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【關(guān)鍵詞】綠色建筑:節(jié)能設(shè)計:圍護結(jié)構(gòu):新能源
1.建筑規(guī)劃階段的節(jié)能設(shè)計
在建筑規(guī)劃階段,要慎重考慮建筑選址、建筑布局、建筑體型、間距、朝向、季風(fēng)風(fēng)向和綠化配置等因素對建筑節(jié)能的影響,改善熱環(huán)境。在規(guī)劃設(shè)計中,分析形成氣候的決定因素(輻射因素、大氣因素、環(huán)境因素、地理因素)的利弊,從改善城市環(huán)境和區(qū)域環(huán)境出發(fā),根據(jù)不同地區(qū)的地形及小氣候,合理布置建筑群,盡量避免不利因素的影響。另外還要考慮對太陽能、季風(fēng)風(fēng)向、地形等自然因素的利用,以達到節(jié)能之目的。
1.1 基于建筑選址、布局以及季風(fēng)風(fēng)向的節(jié)能設(shè)計
建筑物盡量布置在向陽和避風(fēng)的地方,向陽有利于建筑物充分利用太陽能,避風(fēng)可盡量減少建筑物的熱損失。建筑布局時.一方面要控制城市規(guī)模,并在規(guī)劃設(shè)計中,注意避免人口密度與建筑密度較高的功能區(qū)連片布置,控制區(qū)域密度。另一方面,在南方炎熱地區(qū),要考慮一定數(shù)量的街道與當(dāng)?shù)叵募局鲗?dǎo)風(fēng)向基本一致,這樣可以加強市區(qū)和郊區(qū)之間的熱交換,促使城市中心區(qū)多余的熱量迅速轉(zhuǎn)移到郊外。
1.2 基于建筑體型、朝向、間距的節(jié)能設(shè)計
1.2.1 建筑體型的節(jié)能
在建筑設(shè)計中,要適當(dāng)控制建筑體型系數(shù)。有研究表明,體型系數(shù)每增大0.叭,耗熱量指標(biāo)約增加2.5%。建筑體型系數(shù)一般宜控制在0.30以下。一般來說,控制或降低體型系數(shù)的方法有:減少建筑面寬,加大進深或增加組合體,增加建筑物的層數(shù),選用長條型建筑外形等,而形體復(fù)雜、凹凸面過多的塔式建筑對節(jié)能不利。建筑體型系數(shù)還與建筑物的體型是否規(guī)整及建筑的體量大小有關(guān)。在建筑設(shè)計中,應(yīng)注意最低耗能體型的選擇,即建筑的各方面尺寸與其有效傳熱系數(shù)相對應(yīng)的最佳節(jié)能體型。一般來講,當(dāng)各面的平均有效傳熱系數(shù)不同時,傳熱系數(shù)相對較小的面具有相應(yīng)較大面積的體型是最佳體型:而當(dāng)各面的平均傳熱系數(shù)相同時,體型系數(shù)最小的體型是最佳體型。
1.2.2 建筑朝向的節(jié)能
建筑物的朝向?qū)τ诮ㄖ?jié)能有很大的影響。當(dāng)建筑物為南北朝向時,耗能較少。近年來,設(shè)計實踐中的一種現(xiàn)象是越來越多的出現(xiàn)偏軸方位的建筑朝向,這種做法,可在活躍建筑群體、節(jié)約用地、處理建筑外形等方面帶來一些益處,但從長遠角度看,我們還是要強調(diào)正南朝向(包括南偏東、偏西15°以內(nèi)朝向)的節(jié)能意義。因此,從節(jié)能的角度出發(fā),如總平面布置允許自由考慮建筑物的形狀和朝向, 則應(yīng)首先選長方形體型,朝向盡可能大體朝南,避免東西向。在確定朝向時,另一個必須注意的問題是要處理好建筑朝向與季風(fēng)風(fēng)向的關(guān)系。在南方炎熱地區(qū),建筑的朝向宜與夏季主導(dǎo)風(fēng)向入射角保持在30°一6O°的范圍內(nèi)。
2.圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計分析
建筑圍護結(jié)構(gòu)主要由墻、屋頂和門窗構(gòu)成。建筑物的能耗主要取決于圍護結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)和冷風(fēng)滲透,住宅圍護結(jié)構(gòu)的散熱量要占采暖熱耗的1/3以上。顯然,如果建筑圍護結(jié)構(gòu)具有良好的保溫隔熱性能,便可減少室內(nèi)、室外的熱量交換, 從而減少所需要提供的采暖和制冷能量。在選擇維護結(jié)構(gòu)節(jié)能材料時,應(yīng)考慮材料的使用壽命,如屋頂或外墻采用泡沫玻璃、無機保溫砂漿等無機類保溫隔熱材料。外墻直接使用自保溫砌塊,可與建筑物同生命周期。炎熱地區(qū)使用淺色飾面,減少太陽輻射吸收熱量。
2. 1 墻體節(jié)能設(shè)計
外墻的面積是建筑圍護結(jié)構(gòu)的主體,因而外墻體的保溫設(shè)計相當(dāng)重要,必須改變以往的外墻設(shè)計,采用新的節(jié)能墻體材料。在禁止使用黏土磚以后,應(yīng)該把外墻的節(jié)能構(gòu)造列為重要課題。墻體節(jié)能是采用高效保溫隔熱材料附著或填入墻體內(nèi),以提高墻體的熱阻。復(fù)合墻體越來越成為當(dāng)代節(jié)能墻體的主流,其一般做法是用磚或鋼筋混凝土作承重墻并與絕熱材料復(fù)合。某些單一材料墻體也可以起減少能耗的作用。
