谈节能环保型建筑设计和新材料的应用

　　摘要：节能环保型建筑是缓解能源紧张、解决社会经济发展与能源供应不足这对矛盾的最有效措施之一，也是减轻环境污染、改善和提高建筑舒适性、促进环境、社会可持续发展的一项最直接的根本措施。本文主要探讨节能环保建筑设计及新材料的应用的有关内容。

　　关键词：节能;环保;建筑设计;材料;应用

　　Abstract: Construction of energy conservation and environmental protection is to alleviate the energy tension, solve the social and economic development and the energy supply this contradiction to one of the most effective measures, and reduce environmental pollution, improve and enhance building comfort, promote the sustainable development of the social environment, one of the most direct fundamental measures. This paper mainly discusses the energy conservation and environmental protection building design and the application of new materials of related content.

　　Keywords: energy efficient; Environmental protection; Architecture design; Materials; application

　　中图分类号：TU201.5 文献标识码：A 文章编号：

　　节能环保型建筑是缓解能源紧张、解决社会经济发展与能源供应不足这对矛盾的最有效措施之一，也是减轻环境污染、改善和提高建筑舒适性、促进环境、社会可持续发展的一项最直接的根本措施。通过对建筑节能环保设计方法的探讨.总结出要利用好当地的自然资源，寻求人、建筑、环境与经济、节能之间的最佳结合，提高建筑的整体效益。我国的建筑节能环保有着巨大的潜力，只要认真扎实地做好设计本职工作，就可以有效地降低建筑耗能量，充分利用资源。节能环保是未来社会生活中一个永恒的主题，对于每一个建筑设计工作者来说，节能环保问题绝不是那么的简单，它贯穿于设计中的每一个细节。

　　一、建筑设计与环保节能

　　建筑设计中的生态平衡、环境保护与节省能源是环环相扣，一环接一环的，它们不是单独分开，而相互影响和联系的。随着经济的发展、城市化进程的加快、城市居民生活水平的提高，建筑耗能占整个能源消费总量的比重不断上升，每年由于新建和改建建筑，消耗了大量的能源，带来自然环境的恶化。自然环境的日趋恶化，结果是建筑系统内和建筑系统外的物质良性循环与能量的良性转换受到严重破坏，也就是生态环境受到严重破坏。这也是一个直接处理人与自然关系的问题。因此，建筑的环保节能设计概念的提出，得到各行各业越来越多的关注和认同。设计为人类创造了巨大的社会财富，推动了文明的发展，但同时也加速了资源、能源的消耗，并对生态平衡造成了极大的破坏。设计的最大作用不是创造商业价值也不是包装和风格方面的竞争，而是一种适当的社会变革过程中的元素。同时设计应该认真研究有限的地球资源的使用问题，并为保护地球环境服务。环保节能设计又叫生态设计，是指在对产品及其寿命周期全过程的设计中，要充分考虑对资源和环境的影响，在充分考虑产品的功能、质量、开发周期和成本的同时，更要优化各种相关因素，使产品及其制造过程中对环境的总体负影响减到最小，使产品的各项指标符合绿色环保的要求。环保节能设计不仅是一种技术层面的考量，更重要的是一种观念上的变革，要求设计师放弃那种过分强调产品在外观上标新立异的做法，而将重点放在真正意义的创新上面，以一种更为负责的方法去创造产品的形态，用更简洁、长久的造型使产品尽可能地延长其使用寿命。

　　二.节能环保型建筑设计

　　1、新能源、新技术的应用

　　目前，煤、电、油的供应已经相对紧张。而太阳能作为一种可再生的清洁能源，已经在某些领域得到发展，如太阳能采暖等，其已经由“补充能源”向“替代能源”发展。根据太阳能的特点和实际需要，目前在建筑节能方面主要采取光电转换和光热转换两种形式。太阳能光电技术主要是利用太阳能电池将白天的太阳能转化为电能储存在蓄电池内，夜晚在放电控制器的控制下释放出来，供室内照明及其它各方面的用电需要。太阳能光热技术主要是将太阳辐射产生的能量转化为热能进行利用，如利用太阳能热水器提供生活用的热水.采用太阳能空气集热器进行物料干燥或供暖，基于集热一储热原理产生的间接加热式被动太阳房。利用太阳能加热空气产生的热压增强建筑通风等。另外，可以增加相变蓄热材料在建筑丰!料中的应用。复合相变建材具有普通建材无法比拟的热容。对于建筑物内的热量稳定及平衡非常有利，采用相变墙体保温材料，保温性能可达到传统保温材料(如EPS)的六倍。

　　2、建筑保温材料的选择

　　按材质分类，建筑保温材料可分为无机保温材料、有机保温材料和金属保温材料。建筑保温材料的主要特征是导热系数小，但导热系数小的材料多是孔隙多、密度小的轻质材料，绝大多数没有足够的强度，不适合直接用作建筑物的基材。外墙保温材料一般要求：导热系数低。热稳定性好;憎水性好、透气性强，可以有效避免水蒸气迁移过程中出现的墙体内部结露现象;耐冻融、耐暴魉、抗风化，耐老化性能高。具有良好的耐候性;基层变形适应性强，各层材料逐层渐变，能够及时传递和释放变形应力，保护面层不脱落、不开裂;耐火等级高，明火状态下不会产生大量毒气，在火灾发生时能延缓或阻止火势蔓延;柔性强度相适应，抗冲击能力强。有机类保温材料发泡聚氨酯在导热系数、抗压强度、耐温等方面都体现出了良好的性能，是比较理想的外墙保温材料。保温材料的选型在工程设计中十分重要且相对复杂。应综合考虑各种因素。

