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绿色建筑研究之既有建筑的绿色化改造 论文名称： 绿色建筑研究之既有建筑的绿色化改造 院 别： 土木建筑工程学院 专 业： 建筑学专业 年级班级： 建筑13-1BF 指导老师： 晏高亮 姓 名： 张家斌 填报时间： 2015 年 10 月 07 日目录摘 要 1第1章 绿色建筑的必要性 3 1.1 研究背景 1.2 绿色建筑的概念 1.3 绿色建筑的必要性第2章 既有建筑的绿色化改造方向 6 2.1 既有建筑的绿色化改造的概念 2.2 既有建筑的绿色化改造的必要性 2.3 既有建筑的绿色化改造的方向第三章 既有建筑的绿色化改造方法 8 3.1 我国的建筑能耗状况分析 3.2 绿色节能技术的分类 3.3 绿色节能技术在建筑改造中的应用第4章 既有建筑的绿色化改造实例 11 4.1 唐山高新技术产业开发区创新大厦 节能改造工程 4.2 以玻璃顶覆盖庭院 4.3 伊朗民居通风道改造参考文献 16既有建筑的绿色化改造摘要 全球气候变暖是当今世界面对的最严重的一个问题，建筑和建造对此的影响是最为严重的建筑及其自身的管理运作占到全球碳排放了的40%！绿色建筑的概念便应运而生，但现如今绿色建筑在所有的建筑中所占的比重可谓是微乎其微的，即使所有新建的建筑都使用绿色建筑的技术，也很难从根本上解决建筑对全球气候变暖的问题，所以如何对既有建筑进行绿色化改造的实现迫在眉睫，只有对当今大部分的建筑实行绿色化改造，才能从根本上减少建筑及其自身的管理运作的碳排量，进而缓解温室效应。 本文第一章简述了当今世界所面对的环境问题，同时表明绿色建筑以及既有建筑的绿色化改造的重要性，提出了本论文的研究背景。第二章通过对绿色建筑的概念的分析，以及既有建筑的基本属性，提出几个主要改造方向。第三章通过分析既有建筑具体部分的改造方法，来加深人们对绿色化改造的理解，并引发思考，使大家想到更多的方法。第四章介绍当今知名的一些绿色建筑已经建筑绿色化改造的案例，让大家对建筑绿色化改造有更深的理解。 关键词：绿色建筑；节能建筑；既有建筑；绿色改造；低碳建筑；温室效应Green transformation of existing buildingsAbstract Global warming is the most serious problem facing the world today, and it is the most serious one. The construction and the management of the building and its own account for 40% of global carbon emissions! The concept of green building is the historic moment, but the proportion of green building in all buildings is very small, even if all the new buildings use green building technology, it is difficult to solve the problem of global climate warming, the construction of green transformation is imminent, only to reduce construction and its own management of carbon emissions, and thus ease the greenhouse effect.In the first chapter, the author describes the environmental problems in the world, and shows the importance of green building and the green transformation of existing buildings, and puts forward the research background of this thesis. In the second chapter, through the analysis of the concept of green building, and the basic properties of the existing building, the main direction of the transformation is put forward. The third chapter through the analysis of the existing building specific part of the transformation method, to deepen peoples understanding of the green transformation, and lead to think, so that we think of more ways. The fourth chapter introduces some of the well-known