墻體改革推動了新型墻體材料的發(fā)展,多種節(jié)能型墻體應(yīng)運而生,主要有加氣混凝土外墻、頁巖多孔磚、內(nèi)保溫復(fù)合外墻、夾心復(fù)合外墻和外保溫復(fù)合外墻等。
2.2 窗節(jié)能設(shè)計
窗在建筑中的主要作用是采光、通風(fēng),同時也起圍護作用。有資料表明,窗既是耗熱構(gòu)件,設(shè)計合理也可成為得熱構(gòu)件。因此,沒法減少窗耗熱和提高窗得熱是建筑節(jié)能的重點工作之一。影響窗的熱損失的因素有以下幾種:
2.2.1 窗體大小
窗大小與空調(diào)負荷關(guān)系甚大,窗墻比宜適當(dāng)控制。在窗墻比的選擇上,應(yīng)區(qū)別不同的朝向。對南向窗,在選擇合適玻璃層數(shù)及采取有效措施減少熱耗的前提下可適當(dāng)增加窗面積,充分利用太陽輻射熱:而對其他朝向的窗,應(yīng)在滿足居室采光環(huán)境質(zhì)量要求的條件下適當(dāng)減少開窗面積以降低熱耗。
2.2.2 窗體材料
(1)窗框:對金屬窗框進行斷熱處理,用高效保溫材料鑲嵌于金屬窗框之間,加大窗框的熱阻,或利用空腹金屬窗內(nèi)的空氣間層達到增加窗框熱阻的目的。同時,選用導(dǎo)熱系數(shù)較小的塑料窗框以減少通過窗框部分的熱耗。(2)玻璃:選用合適的玻璃品種,適當(dāng)選擇吸熱玻璃、熱反射玻璃、低輻射玻璃或中空玻璃??稍谄胀úA腺N隔熱膜代替節(jié)能玻璃。(3)加強窗的氣密性,采用氣密條,提高外窗氣密水平,提高窗用型材的規(guī)格尺寸、準(zhǔn)確度、尺寸穩(wěn)定性和組裝的精確度以增加開啟縫隙部位的搭接量,減少開啟縫的寬度達到減少空氣滲透的目的。
2. 3 屋頂節(jié)能設(shè)計
由于太陽輻射強烈而引起頂層房間過熱是一個十分普遍的問題,必須認真對待。應(yīng)加強隔熱層,可以設(shè)架通風(fēng)層,還可設(shè)倒置式屋面;采用種植隔熱屋頂. 改善生態(tài)環(huán)境: 另外還可采用坡屋頂.利用閣樓通風(fēng)散熱。
2.3.1 隔熱屋頂
屋頂構(gòu)造中設(shè)置的隔熱層阻擋了屋面吸收的太陽輻射熱向室內(nèi)傳導(dǎo),迫使屋面溫度升高以增大屋面與環(huán)境和空氣的溫差,使其有利于屋面將吸收的太陽輻射熱向環(huán)境和空氣散發(fā) 屋面內(nèi)部可以設(shè)置貼鋁箔的封閉空氣層,采用含水多孔材料做屋面面層。高效保溫材料的應(yīng)用,提高了屋頂?shù)母魺嵝阅堋?/p>
2.3.2 倒置式屋頂
采用倒鋪法,保溫材料設(shè)在防水層以上,使防水層不直接接受日光暴曬,保護防水層以延緩其老化,使之耐久。
2.3.3 架空型保溫屋頂
屋頂最外層是遮陽板,下帶通風(fēng)空氣間層,遮陽板攔截了直接照射到屋頂?shù)奶栞椛錈?,并通過遮陽板與空氣接觸的上下兩個表面把所吸收的太陽輻射熱轉(zhuǎn)移到空氣隨風(fēng)帶走,風(fēng)速越大,帶走的熱量越多,隔熱效果也越好。
2.3.4 種植隔熱屋頂、蓄水屋面
在屋頂上種一些植物,在遮擋太陽輻射熱的同時還吸收這些熱量用于植物的光合作用、蒸騰作用和呼吸作用,把照射到屋頂?shù)奶栞椛錈徂D(zhuǎn)化為植物的生物能量和空氣的有益成分,實現(xiàn)太陽輻射熱的資源性轉(zhuǎn)化,因此屋面溫度變化比較小。種植隔熱屋頂?shù)闹餐敛荒芴?,植物扎根遠不如地面,因此只適用于弱風(fēng)環(huán)境不適用于強風(fēng)環(huán)境。
3.新能源的利用
3. 1 太陽能
太陽能是可再生能源,它資源豐富,既可免費使用,又無需運輸,對環(huán)境無任何污染。太陽能與建筑結(jié)合為我們有效利用可再生能源提供了一個理想途徑。建筑物利用太陽能的方式有被動式和主動式兩種。被動式利用太陽能足指建筑物直接利用太陽輻射的能量使其室內(nèi)冬季最低溫度升高、夏季最高溫度降低。主動式利用太陽能是指通過一定的裝置將太陽能轉(zhuǎn)化為人們?nèi)粘I钏璧臒崮芎碗娔堋D壳?,已有很多利用太陽能的建筑實例,值得進一步推廣。太陽能在建筑上的應(yīng)用不僅可以節(jié)省能源,更重要的是有利于保護環(huán)境。
3.2 地源熱泵
地源熱泵—是目前效率最高、對環(huán)境最有利的熱水、取暖和制冷系統(tǒng)。地球表面吸收了太陽能的47% 相當(dāng)于人類一年所需能量的500多倍,地球深處熱流或較深層的地?zé)崮軐Φ乇頊\層也起到了加熱作用。
冬天代替鍋爐從土壤中取熱,向建筑物供暖,夏天代替普通空調(diào)向土壤排熱,給建筑物制冷。地源熱泵高效節(jié)能,不破壞建筑的外觀,使用壽命長達50年以上,一套系統(tǒng)可以替換原有的供熱鍋爐、制冷空調(diào)和生活熱水家人的三套裝置或系統(tǒng),設(shè)備的運行沒有燃油、燃煤污染。不抽取地下水,沒有地下水位下降、地面沉降和開鑿回灌井等問題,是真正的綠色環(huán)保能源利用方式。
綠色產(chǎn)品開發(fā),是從對綠色產(chǎn)品的設(shè)計開始的,綠色設(shè)計是以節(jié)約資源和保護環(huán)境為宗旨的設(shè)計理念和方法,它強調(diào)保護自然生態(tài),充分利用資源,以人為本,善待環(huán)境,使綠色設(shè)計不應(yīng)僅是一個倡議和提議,它應(yīng)成為現(xiàn)實文明和未來發(fā)展的方向。面對當(dāng)前全球的環(huán)境污染、生態(tài)破壞、資源浪費和溫室效應(yīng),資源殆盡,每個地球人都感到生存的危機。
