生态建筑中节能措施浅析

【摘要】介绍了在现阶段的生态建筑设计中采用的主要节能措施，包括：新型节能墙体材料、独特的墙体结构、日光照明技术和太阳能采暖技术等，引出对生态建筑节能措施下一步发展方向的討论。

【关键词】生态建筑设计；建筑节能措施

1、引言

近年来，随着经济和社会的飞速发展，人与自然界的矛盾日益尖锐，资源短缺，环境污染等问题已经成为人类发展道路上的阻碍，所以各行各业在发展自身的同时，都应肩负起本行业所应承担的生态责任。生态建筑正是建筑行业对新形势下行业发展方式的一个回应，所谓生态建筑就是根据当地的生态环境，将建筑学和生态学及其他科学相结合，获得的一种高效节能，生态平衡的建筑形式，本文将就生态建筑设计中的节能措施进行浅析。

2、生态建筑设计中可应用的节能措施

2.1新型的墙体材料

众所周知，建筑物的维护结构在其整体的能量损耗组成中占有很大的部分，同时在所有建筑物维护结构的热损耗中，墙体的热损耗大约占到了75%左右。所以，采用新型的建筑材料去降低外墙的热耗能，是所有生态建筑设计者的共识。目前国内外常用的复合节能墙体主要有三种：外保温外墙、内保温外墙和夹芯保温外墙，现选取应用较为广泛的外保温外墙加以详细介绍。

所谓外保温外墙是指由传统墙体以及保温层复合而成，并且保温层要置于传统墙体的外侧。它主要由三部分组成，分别是墙体结构层，保温层和面层。

墙体结构层：系指由钢筋混凝土、空心砌块和粘土多孔砖等建筑材料形成的传统墙体。

保温层：这是复合节能墙体的主要功能层，它具有优良的保温隔热效能，能大大降低外墙的热损耗，常用的外墙保温层有：挤塑聚苯乙烯泡沫保温隔热板、ZL聚苯颗粒复合硅酸盐保温板、GRE外保温板等。

面层：系指在复合节能墙体的最外层起装饰作用的层面，可采用涂料、瓷砖、石材等进行构造。

结合各地的地理位置和气候特点，借鉴各方成功和失败的经验，开发新型的墙体保温板，已在工程中得到广泛应用。

2.2独特的墙体结构

在墙体的节能方面，除了上述通过改进墙体材料可获得节能效果外，还可以通过采用新颖的墙体结构去获得很好的节能效果。

节能墙体的构造形式多种多样，千变万化，但是总体来看，它们大多都是通过墙体中构造空气夹层的方法，利用空气的低传热性，来达到保温或隔热的目的，该种墙体构造时可分为两层，内外层都可由普通材质构造，外层较薄，中间形成一道空气夹层，在夏季，当外层材质被太阳暴晒，气温升高时，会向室内进行热传递，首先会使中间的空气夹层温度升高，由于温度高的气体密度小，所以被加热的气体会上升，从空气夹层的上开口排出，带走大部分的热量，大大减少了向室内的直接传热。在冬季，将空气夹层的上下开口堵死，会形成一个无对流的密闭空气层，由于空气导热系数相比于固体十分微小，所以极大的减少了室内向室外传热[1]。

2.3日光照明技术

在日间的某些建筑中，尤其是大型公共建筑或地下建筑等，单纯的靠窗户或其他途径获得的日光不足以提供充足的照明，因此必须辅助大量的电力照明，从而造成了大量的能源浪费，有资料表明，我国某些地区的照明能耗占商业能耗的20%～30%，某些发达国家甚至达到了30%～50%。

利用新兴的日光照明技术，则可完全避免此部分的能源消耗，日光照明技术是利用太阳光进行照明的方式，是一种高效的光能传输技术，它的基本原理非常简单，首先通过置于室外的采光罩采集日光，通过光导路多次反射将光传递到室内，然后由室内的漫反射器，过滤掉绝大部分的紫外线等有害成分后，将自然光漫射到室内，起到照明作用。该种照明方式无能耗，无污染，对人体有益，完全符合生态建筑设计的核心思想，应该得到生态建筑设计者的重视[2]。

2.4太阳能采暖

太阳能的利用形式多种多样，其中，太阳能采暖是应用最早，最为成熟的一种。太阳能采暖的方式主要有两种：主动式太阳能采暖和被动式太阳能采暖。主动式采暖是指利用一些装置来收集太阳能，再通过主动式设备将热能输送给用户的采暖方式。其中利用水作为传热介质的一种工作形式是：首先由水泵将室内冷水抽至储热水箱中，待达到设定温度后，水箱中具有一定温度的水被抽出，输送到室内进行热交换，在这个过程中，还需要利用辅助能源对水进行二次加热，从而达到更好的热交换效果。被动式采暖是指仅利用房屋本身的结构来完成采暖过程中的采热、蓄热和传热的全过程的一种采暖形式。其中一种带有幕墙的较为新颖的被动式采暖墙的基本工作过程为：室内冷空气由下方开口进入外部玻璃幕墙与墙体之间的空气夹层中，由太阳光加热后，从上方回到室内，通过自然对流来使室内温度升高，另外由于空气夹层的存在，保证了墙体的良好蓄热能力，在夜间无法通过空气对流来提高室温时，可利用墙体所储热量来维持室内温度，达到保温效果[3]。

3、生态建筑节能措施的发展方向

3.1提高已有节能设备的节能效率，如：在主动式太阳能采暖系统中加大集热器的集热效率，减少使用二次加热中所耗费的辅助能源。

3.2根据不同地区的具体情况，因地制宜，去探索适合本地区使用的新型节能措施。

3.3加大光伏发电的研发投入，降低光伏发电成本。就目前来看，室内电能的耗费有很大一部分是不可避免的，如家用电器用电，昂贵的光伏发电成本阻碍了家用光伏发电系统的发展，如能降低光伏发电成本，使家用光伏发电系统成为可能，则可从源头上解决了这部分能源的耗费问题。

结语：

发展是必要的，但是决不能以损害环境为代价来换取发展，相信随着经济和科技的进一步发展，建筑设计者们一定能在生态建筑节能设计方面取得突破性进展，给人类提供一种舒适宜居、生态和谐的新型建筑形式。

参考文献：

[1]郑宏飞，陈子乾.绿色生态建筑中可应用的太阳能技术（1）[J].工业建筑，2003，33（10）：5-8.

[2]马颖轶，丁宁.浅谈生态建筑节能设计[J].中国新技术新产品，2012年13期：180.

[3]郑宏飞，陈子乾.绿色生态建筑中可应用的太阳能技术（2）[J].工业建筑，2003，33（11）：24-27.

作者简介：

周兆辉，聊城大学 建筑工程学院，山东聊城；

苏志彬，聊城大学 建筑工程学院，山东聊城；

基金项目：

聊城大学大学生创新创业项目，编号：CXCY2018081