green building has been building green transformation of the case, so that we have a deeper understanding of the construction of green transformation.Key words: green building; energy saving building; existing building; green transformation; low carbon building; greenhouse effectGlobal warming is the most serious problem facing the world today, and it is the most serious one. The construction and the management of the building and its own account for 40% of global carbon emissions! The concept of green building is the historic moment, but the proportion of green building in all buildings is very small, even if all the new buildings use green building technology, it is difficult to solve the problem of global climate warming, the construction of green transformation is imminent, only to reduce construction and its own management of carbon emissions, and thus ease the greenhouse effect.In the first chapter, the author describes the environmental problems in the world, and shows the importance of green building and the green transformation of existing buildings, and puts forward the research background of this thesis. In the second chapter, through the analysis of the concept of green building, and the basic properties of the existing building, the main direction of the transformation is put forward. The third chapter through the analysis of the existing building specific part of the transformation method, to deepen peoples understanding of the green transformation, and lead to think, so that we think of more ways. The fourth chapter introduces some of the well-known green building has been building green transformation of the case, so that we have a deeper understanding of the construction of green transformation.Key words: green building; energy saving building; existing building; green transformation; low carbon building; greenhouse effect第1章 绿色建筑的必要性1.1研究背景 绿色建筑的概念是在面临全球资源、环境危机的巨大问题下产生的。从英国工业革命开始到现在仅有二百多年的时间，工业化造成的温室效应、大气污染、水资源匮乏、酸雨、土地资源退化、臭氧层破坏、物种灭绝等问题已逐渐演化为全球性的环境危机。工业革命在推动人类科技的发展的同时，也在以极快的速度破坏地球的生态系统，耗尽地球上有限的自然资源。直至二十世纪六、七十年代，石油资源危机、水资源危机、土壤资源危机等问题相继出现后，面对种种环境和资源危机，人们才开始意识到，如果不及时采取措施改变现有的发展模式，则最终将导致地球生态系统的崩溃。 1962 年，美国生物学家莱切尔卡逊的环境科普著作寂静的春天(文献1)标志着人们对环境问题关注的开端。1980 年，世界自然保护联盟(IUCN)首次提出了“可持续发展”的概念。指既满足当代人的需求，又不损害后代人满足其需求的发展，是科学发展观的基本要求之一。