因此,工業(yè)設(shè)計師作為推進人類文明發(fā)展的設(shè)計家,肩負著重要的使命。而綠色設(shè)計的實質(zhì)就是使產(chǎn)品來自自然,又回歸自然,并在本質(zhì)上更接近自然。綠色產(chǎn)品的設(shè)計,首先要考慮產(chǎn)品原料和能源的無公害和低消耗?,F(xiàn)代科技的發(fā)展在為人們帶來諸多方便的同時,也帶來了更多的隱患。如制造一臺個人電腦需要用700多種化學(xué)原料,而這些原料大約有一半含有對人體有害的毒素,例如,用于制造電腦機殼的塑料都含有一層防火的有害制劑。一臺電腦顯示器中含有約2.5磅的有毒元素鉛,如果將淘汰的電腦垃圾掩埋在土壤中,這些玻璃中的鉛就會滲透出來,對土壤造成嚴重的污染,而現(xiàn)在采用的方法是將它們進行焚化處理,但在焚化過程中,這些原料將會釋放大量的有害氣體和重金屬,對空氣造成污染,最終形成酸雨。鑒于這種現(xiàn)象,目前許多電腦公司都將注意力集中到產(chǎn)品從使用---廢棄---回收處理的各個環(huán)節(jié),對環(huán)境無害或危害極小、或最大限度地節(jié)約能源,將產(chǎn)品生命周期的各個環(huán)節(jié)的能耗降至最低。最近,IBM公司宣布,該公司新的流水線中,制造中央處理器的塑料將可以百分之百的回收。瑞典的富豪汽車公司,最近也推出一項有關(guān)環(huán)境政策:該公司生產(chǎn)的所有汽車,從設(shè)計到變成廢鐵回收,都要考慮它對環(huán)境的影響,不僅最大限度地關(guān)注環(huán)境安全,而且關(guān)注產(chǎn)品從結(jié)構(gòu)到設(shè)計、從生產(chǎn),使用到最后處理的生命周期,以及購買零部件時,都要選擇利于環(huán)保和可回收的材料。
提起消滅害蟲,人們馬上就想到施放農(nóng)藥,噴殺蟲劑,可是當(dāng)噴出大量的化學(xué)藥劑時,不光殺死了害蟲,還污染了環(huán)境,并使蔬菜瓜果中殘留大量農(nóng)藥,給人們的生活帶來了危害。而荷蘭的一家蔬菜公司采用益蟲吃害蟲的構(gòu)想:在蔬菜溫室大棚內(nèi)放置一臺探測儀,測出該溫室內(nèi)的害蟲數(shù)量,然后到專門生產(chǎn)益蟲的工廠購買數(shù)倍于害蟲的益蟲投入大棚內(nèi),害蟲寡不敵眾,終被益蟲一掃而光。這種絕妙的構(gòu)想真可謂一舉數(shù)得,既減少了污染(不用化學(xué)藥劑),又保證了蔬菜瓜果的天然、潔凈,而且還發(fā)展了一個相關(guān)產(chǎn)業(yè)-----益蟲生產(chǎn)。
樹立綠色設(shè)計觀念重新審視現(xiàn)代設(shè)計
以往工業(yè)設(shè)計最終目標(biāo),是針對產(chǎn)品的基本屬性:即在完成了該產(chǎn)品應(yīng)達到的技術(shù)、功能、工藝以及市場的目標(biāo)后,傳統(tǒng)的設(shè)計目標(biāo)就算大功告成了。而綠色設(shè)計則包含產(chǎn)品從創(chuàng)意構(gòu)思到制造、使用以及廢棄后回收、再生處理的各個過程,也就是包括產(chǎn)品的整個生命周期。在考慮產(chǎn)品環(huán)境屬性的同時,預(yù)先考慮防止產(chǎn)品及工藝對環(huán)境的負面影響,并以此作為綠色設(shè)計的目標(biāo)。
樹立綠色設(shè)計的觀念就是要讓工業(yè)設(shè)計師認識到綠色設(shè)計產(chǎn)品是現(xiàn)代企業(yè)參與市場競爭的新式武器,因為個體的消費動機雖然來自于他們的心理需求,但那需求的產(chǎn)生和發(fā)展卻不能不受到社會消費時尚的強烈影響。
在德國,政府立法規(guī)定電視制造企業(yè)必須回收自己的電視機方能生產(chǎn),為此,施奈特電子公司不久前研制出了一種“綠色電視機”,其零部件回收率高達90%以上。目前德國30%的商品已成為綠色產(chǎn)品。這得利于該國1977年實施的“藍天使”計劃:對在生產(chǎn)和使用過程中都符合環(huán)保要求,且對生態(tài)環(huán)境和人體健康無損害的商品,授予“綠色產(chǎn)品”標(biāo)志。無此標(biāo)志的商品,在進口時要受到數(shù)量和價格上的限制,雖帶有明顯的貿(mào)易歧視,卻受到本國生產(chǎn)者和消費者的認同。而后,西方其他國家甚至包括日本也相繼建立了綠色標(biāo)志認證制度,以保證消費者能識別產(chǎn)品的環(huán)保屬性,從而也激勵企業(yè)去生產(chǎn)無公害、低污染的綠色產(chǎn)品。
在日本,許多儲存了幾十年甚至上百年的舊木酒桶,以往都被人丟棄或當(dāng)柴燒,一家具公司偶然發(fā)現(xiàn)并加以利用,使這廢棄的木酒桶成了家具的上好木材。具體作法是:先將木酒桶拆開,將彎曲的木板條進行熱壓處理,然后再將壓直了的木板條拼成板材,進行拋光,上漆等工藝處理,成了桌、茶幾、長椅等家具的面板。利用舊木酒桶做的家具,不僅低降成本35%以上,而且因木酒桶長時間被酒精滲透、浸泡,制造出來的家具竟然從未發(fā)生蛀蟲現(xiàn)象,這真是歪打正著!
