仅运 用于 交通 ，还 被用 到了 世博 园区 的建 筑上 。世 博会 主题 馆屋 面大 面积 铺设 太阳 能板 ，采 用并网 发电 运行 方式 ，将 太阳 能光 伏电 板做 成建 筑材 料， 让建 筑物 的外 墙、 屋顶 成为 “ 发 电机 ” ，并 将产 生的 电能 并网 输入 城市 电网 ，让 “ 绿 电 ” 进 入千 家万 户， 这是 历届 世博 会之 最。四 、 低 碳节 能技 术在 办公 楼工 程中 的实 际应 用此 项 目 中 办 公 楼 的 立 面 是 以 玻 璃 幕 墙 为 主 ， 玻 璃 幕 墙 占 外 墙 面 积 一 半 以 上 ， 要 达 到 公 共 建筑 节能 的要 求使 用普 通的 型材 和玻 璃是 行不 通的 。断 热铝 材是 利用 塑料 型材 （隔 热性 高于 铝型材 1250倍 ） 将 室 内 外 两 层 铝 合 金 既 隔 开 又 紧 密 连 接 成 一 个 整 体 ， 构 成 一 种 新 的 隔 热 型 的 铝 型材 ，用 这种 型材 做门 窗， 彻底 解决 了铝 合金 传导 散热 快、 不符 合节 能要 求的 致命 问题 。该 产品两 面为 铝材 ，中 间用 塑料 型材 腔体 做断 热材 料。 这种 创新 结构 设计 ，兼 顾了 塑料 和铝 合金 两种材 料 的 优 势 ， 同 时 满 足 本 院 科 研 楼 的 装 饰 效 果 和 低 碳 节 能 等 多 方 面 的 要 求 。 Low-E低 辐 射 镀 膜玻 璃在 优质 浮法 玻璃 表面 均匀 地镀 上特 殊的 金属 膜系 ,极 大地 降低 了玻 璃表 面辐 射率 ,并 提高 了玻 璃 的 光 谱 选 择 性 。 可 见 光 可 有 效 地 透 过 膜 系 和 玻 璃 ， 保 持 了 室 内 明 亮 ,而 肉 眼 看 不 见 的 红 外线 80%以 上 被 膜 系 反 射 (特 别 是 远 红 外 线 几 乎 完 全 被 其 反 射 回 去 而 不 透 过 玻 璃 )。 Low-E玻 璃 还可 以大 幅度 降低 玻璃 的紫 外线 透过 率。 通常 Low-E玻 璃加 工制 成中 空玻 璃使 用。 中空 Low-E玻璃 与 普 通 单 片 玻 璃 相 比 ,夏 季 可 节 能 60%以 上 ,冬 季 可 节 能 70%以 上 。 因 此 ， 用 Low-E玻 璃 制 造建 筑物 门窗 ，可 大大 降低 因辐 射而 造成 的室 内热 能向 室外 的传 递， 达到 理想 的节 能效 果。 正是采 用 了 这 两 种 高 效 低 碳 节 能 材 料 优 越 的 性 能 使 此 项 目 达 到 了 低 碳 节 能 环 保 的 要 求 ,同 时 也 为 创造 良好 的办 公环 境打 下了 良好 的基 础。这 次 我 们 还 采 用 了 太 阳 能 光 伏 技 术 。 立 面 以 玻 璃 幕 墙 为 主 ， 安 装 太 阳 电 池 组 件 会 使 建 筑 整体 效果 受到 破坏 ,因 此太 阳能 应用 只能 以屋 顶安 装光 电屋 面板 和东 西墙 面安 装光 电外 墙板 为主 ,而 且 为 了 不 影 响 整 个 顶 面 的 人 员 疏 散 屋 顶 又 不 可 满 铺 。 为 此 将 采 用 间 隔 铺 设 的 方 案 ,在 建 筑 的顶 面采 用与 屋顶 一体 化组 件 ,包 括采 用部 分透 光式 光伏 组件 作为 屋顶 ,要 求所 形成 的光 伏建 筑一体 化 组 件 除 了 能 够 发 电 外 还 具 有 防 水 和 保 温 等 建 筑 功 能 。 这 样 设 计 既 为 国 家 低 碳 节 能 环 保 事业 做出 了贡 献， 又产 生了 良好 的经 济效 益。五 、 结语 当 前 降 低 建 筑 能 耗 ,使 建 筑 的 人 工 环 境 与 自 然 环 境 达 到 动 态 的 平 衡 ,将 是 建 筑 在 满 足 了 基 本的 使用 功能 和美 学要 求后 应追 求的 更高 目标 。建 筑节 能低 碳环 保是 国家 发展 的基