1992 年，在巴西里约热内卢召开了联合国环境与发展会议，会上通过了二十一世纪议程，并将“可持续发展”的战略思想作为人类社会共同的行动纲领。1.2 绿色建筑的概念 在全寿命期内，最大限度地节约资源（节能、节地、节水、节材）、保护环境、减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。 “绿色建筑”的“绿色”，并不是指一般意义的立体绿化、屋顶绿色建筑花园，而是代表一种概念或象征，指建筑对环境无害，能充分利用环境自然资源，并且在不破坏环境基本生态平衡条件下建造的一种建筑，又可称为可持续发展建筑、生态建筑、回归大自然建筑、节能环保建筑等。绿色建筑评价体系共有六类指标,由高到低划分为三星、二星和一星。绿色建筑的室内布局十分合理，尽量减少使用合成材料，充分利用阳光，节省能源，为居住者创造一种接近自然的感觉。以人、建筑和自然环境的协调发展为目标，在利用天然条件和人工手段创造良好、健康的居住环境的同时，尽可能地控制和减少对自然环境的使用和破坏，充分体现向大自然的索取和回报之间的平衡。 绿色建筑主要考虑的问题如下： 1.环保 室内外环境优化设计； 绿色施工； 低碳运营。 2.节能 节能技术与产品：被动式节能技术、主动式节能技术 新型高效节能产品、可再生能源利用； 能源管理：能耗监管平台、节能制度、节能意识。 3.节水 节水设计与产品：系统节水设计、高效节水器具与设 备、非传统水源利用； 节水管理：节水制度、节水意识。 4.节材 节材设计：可在循环材料利用、就近取材、废弃物再 利用、高性能材料应用； 节材管理：降低损耗、杜绝浪费。 5.节地 合理利用场地； 开发地下空间； 废弃场地再利用。1.3 绿色建筑的必要性 多年以来，地球的气温一直在持续上升，因而为了避免灾难性后果的发生，国际科学界设定了一个具有挑战性的目标地球平均温度上升不得超过2。就这一点而言，研究显示阿拉斯加地区的平均气温在过去的30年上升了4。人类1年所消耗的需要地球花费1.3年进行补充。 环境问题是当今世界不可回避的问题。建筑作为人工环境，是满足人类物质和精神生活需要的重要组成部分。然而，人类对感官享受的过度追求，以及不加节制的开发与建设，使现代建筑不仅疏离了人与自然的天然联系和交流，也给环境和资源带来了沉重的负担。据统计，人类从自然界所获得的50以上的物质原料用来建造各类建筑及其附属设施，这些建筑在建造与使用过程中又消耗了全球能源的50左右；在环境总体污染中，与建筑有关的空气污染、光污染、电磁污染等就占了34；建筑垃圾则占人类活动产生垃圾总量的40；在发展中国家，剧增的建筑量还造成侵占土地、破坏生态环境等现象日益严重。 于是绿色建筑的概念应运而生，中国要走可持续发展道路，发展节能与绿色建筑刻不容缓。绿色建筑通过科学的整体设计，集成绿色配置、自然通风、自然采光、低能耗围护结构、新能源利用、中水回用、绿色建材和智能控制等高新技术，具有选址规划合理、资源利用高效循环、节能措施综合有效、建筑环境健康舒适、废物排放减量无害、建筑功能灵活适宜等六大特点。它不仅可以满足人们的生理和心理需求，而且能源和资源的消耗最为经济合理，对环境的影响最小。由此可见，绿色建筑在保护环境的问题上有着举足轻重的作用。第2章 既有建筑的绿色化改造方向2.1 既有建筑的绿色化改造的概念 通过对既有建筑的非承重结构的用低碳环保的材料改造，以达到满足绿色建筑概念的部分要求，实现低碳环保的建筑。 既有建筑绿色化改造的主要内容有：外墙、屋面、外门窗等围护结构的保温改造；采暖系统分户供热计量及分室温度调控的改造；热源（锅炉房或热力站）和供热管网的节能改造；涉及建筑物修缮、功能改善和采用可再生能源等的综合节能改造。2.2 既有建筑的绿色化改造的必要性 尽管绿色建筑在保护环境的问题上有着举足轻重的作用，但现如今绿色建筑在所有的建筑中所占的比重可谓是微乎其微的，即使所有新建的建筑都使用绿色建筑的技术，也很难从根本上解决建筑对全球气候变暖的问题。 笔者前不久在华东进行了为期10天的认知实习，尽管华东地区的城市化的程度很高，建筑也大多展示着现代化元素。但是绿色建筑在众多建筑中所占的比重却是微乎其微，比起绿色建筑，让我注意到的更多的还是其他建筑带来的光污染、声污染等。图2-1 相比新建建筑，更多的还是在绿色建筑概念还未普及是修建的建筑，而这些建筑也正是光污染、声污染、城市热岛效应等问题的主要原因。所以如何对这些既有建筑进行绿色化改造的实现迫在眉睫，只有对当今大部分已存在的建筑实行绿色化改造，才能从根本上减少建筑及其自身的管理运作的碳排量，进而缓解温室效应。2.3 既有建筑的绿色化改造方向 改造目的：节能、节、节地、节材、和环境保护 改造内容：场地优化、建筑结构优化与抗震性能提升、围护结构、 供热制冷系统、能耗计量系统、照明系统、给水排水、 室内外环境改善、新能源利用、运营管理等。第3章 既有建筑的绿色化改造方法3.1 我国的建筑能耗状况分析 （1）在建筑运行能耗中，采暖能耗所占比例最大，超过50%，采暖、空调、通风的能耗约占2/3，北京、上海等大城市夏季空调的最大用电负荷均超过了当地最大用电负荷的40%。在建筑材料能耗中，非金属建材和钢铁材料能耗所占的比例最大，分别达到54%和39%。在建筑间接能耗中，能源生产加工能耗所占比例最大，达到71%。建筑施工能耗包括在建筑业的统计能耗中，其能耗占建筑总能耗的比例很小，约为1%。