進入新世紀,工業(yè)設(shè)計師今天所擔(dān)負的使命,比過去任何一個時期都艱辛,他們必須面對許多新問題:要關(guān)注產(chǎn)品設(shè)計—生產(chǎn)—消費的方法和過程;要有效的利用有限資源和使用可回收材料制成的產(chǎn)品,以減少一次性產(chǎn)品的使用量;還應(yīng)從材料的選擇、結(jié)構(gòu)功能、制造過程、包裝方式、儲運方式、產(chǎn)品使用和廢品處理等諸方面,全方位考慮資源利用和環(huán)境影響及解決方法。在設(shè)計過程中應(yīng)把降低能耗、易于拆卸、使材料和部件能夠循環(huán)使用,把產(chǎn)品的性能、質(zhì)量、成本與環(huán)境指數(shù)列入同等的設(shè)計指標(biāo),使更多無污染的綠色產(chǎn)品進入市場。
工業(yè)設(shè)計從以往單調(diào)的機械化造型轉(zhuǎn)向具有語意化、人性化的造型設(shè)計,并力求使造型簡潔,設(shè)法減少空間、減少材料的浪費和消耗,使產(chǎn)品能耐久和持續(xù)使用,綠色設(shè)計不僅需要設(shè)計師的理性,更需要新興科學(xué)和技術(shù)的融入,同時具有廣泛的社會性,綠色設(shè)計的推廣不應(yīng)僅限于設(shè)計師本身,更應(yīng)廣泛深入公眾和消費者。綠色設(shè)計是現(xiàn)代設(shè)計師應(yīng)有的良知和責(zé)任。在設(shè)計中表達現(xiàn)代與傳統(tǒng)的統(tǒng)一,設(shè)計與生產(chǎn)的調(diào)和,生產(chǎn)與消費的默契,生活與生態(tài)的和諧。工業(yè)設(shè)計師應(yīng)經(jīng)常提醒自己:你的設(shè)計會不會減少人類帶給環(huán)境的壓力?能否保護自然資源?能否拋棄不切實際的設(shè)計?是否是民眾真正需要的產(chǎn)品設(shè)計?是否能用少量能源而發(fā)揮更大的功能,以保護不再生之能源?……
順應(yīng)綠色潮流邁向綠色世界
近一個時期以來,回歸自然的熱浪從西方席卷到東方,且波及到人們的衣食住行各個生活領(lǐng)域:在飲食方面,現(xiàn)代人熱衷于不含農(nóng)藥、化肥的天然綠色食品,連野菜都成了都市人的美味佳肴;使用的食具,也追求粗獷,簡樸的木器、陶器,這些大方、又有濃厚人情味的制品成了都市人的新寵;在服飾上,回歸自然的風(fēng)尚更是經(jīng)久不衰退,輕松、自由、舒適替代了往日的華貴、繁鎖;在室內(nèi)裝飾方面,都市人追求簡潔、安寧的裝飾風(fēng)格,并用綠色的植物點綴,使家庭生機盎然,豪華、闊氣不再是現(xiàn)代人所追求的家庭氣氛,人們期望回到能與自然交融的理想家居中。在建筑方面,對回歸自然的呼聲更為強烈,現(xiàn)代建筑藝術(shù)大多體現(xiàn)人對自然的崇敬。但是,一些所謂的“現(xiàn)代建筑”,漠視自然,濫用材料,不僅給城市帶來視覺污染,而且破壞生態(tài)平衡。在西班牙馬德里的一座大型建筑物上,外墻用玻璃幕墻裝飾,大片玻璃幕墻將藍天溶入其中,一群在空中自由飛翔的小鳥誤將玻璃幕墻作天空,紛紛撞墻折頸而死,大廈底下堆積片死去的鳥兒。
在西方一些國家,已經(jīng)出現(xiàn)許多新的綠色消費群,而且每年以20%的數(shù)量遞增。他們在購商品時,拒絕購買受到保護動植物制成的產(chǎn)品。他們不光考慮商品的使用價值,而且還要考慮商品的環(huán)保、回收等一系列的問題,如:純棉的服裝穿著雖然十分舒適,但由于種植棉花需要使用大量的殺蟲劑、化肥,所以純棉的制品也許是破壞環(huán)境的非綠色產(chǎn)品。
我國雖然于1993年開始實行綠色標(biāo)準(zhǔn)制度,并制訂了嚴格的綠色標(biāo)志產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),但在某些方面還不盡人意:我國最大的工業(yè)和消費城市上海,每天都有50萬不能回收的快餐盒流放市場,這些白色垃圾掩埋地下200年都不會腐爛,但常年累月與廢水、廢氣等一起充斥我們的空間,嚴重威脅著我們的生命和生態(tài)環(huán)境。目前,在許多城市的快餐盒已改成可溶解的材料,一些大型商場、超市盡量不使用不易分解的塑料袋,而改用布袋或紙袋。合格的綠色產(chǎn)品是國際市場的通行證,在先進的發(fā)達國家,全民生態(tài)意識、綠色消費群體比以往任何時候都更加認識到蘊含在產(chǎn)品里生態(tài)方面的價值因素,并且從心里樂意接受它們,這就對綠色產(chǎn)品的工業(yè)設(shè)計提出了更高的要求,即只有無公害、耙能少的產(chǎn)品方能問世,方能走向市場,否則,就會被市場無情地淘汰,沒有發(fā)展的潛力。
目前在世界許多國家實施的綠色標(biāo)志認證,不僅可以保護本國的生態(tài)環(huán)境,而且也可以促進本國企業(yè)在國際市場的競爭力,正如著名管理學(xué)家喬治.溫特在其所著《企業(yè)與環(huán)境》一書所述:“總經(jīng)理可以不去理會環(huán)境的時代已經(jīng)過去,將來的公司必須善于處理生態(tài)環(huán)境才能賺錢?!边@說明,在目前的市場競爭中,誰擁有綠色產(chǎn)品,誰就擁有發(fā)展前景。我們工業(yè)設(shè)計師如果對這些動充耳不聞,視而不見,或不認真去研究對策,進行預(yù)備工作,我們的工業(yè)設(shè)計將陷于被動的境地。
設(shè)計師要為人類的利益而設(shè)計,這個利益是指長遠的、全面的、而不是片面的、短暫的?;蛘呤穷櫦暗竭@一面卻又忽視另一面,或是當(dāng)代人受益將來人遭難。目前市場上大量銷售的一次性商品,從設(shè)計角度來看是可取的,因為它為人的生活帶來了方便,同時也給企業(yè)帶來利益。但是從“綠色設(shè)計”來看,從人類長遠的利益考慮,從人類未來的生存環(huán)境考慮,一次性的消費品又是有害的。
