生態(tài)節(jié)能建筑是當(dāng)今全世界的共同話題,其英文是SUSTAINABLEARCHITECTURE,直譯為可持續(xù)性建筑,主要是研究建筑對生態(tài)、環(huán)境和能源的關(guān)系和影響,F(xiàn)有資料表明,建筑消耗50%的能源、消耗40%的原材料、消耗50%的破壞臭氧層的化學(xué)原料、對80%的農(nóng)業(yè)用地?fù)p失負(fù)責(zé)、消耗50%的水資源。我國是目前世界上建筑大國,又是土地資源、水資源、能源的貧國,生態(tài)環(huán)境惡化。在某種意義上說,土地資源、水資源、能源和生態(tài)環(huán)境不僅僅關(guān)系到一個國家,而是事關(guān)全球。因此研究建筑生態(tài)節(jié)能技術(shù)十分有利且迫切,可以說利在當(dāng)代,功在千秋。本文分生態(tài)建筑系統(tǒng)、節(jié)能建筑系統(tǒng)和建筑材料的選擇三部分論述。
1.生態(tài)建筑系統(tǒng)
建筑設(shè)計中綜合考慮各種因素――物理的、化學(xué)的、生態(tài)的、社會的環(huán)境以滿足人的身體和心理、精神方面的各種需要。設(shè)計中的環(huán)境綜合考慮將不僅包括室內(nèi)空氣質(zhì)量、也包括熱舒適度、良好的光照、聲學(xué)環(huán)境以及空間大小、關(guān)系等。符合人類需要的建筑將不需要時常的改變和更新或者重新裝修,甚至拆掉重建,而這些都意味著材料和能源的額外消耗。對建筑的滿意度越高,那么建筑的改動越少,使用的時間也越長,避免附加的建設(shè)活動。建筑設(shè)計和室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量問題必須在整個設(shè)計、建造、使用、拆除過程中都要考慮。
在景觀建筑和建筑物與其環(huán)境的關(guān)系方面,有些方案的重要之處在于一種人造物與自然之間的新結(jié)合。它們被稱為是一種通過與環(huán)境交互作用而建立起一種恒久的對話關(guān)系的建筑,將環(huán)境因素變?yōu)橛凶陨頇?quán)利的主體。這是一種與樹木、氣候、地形并存的整合建筑,而不是模仿現(xiàn)有的自然形態(tài)或者與自然完全割裂的建筑。
1.1 自然采光和人工照明
自然采光應(yīng)該是最主流的辦公建筑照明形式,現(xiàn)在辦公建筑照明所消耗的電力占總電力消耗的30%左右。因此通過建筑設(shè)計充分發(fā)掘建筑利用自然光照明的可能性是節(jié)能的有效途徑之一。此外,人們利用自然光照明的另一個重要原因是自然光更適合人的生物本性,對心理和生理的健康尤為重要,因而自然光照程度成為考察室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。
影響自然光照水平因素如窗戶的朝向,窗戶的傾斜度,周圍的遮擋情況(植物配置、其它建筑等),周圍建筑的陽光反射情況,窗戶面積、平面進(jìn)深和剖面層高、窗戶內(nèi)外遮光裝置和設(shè)置等。
遮光裝置用來遮陽和反射陽光將光線從較高的地方反射到較低和地方或者從外部反射到房間深處。利用天花板來進(jìn)行多次反射也是有效地改善進(jìn)深較大的空間照度的有效方法。遮陽板的角度需要仔細(xì)設(shè)計,計算時要考慮本地太陽光線在冬季和夏季的入射角,避免冬季太陽高度較低時造成室內(nèi)光線過暗。遮陽板、遮陽百葉的設(shè)置以能防止夏季陽光直射而使溫度過高,同時又能滿足室內(nèi)的自然光照度要求為原則。當(dāng)然自動控制的可調(diào)節(jié)遮陽板是理想的選擇,但造價也相對高些。在空氣污染嚴(yán)重的地方,遮陽板應(yīng)該經(jīng)常清洗,以保持其反光能力。
在進(jìn)行自然光照設(shè)計時,應(yīng)和建筑的熱性能和自然通風(fēng)結(jié)合起來考慮。窗戶玻璃的選擇將是影響建筑熱性能的關(guān)鍵因素。透明的純凈玻璃允許自然光和熱輻射進(jìn)入。反射玻璃可以在夏季高效率地減少太陽熱,但也減少了冬季的熱獲得,同時還對環(huán)境產(chǎn)生“光污染”。因此玻璃的選擇應(yīng)該根據(jù)其具體的地理環(huán)境和日照條件來確定,并且應(yīng)該綜合考慮各個季節(jié)的綜合效應(yīng)。大面積的西向玻璃幕墻應(yīng)該盡量避免,F(xiàn)在的科技進(jìn)步為建筑師提供了更多可選擇和玻璃種類,如Low-E玻璃、全息玻璃、多棱玻璃、熱敏玻璃、光敏玻璃等。
1.2 通風(fēng)設(shè)計
自然通風(fēng)的最大益處首先應(yīng)該是建筑內(nèi)部空氣質(zhì)量環(huán)境的改善。除了在污染非常嚴(yán)重以至于室外空氣不能達(dá)到健康要求的地點,應(yīng)該盡可能地使用自然通風(fēng)來給室內(nèi)提供新鮮空氣,有效地減少建筑綜合癥(SBS)的發(fā)生和類似‘非典’病役發(fā)生和流行。自然通風(fēng)的另一個益處是能夠降低對空調(diào)系統(tǒng)的依賴,從而節(jié)約空調(diào)能耗。如果室外溫度比室內(nèi)溫度低,那么用自然通風(fēng)來降溫是最好的。然而,室外環(huán)境并不總是滿足自然通風(fēng)的需要(例如在寒冷的冬季),因此除了某些特定地點的實驗性建筑以外,要做到完全的自然通風(fēng)幾乎是不可能的。當(dāng)代建筑中最常見的是混合使用各種手段,即充分利用自然通風(fēng)的同時也配置機(jī)械通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)。