图 3-1 广义建筑能耗构成 （2）对既有建筑绿色节能改造的几点思考 减少建筑运行能耗是建筑绿色节能改造工作的关键，但减少建筑材料能耗同样具有重要意义，应将全生命周期评价的思想应用于建筑绿色节能改造工作中。 建筑运行能耗中暖通空调能耗所占比例最大，超过 60%，减少暖通空调能耗是减少建筑运行能耗的关键。建筑照明系统的能耗也占有不容忽视的比重，应该得到关注。 建筑绿色节能改造是一个复杂庞大的系统工程，在积极推进建筑绿色节能改造工作的同时，要警惕将建筑绿色节能工作简单化、表面化、标签化、模式化的倾向，防止出现高投入、低效益的现象。我国的建筑绿色节能改造应重点发展适合中国国情、低成本、高效益、可推广的建筑节能技术。除了经济性外，建筑节能还应与建筑节材、减少环境影响等其他方面工作统筹考虑，进行综合优化设计。3.2.绿色节能技术的分类 由前面的分析可知，建筑运行能耗以建筑采暖和空调能耗为主，约占建筑总能耗的一半。针对建筑运行能耗的来源和组成，可以把建筑绿色节能技术分为建筑本体绿色节能技术和建筑设备绿色节能技术两大部分，其中建筑本体绿色节能技术包括围护结构的绿色节能技术和建筑空间设计的绿色节能技术，建筑设备绿色节能技术包括建筑能源设备系统绿色节能技术、建筑环境控制系统绿色节能技术和可再生能源利用技术，其分类示意图详见图3-2。图 3-2 绿色节能建筑技术分类示意图3.3绿色节能技术在建筑改造中的应用 在建筑改造中，建筑围护结构绿色节能技术、建筑空间设计绿色节能技术、建筑能源设备系统绿色节能技术、建筑环境控制系统绿色节能技术，以及可再生能源利用技术都是非常重要的。这些技术在建筑改造中往往配合使用，达到令人赞叹的效果。 应用于建筑围护结构改造的绿色节能技术主要包括外墙改造、门窗改造、遮阳改造和屋面改造。这其中的每项改造都有很多细节上的绿色节能技术与之相应。例如外墙改造，就包括外墙保温改造和新型墙体技术的应用。 在建筑空间的改造中，结合建筑的中庭、通廊等空间要素来设计改造方案，是一种非常重要的节能手段，这种手段带来的环境效益是非常明显的，并且往往使改造后的建筑具有丰富宜人的空间。 建筑能源设备系统绿色节能技术，在建筑改造中应用的主要有电力输配系统节能改造、空调冷热源节能改造等等。 建筑环境控制系统绿色节能改造，主要包括照明系统改造、供暖系统改造、自然通风系统改造和空调系统改造。 可再生能源利用技术目前应用得比较广泛的主要是太阳能和风能利用技术，地热(地冷源)技术也在建筑改造方面有了不少成功范例。第4章 既有建筑的绿色化改造实例 4.1 唐山高新技术产业开发区创新大厦节能改造工程唐山市的既有居住建筑供热计量及节能改造以中德技术合作的形式在中国开了先河。唐山市的公共建筑和公共机构办公建筑节能改造始于2007年，到2013年底，全市已完成改造项目212项，建筑面积242.6万平方米。创新大厦建于1992年，建筑面积约1.2万平方米，建筑类型为政府办公建筑(主楼8层，副楼3层)。原采暖方式为单栋楼自建小型锅炉房供热，建筑外窗为单层普通玻璃外窗。该建筑建成时尚无相关建筑节能标准和措施，办公用房开间较大，冬季采暖即使消耗大量能源，室内温度也不能得到明显提高，无法满足正常办公和生活需求。综合考虑其建成年代、建筑面积、房间布局等情况，本着“实用、经济、可靠”的原则，确定其节能改造方式为：热源及采暖系统改造与围护结构改造并行。图4-1创新大厦节能改造工程效益显著。热源及采暖系统改造，包括室内采暖系统、室外地源热泵系统、集中控制机房三部分。围护结构改造，主要是更换原有单层普通玻璃窗为80系双层中空玻璃塑钢窗，总面积3500平方米。外窗遮阳系数0.87。该建筑通过实施节能改造，大大改善了办公环境，减少了污染排放，提升了智能化管理水平，同时也改善了建筑的外部形象。其中，地源热泵机组的运行，无需锅炉、冷却塔，无需堆放燃料废物场地等，比电供暖减少电力消耗70%以上，制热系统比自建锅炉房平均提高效率近80%。 4.2 以玻璃顶覆盖庭院 是建筑改造或扩建的一种常见方式。在这种方式下，原有露天庭院空间转化为室内空间或半室内空间，同时伴随着该空间功能的转换。如大英博物馆的中央庭院改建。建筑师福斯特将大英博物馆中央的庭院以一个巨大的玻璃穹顶覆盖。这是欧洲最大的封闭室内公共空间，作为城市的文化广场。改造方案一切归功于这巨大的玻璃穹顶机械美学及经济的形式相结合的产物。穹顶屋面每单元设计成互不相同的三角形，是为了满足庭院核心的鼓形阅览室与环绕四周的矩形墙面之间不均衡的跨度需要。这种由钢铁网格组成的曲面壳结构形式，既是主要的顶篷受力结构，同时也是玻璃幕墙系统的框架。这种设计可以尽可能地利用日光同时又减少热能的吸收。该项目中使用的是一种经过特殊加工处理的透光绝热蜂窝玻璃，它能确保仅有25%的热辐射通过玻璃。图4.2大英博物馆的中央厅院 又如布鲁塞尔的 Petrofina Restaurant 项目，建筑师在这家公司的两座办公楼之间悬挂玻璃天棚，将楼间的空地整个覆盖，作为员工餐厅，创造出花园一样的室内效果。新的空间通透、开放、富于人性化，很好地体现了这家公司的宗旨。图4.3布鲁塞尔的Petrofina Restaurant4.3 伊朗民居通风道改造 地下空间的通风除了可以利用天井为房屋导风外，还可以采取设置通风道的方法来解决。图4-4 为伊朗民居通风道的示意图。通风竖井顶端有捕风器，可使气流流经风道，室内风道开口部位放置存有凉水的陶罐，通过多孔的陶罐外表面的滴水蒸发，降低