多年來人們對清新的空氣、純凈的水源、無污染的環(huán)境都習(xí)已為常。但是,人們眼前的這些生態(tài)環(huán)境都已發(fā)生了急劇的變化,雖然造成被污染的河流、有害的空氣的因素很多,但我們工業(yè)設(shè)計師對這環(huán)境加速惡化有著不可推脫的責(zé)任。
我們?nèi)祟惤?jīng)歷了從懼怕自然、征服自然、貼近自然與等三個階段,近年來的工業(yè)與設(shè)計的變革,人類生活已經(jīng)發(fā)生了重大變化,人類的生存條件與環(huán)境在許多方面有了重大的改善,但同時人與自然的關(guān)系也遭到極大的破壞。人類除了要面臨能源危機、生態(tài)失衡、環(huán)境污染等諸多問題外,甚至還得面臨人類自身的生存問題。最近頻繁出現(xiàn)在國際間的一個新名詞——“可持續(xù)發(fā)展”,說明人類能否長久在地球上生存已成為全球面臨的嚴峻問題。在設(shè)計理論界已有人提出“適度設(shè)計,健康設(shè)計”的原則,試圖給設(shè)計行為重新定位,以防工業(yè)設(shè)計對生態(tài)環(huán)境的破壞,防止社會過于物質(zhì)化,防止傳統(tǒng)文化的葬送和人性人情的失落,防止人類異化,讓人類過健康的生活。正如國際工業(yè)設(shè)計協(xié)會聯(lián)合會主席彼得先生所言:“設(shè)計作為人類發(fā)展的一個重要因素,除可能成為人類自我毀滅的絕路,也可能成人類到達一個更加美好的世界的捷徑?!?/p>
提要:綠色產(chǎn)品開發(fā),是從綠色產(chǎn)品的設(shè)計開始的,綠色設(shè)計是以節(jié)約資源和保護環(huán)境為宗派宗旨的設(shè)計理念和方法,它強調(diào)保護自然生態(tài),充分利用資源,以人為本,善待環(huán)境,綠色設(shè)計不應(yīng)是一個倡議和提議,它應(yīng)成為現(xiàn)實文明和未來發(fā)展的方向。
綠色設(shè)計不僅需要設(shè)計師的理性,更需要新興科學(xué)和技術(shù)的融入,同時具有廣泛的社會性和持久性,綠色設(shè)計的推廣不應(yīng)僅限于設(shè)計師本身,更應(yīng)廣泛深入公眾和消費者,從設(shè)計、實施、完善為結(jié)構(gòu)的良性循環(huán)將對文明社會的可持續(xù)發(fā)展有深遠的意義。
樹立綠色設(shè)計的觀念就是要讓工業(yè)設(shè)計師認識到綠色設(shè)計產(chǎn)品是現(xiàn)代企業(yè)參與市場競爭的新式武器,因為個體的消費動機雖然來于他們的心理需求,但那需求的產(chǎn)生和發(fā)展卻不能不受到社會消費時尚的強烈影響。
關(guān)鍵詞:
生態(tài)環(huán)境綠色產(chǎn)品綠色設(shè)計可持續(xù)發(fā)展
參考文獻:
關(guān)鍵詞:建筑光伏發(fā)電;并網(wǎng)發(fā)電;經(jīng)濟效益估算;綠色建筑;分布式能源
引言
隨著國家大力推進節(jié)能減排戰(zhàn)略,綠色建筑的概念日益被人們接受。我國到2020年,綠色建筑占新建建筑比重將超過30%。在綠色建筑評價體系中,對太陽能的利用是重要的一部分。太陽能光伏發(fā)電技術(shù)目前較為成熟,市場上應(yīng)用廣泛,市場運營模式健全,經(jīng)濟效益可觀,而且國家大力扶持,有一系列補貼政策。所以太陽能是目前利用最廣泛的可再生能源,我國太陽能資源豐富,發(fā)展?jié)摿薮蟆=ㄖ夥l(fā)電較集中式光伏電站,對土地資源的要求更低,且電能可以就地消納,無需長距離傳送,避免了電能的損耗,同時對公共電網(wǎng)的沖擊也較小。建筑屋頂可利用面積大,增長潛力巨大,是可再生能源發(fā)展利用的重要方向。綠色建筑的光伏系統(tǒng)在設(shè)計應(yīng)用時,需要考慮其他方面的要求,如對建筑結(jié)構(gòu)承載能力的考量,對建筑功能和外觀的影響。系統(tǒng)設(shè)計會變得更為復(fù)雜,根據(jù)所在地區(qū)的氣候特點,建筑的周邊環(huán)境,陰影遮擋,選擇相應(yīng)的光伏組件,安裝位置和方式,兼顧建筑的外觀,同時考慮發(fā)熱對建筑的影響。設(shè)計流程為:光伏電量需求分析,確定光伏系統(tǒng)的形式,收集當(dāng)?shù)厝照?、氣象、地理等條件,確定建筑可利用光伏發(fā)電的區(qū)域;光伏組件的選型與布置、確定發(fā)電容量,控制器、逆變器的型號容量選擇,組件的支架與安裝方式設(shè)計,交流側(cè)系統(tǒng)設(shè)計,系統(tǒng)防雷、接地與保護的設(shè)計與配置,監(jiān)控和測量系統(tǒng)的設(shè)計。
1光伏發(fā)電主要設(shè)備選型
1.1光伏組件的選型及安裝