　　3、建筑构造的节能环保设计

　　建筑的外围护结构的热损耗较大，这其中墙体和门窗占了很大份额，外维护结构的保温隔热性能直接关系到室内环境的热稳定性和舒适性，对降低建筑能耗具有至关重要的作用，是建筑节能最重要的环节。墙体是建筑外围护结构的主体，国内目前常规的做法是在外维护结构完成后再在上面附加保温层，以改善其保温性能，比较常用的外墙保温材料以聚苯板为主，其具有廉价成本和优良的物理性能，在全世界范围内的外墙保温外挂技术中广泛应用。同时应进一步推广空心砖墙及其复合墙体技术，目前现有的空心砖、混凝土砌块、加气混凝土等新型墙体材料的平均生产能耗为每万块0.7t标准煤，比实心枯土砖每万块1.3t标准煤低47%左右”。

　　外门窗是住宅能耗散失的最薄弱部位，其能耗占住宅总能耗的比例较大.因此在保证日照、采光、通风、观景等要求的前提下，尽量减小住宅外门窗洞口的面积，控制住宅窗墙比，提高住宅外窗的气密性，减少冷空气渗透，改善住宅门窗的保温性能，减少外墙、外窗的热耗损。屋顶所形成的室内外温差导致其温度损耗较大，屋面保温层尽量不要选用密度较大、导热系数较高的保温材料，以免屋面的重量和厚度过大，同时屋面保温层不宜选用吸水率较大的保温材料以防止屋面潮湿作业时因保温层大量吸水而降低保温效果，如果选用吸水率较高的保温材料。屋面上应设置排气孔以排除保温层内不易排出的水分。

　　三.建筑设计中新材料的应用

　　建造技术和建筑设备的发展使建筑不再受到自然环境等客观事物的限制，朝向、水文、采光、通风、温湿度等均可调节。新的建筑材料的应用使传统建筑的一些问题得以巧妙地解决并提高了建筑的质量和环境。

　　1、在通风方面

　　一种新研制的特殊窗框及其开合装置以其低成本、低技术含量成为极具发展潜力的产品。外界空气从窗框的底部进入.再由顶部进入室内。 从而避免过高的空气流动速度.不会产生令人不适的过高的气流感。窗框内置的噪声吸收板，可以同时防止冷凝水的侵入并过滤空气。整个结构作用的前提是，通过风和气体动力的有效作用面积形成足够的压力差。这种结构与普通窗户一样易于清洁。其最大的优点是，使用者可以通过总线系统及计算机掌握并控制不同通风条件下的能源消耗。

　　2、在保温材料方面

　　以往的保温层复合结构由于采用传统的保温材料 ，所以厚度较大，这就带来了一系列的外观上的问题：窗洞的加深，层间距的减少等等。而真空隔热板很好地解决了这些问题。它的厚度很薄，且CO排放量小。 其外裹有金属和纸质的外壳，壳问形成真空.填充有多孔的纤维、泡沫塑料及压缩的硅酸盐。50ram厚真空隔热板的保温效果相当于200mm的普通矿物棉保温材料。作为一种新型、高效的保温材料，真空隔热板有着广阔的应用前景玻璃材料的保温技术也是生态建筑节能的关键之一 。随着现代科技的不断发展.在这～领域陆续出现了吸热玻璃、热反射玻璃、低辐射玻璃、电敏感玻璃、调光玻璃、电磁波屏蔽玻璃等。设计者可将它们组合成复合的构造形式.来达到生态建筑的保温和采光要求。

　　3、材料技术与结构技术的结合应用

　　数字技术时代下的建筑材料变得日益复杂和极为丰富.同时结构技术等的飞跃发展泣得建筑空间造型不再受材料和结构的限制.从传统的术结构、石结构到钢筋混凝土结构、钢结构、充气结构蹦及张拉、悬挂、壳、膜结构等新型技术的发展使建筑无论是在高度、跨度或者是先前未曾有过的地下生态建筑等方面都有了飞跃的发展。新材料、新技术的应用使建筑师对建筑的设计手法不再拘泥于传统的韵律、对称等基本手法。而是通过对强形体进行切割、解体.使建筑轻量化。

　　4、新材料在实践中的应用

　　笔者在某地“绿苑新城”项目设计中采用有效的建筑屋面保温隔热措施，设置最小60m131的外墙xps保温系统，选用密闭防风保温性能较好的外窗外门断热铝合金门窗选取能联控的建筑外窗遮阳措施，使建筑在满足功能的基础上合理控制外立面的窗墙比.减少能耗.从而将整体外墙传热系数控制在0.6W/m2.K以下。

　　生态建筑要求集约型道路，居住建筑节能设计也遵循了事物发展的规律，生态建筑也是建筑业走向可持续发展道路的重要步骤各种新技术、新材料在建筑设计中不断应用的同时，应当注重树立“以人文本”的思想，按照可靠性、适应性、先进性、标准化以及可以扩充的要求，从当前实际情况出发，按照适当超前的原则，对新项目中的新技术、新材料要谨慎的选择和确定;对于新的技术要评定其是否成熟，所需要的投资量以及运行时所需的费用等，都需要事前进行详细的计算后，再确定是否使用。

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