1.1.1光伏電池類型及特點分析光伏組件需滿足下列要求:(1)有足夠的機械強度,能夠承受諸如冰雹等極端天氣的影響;(2)有良好的密封性,可以防風(fēng)、防水、減少外界對太陽能電池的腐蝕;(3)抗紫外線輻射;(4)絕緣良好;(5)電池單元間的連接可靠且能耗小;(6)有足夠的工作壽命,一般工程上要求有20年以上的使用壽命;(7)組件之間的特性偏差不大,有相同的輸出特性。主流的太陽能組件尺寸規(guī)格大約有兩種,1000mm×1600m和1000mm×1900mm,分別由60個和72個電池片組成。整個系統(tǒng)應(yīng)盡量選擇同一型號的光伏組件,避免出現(xiàn)各支路電流不平衡,各時段效率不同等情況。1.1.2光伏設(shè)備的組裝要求光伏電池方陣應(yīng)選擇朝南安裝,如果有特殊原因限制,方陣面向東或西偏轉(zhuǎn)的角度不應(yīng)大于當(dāng)?shù)氐乩砭暥鹊慕嵌萚1]。在屋頂安裝光伏系統(tǒng)時,應(yīng)設(shè)置避雷裝置及欄桿扶手等保護設(shè)施。光伏陣列一般為固定式安裝,安裝傾角可參考文獻[1]附錄B的值,不同于集中式電站,建筑光伏與屋頂面積、周邊環(huán)境、屋頂承載力等相關(guān),宜根據(jù)實際情況進行綜合考慮。光伏設(shè)備支架的承載和防風(fēng)及屋頂?shù)某兄貞?yīng)經(jīng)過嚴格力學(xué)計算的驗證。光伏組件間距的設(shè)計原則是在冬至當(dāng)天9:00~15:00光伏方陣不被阻擋。光伏陣列的布置需要綜合考慮屋頂面積的利用率和早晚陣列前后遮擋所造成的熱斑效應(yīng)來選擇橫排或豎排方式。根據(jù)理論計算,橫向排布可比縱向排布多5%左右的發(fā)電量,增加20%的占地面積,但安裝的工程量和難度會稍大。
1.2光伏逆變器的選型
光伏逆變器將光伏發(fā)出的直流電轉(zhuǎn)換為民用電壓的交流電或并網(wǎng)點電壓的交流電,是光伏發(fā)電系統(tǒng)中關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)。光伏逆變器的選型原則如下:(1)由于光伏逆變器容量越大,單位功率制造成本越低,效率越高,對于綠色建筑,可考慮選用一臺容量可覆蓋發(fā)電功率的逆變器;(2)由于一天中光伏發(fā)電量變化較大,需要選擇直流輸入電壓范圍寬的逆變器,從而可以最大限度地利用太陽能,增加光伏系統(tǒng)發(fā)電時間;(3)需要有抗干擾能力和過載能力;(4)當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)生故障后,逆變器應(yīng)能將光伏系統(tǒng)從主網(wǎng)中解列,當(dāng)故障排除后應(yīng)能重新并網(wǎng);(5)光伏逆變器必須裝有防止孤島運行的保護措施[2]。MPPT(MaximumPowerPointTracking最大功率點跟蹤)控制器可以對光伏陣列直流輸出的最大功率點進行跟蹤,光伏電池的輸出特性隨環(huán)境溫度和日照強度的變化會呈現(xiàn)不同的功率輸出特性,MPPT控制器及其算法可以通過改變負載特性提高光伏組件的發(fā)電效率。典型的MPPT算法有:擾動觀察法、定壓跟蹤法、模糊控制法、導(dǎo)納增量法[3]。這些控制算法各有優(yōu)缺點,應(yīng)用于建筑光伏系統(tǒng)時需要根據(jù)實際環(huán)境情況及項目需求選擇合適的算法。根據(jù)實際的設(shè)計經(jīng)驗,光伏組件的串聯(lián)數(shù)目一般為18個、20個或22個,依據(jù)光伏組件的選型計算出逆變器MPPT電壓最大值和最小值以及最大直流輸入電壓,選擇符合要求的MPPT電壓范圍,并估算整個系統(tǒng)的發(fā)電功率和直流側(cè)總電流,最后決定逆變器型號和個數(shù)。
1.3匯流箱的選型及安裝
匯流箱的作用是將光伏方陣的多路直流輸出電纜分組并匯集,使得接線有序便于維護,在發(fā)生局部故障時,可以局部檢修,不影響整體工作,匯流箱的下一級接入逆變器,建筑光伏系統(tǒng)中常用12串或16串輸入的匯流箱,匯流箱中應(yīng)由直流故障保護單元、斷路器、熔斷器、防雷、浪涌保護器等元件構(gòu)成,并配有電量檢測系統(tǒng)和通信單元,可以實時將匯流箱內(nèi)部的分支電流、電壓和功率等參數(shù)上傳到控制中心并可以遠程操作開關(guān)。匯流箱的安裝位置應(yīng)就近安裝在組件串的附近,從而減少電纜鋪設(shè)長度和線損。箱體的安裝高度滿足各限制的要求,箱體底部留有足夠空間用來安裝、維修,箱體的防護等級應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境確定。
2光伏系統(tǒng)運行方案
2.1獨立運行系統(tǒng)
獨立光伏系統(tǒng)即離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng),系統(tǒng)所發(fā)出的電能提供本建筑物內(nèi)電器使用,與公共電網(wǎng)隔離。負荷類型可以是直流負荷,交流負荷或者交直流混合的負荷。系統(tǒng)可分為有蓄電池和無蓄電池系統(tǒng)。在有蓄電池系統(tǒng)中,當(dāng)發(fā)電功率大于本地負荷,可以將電能存儲于蓄電池中,在發(fā)電低谷時使用。當(dāng)發(fā)電功率低于負荷,并且蓄電池提供的電量仍不滿足要求時,可以使用公共電網(wǎng)提供負荷。系統(tǒng)中需要安裝光伏控制器,在蓄電池充滿電時,光伏系統(tǒng)停止發(fā)電,防止蓄電池過充,當(dāng)蓄電池低電量時,停止蓄電池放電,有效保護蓄電池。
2.2并網(wǎng)運行系統(tǒng)
并網(wǎng)運行是通過并網(wǎng)逆變器將所發(fā)的電能直接并入電網(wǎng),光伏發(fā)電系統(tǒng)可以看做是一個分布式的電源,在建筑的公共電網(wǎng)接入點,電能可以是由電網(wǎng)流入建筑,也可以由建筑流向電網(wǎng)。相比獨立運行系統(tǒng),并網(wǎng)運行可以不采用蓄電池和光伏控制器,但需要并網(wǎng)逆變器和防孤島運行系統(tǒng)。并網(wǎng)運行可以充分利用光伏電能,不會造成能量浪費,系統(tǒng)的固定成本比獨立運行系統(tǒng)小,使用壽命一般按25年設(shè)計,而獨立系統(tǒng)受制于蓄電池的使用壽命一般為10年左右,并網(wǎng)系統(tǒng)的運行維護成本也相對較低,目前并網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)成熟,建筑周邊的電網(wǎng)接入點較多,因此,在設(shè)計建筑光伏發(fā)電系統(tǒng)時,一般重點考慮并網(wǎng)運行方案。并網(wǎng)逆變器配置以太網(wǎng)通訊和RS-485接口,把數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C上觀察、操作,監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)對下列參數(shù)進行監(jiān)測和顯示:光伏陣列直流側(cè)的電壓和電流、交流側(cè)電壓和電流、當(dāng)日發(fā)電量、實時發(fā)電功率、總發(fā)電量、太陽輻射量、環(huán)境溫度等系統(tǒng)參數(shù)、光伏組件溫度,減少的二氧化碳排放量和故障狀態(tài)等信息。
2.3系統(tǒng)接線的設(shè)計方法
以并網(wǎng)運行系統(tǒng)為例,并網(wǎng)接入電網(wǎng)的方式有:專線接入和支線接入方式。在設(shè)計系統(tǒng)前應(yīng)先統(tǒng)計光伏組件的總數(shù),選擇串聯(lián)個數(shù)和總串?dāng)?shù),根據(jù)串?dāng)?shù)選擇合適的光伏匯流箱型號和個數(shù),組成光伏系統(tǒng)直流側(cè)的接線。為保證系統(tǒng)電壓穩(wěn)定,每一串組件個數(shù)必須相同,而每個匯流箱接入的串?dāng)?shù)可以不同,要以節(jié)省匯流箱個數(shù)為原則進行分配。統(tǒng)一連接到室內(nèi)直流配電柜,直流電壓接入光伏逆變器逆變后連接到公共電網(wǎng)中。并網(wǎng)型建筑光伏發(fā)電系統(tǒng)是典型的分布式電源,為保證并網(wǎng)后對公共電網(wǎng)的沖擊影響不超過限值,要求分布式電源的裝機容量不超過上一級變壓器容量的20%。
3經(jīng)濟效益分析
在設(shè)計建筑光伏系統(tǒng)時,經(jīng)濟效益是衡量項目是否可行的一個重要指標(biāo),需提供經(jīng)濟效益的評估表,確定投資回收周期和收益。建筑光伏系統(tǒng)輸出功率相對較小,一般而言,一個建筑光伏系統(tǒng)項目的容量在數(shù)千千瓦以內(nèi),相比集中式電站,免去了土地價格,降低了安裝費用和輸配電費用。建筑光伏系統(tǒng)項目在發(fā)電過程中,沒有噪聲,也不會對空氣和水產(chǎn)生污染,環(huán)保效益突出,因此,發(fā)電系統(tǒng)的外部效益同樣不可忽視。
4案例
以上海地區(qū)一個綠色建筑示范工業(yè)園屋頂光伏系統(tǒng)的設(shè)計為例,選擇并網(wǎng)運行模式,可利用的屋頂面積約為5000m2,采用1496塊1.6m*1m的光伏組件,最大輸出功率為250W,裝機容量374kWp。22塊組件為一串,共68串,每12串接入同一個匯流箱,不同建筑之間不宜共用匯流箱,所以項目總計使用7個匯流箱。所有直流線路接入園區(qū)的配電間的直流配電柜內(nèi),采用一個550kVA的三相逆變器,滿載MPPT電壓范圍為450-850V,最大輸入電流為1200A。光伏組件分別安裝在2個車間、1個辦公樓的屋頂以及停車場頂棚上,組件的安裝傾斜角度為25°。上海地區(qū)的年太陽輻射量約在4700MJ/m2[4],則每塊太陽能光伏組件年發(fā)電量為421.2kWh,1496塊光伏組件的年發(fā)電量為630115kWh。逆變器平均效率為96%,其他傳輸損耗加上光伏設(shè)備維修保養(yǎng)停運的損耗,系統(tǒng)的效率按80%計算,光伏系統(tǒng)的年發(fā)電量可以達到500000kWh以上。根據(jù)《上海市可再生能源和新能源發(fā)展專項資金扶持辦法》,分布式光伏的“度電補貼”金額為工、商業(yè)用戶0.25元/kWh,補貼時間為5年,上海市的脫硫燃煤電價為0.4593元/kWh?!蛾P(guān)于發(fā)揮價格杠桿作用促進光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的通知》國家補貼為0.42元/kWh,期限為20年。本項目光伏組件設(shè)計使用壽命為25年,系統(tǒng)設(shè)計使用年限為25年。預(yù)計7~8年可收回投資,其余工作年份收入即為收益。
5結(jié)束語
(1)光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計需要遵循可靠性、合理性、經(jīng)濟性的原則,既保證可以長期可靠運行,滿足預(yù)計的發(fā)電量需求,又以經(jīng)濟合理的方式配置整個系統(tǒng),以最小的投資達成設(shè)計的目標(biāo)。系統(tǒng)設(shè)計可分為兩個階段,第一階段選型和布置光伏組件,確定直流側(cè)電能的參數(shù)。第二階段完成整個系統(tǒng)的設(shè)計,對系統(tǒng)中用到的電力電子設(shè)備選型,匹配第一階段設(shè)計的參數(shù)。(2)總結(jié)了對光伏系統(tǒng)設(shè)計中重要設(shè)備的選型,在建筑光伏發(fā)電系統(tǒng)中,可按照預(yù)算投資和發(fā)電量需求選擇采用單晶硅或多晶硅光伏材料,計算出最優(yōu)光伏組件串并聯(lián)組合。逆變器的選型需要根據(jù)光伏陣列的串并聯(lián)數(shù),選擇最大電壓,最大電流和容量,而直流電壓輸入范圍需與MPPT控制器結(jié)合,范圍盡量寬。保護系統(tǒng)至少監(jiān)測到每一串光伏組件的工作狀況,配置過流、過壓、雷電、浪涌等保護單元,并網(wǎng)運行需安裝防孤島運行保護。光伏組件的安裝和布置原則是盡量多地收集太陽能,同時考慮到電壓恒定和遮擋的問題。(3)采用離網(wǎng)型式的光伏系統(tǒng)時,需要配置蓄電池和光伏控制器,能量利用率較低。而并網(wǎng)系統(tǒng)對并網(wǎng)條件要求較高,需配置相關(guān)繼電保護系統(tǒng),雙向電能表和足夠容量的并網(wǎng)接入點。目前,并網(wǎng)設(shè)備已較為成熟,城市電網(wǎng)容量和規(guī)模越來越大,為追求更高的發(fā)電效率和經(jīng)濟效益,優(yōu)先考慮采用并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。(4)目前光伏發(fā)電可以享受上網(wǎng)電價和政府補貼,一般7~10年可收回投資,其余十多年壽命期內(nèi)的收入都是利潤,隨著光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級,市場擴大,設(shè)備的成本已大幅降低,即使補貼政策今后退出,光伏系統(tǒng)仍然可以盈利。合理地設(shè)計建筑光伏系統(tǒng)可以提高發(fā)電效率,減少能量損耗,提供更穩(wěn)定可靠的電能,減少污染排放。
參考文獻
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[2]鄭詩程,丁明,等.光伏發(fā)電系統(tǒng)及其孤島效應(yīng)的仿真與實驗研究[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報,2005.
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關(guān)鍵詞:綠色包裝;綠色包裝材料;包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計
中圖分類號:J524 文獻標(biāo)識碼:A
文章編號:1005-5312(2012)24-0155-02
隨著社會的發(fā)展,人們生活水平的逐步提高,包裝在商品銷售中成為了人們越來越關(guān)注的部分。甚至不少人曾經(jīng)有過為了包裝而購買商品的經(jīng)歷。然而,科技發(fā)展的不平衡帶來了環(huán)境污染、資源大量消耗、不可再生資源的過度開采等一系列環(huán)境問題,嚴重影響了人類未來生活的質(zhì)量。因此在包裝設(shè)計制作中融入綠色設(shè)計、低碳生活的理念是非常重要的。
綠色包裝是指對生態(tài)環(huán)境和人類健康無害,能重復(fù)使用和再生,符合可持續(xù)發(fā)展的包裝。它的理念有兩個方面的含義:一個是保護環(huán)境,另一個就是節(jié)約資源。綠色包裝它不等于用綠色包裝,它傳遞的應(yīng)該是一個低碳環(huán)保的理念,不僅僅是材料達到環(huán)保要求,同時也要符合可持續(xù)發(fā)展的理念,減少對不可再生資源的開采。在設(shè)計上也要求避免浪費,杜絕過度包裝現(xiàn)象的發(fā)生。這就要求包裝設(shè)計師發(fā)揮自己的想象,把綠色的包裝理念融入設(shè)計中,引導(dǎo)消費者從被動的綠色消費變成主動的選擇環(huán)保低碳的生活方式。
國外一些發(fā)達國家對包裝的研究比較早,日本早在上世紀70年代就提出了合理化包裝的七條原則。到了80年代,美國環(huán)保部門就包裝廢棄物提出了“3r1d”的概念。歐洲在“丹麥瓶”事件后制定了《廢棄物運輸法》,該法提出包裝的廢棄物禁止運送到他國,各國需承擔(dān)自己生產(chǎn)產(chǎn)品的廢棄物的回收工作。1994年,歐共體《包裝及包裝廢棄物指令》,進一步規(guī)范了對包裝廢棄物的要求。WTO在《貿(mào)易與環(huán)境協(xié)定》中也提出了對各國生產(chǎn)出對環(huán)境無害包裝的要求。除此之外,國際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定了相應(yīng)的ISO標(biāo)準(zhǔn),歐洲共同體也要求,只有成功申請“歐洲環(huán)境標(biāo)志”的商品才能向其盟國銷售。這兩項重要標(biāo)準(zhǔn)成為了世界上最新的非關(guān)稅貿(mào)易壁壘。因此,無論從環(huán)保角度,還是從國際經(jīng)濟貿(mào)易發(fā)展的大方向來看,包裝行業(yè)必須要走可持續(xù)發(fā)展的道理,綠色包裝是這一行業(yè)的唯一選擇。
綠色包裝的要求是在生產(chǎn)、運輸、儲存、銷售、使用及回收的全過程中,均不對人體和環(huán)境造成危害。從各國對合理化包裝的研究和要求中可以總結(jié)出幾點原則:
1.減少材料種類,便于回收。
2.材料使用后可回收或可降解。
3.加工過程無污染、低能耗。
4.不用有毒有害的材料。
5.選能耗小、價格低的材料。
6.優(yōu)選材質(zhì)輕盈、體積較小的材料,減小運輸成本。
綜上結(jié)論可以分析出,通過材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計兩方面可以做到真正的綠色包裝。
一、材料的選擇是做包裝的第一步。選擇環(huán)保材料的同時要考慮材料本身是否可再生,回收物是否可降解,加工過程有無污染,選擇什么樣的材料能降低碳排放也是關(guān)鍵。
材料可以分以下幾大類:
(一)綠色包裝首選是原生態(tài)材料。原生態(tài)材料可以說是最符合綠色包裝要求的材料了。它本身材質(zhì)天然,加工過程大多原始,不產(chǎn)生污染,銷售使用中無毒無害,用后一般可自然降解或可回收加工再利用,而且獲取比較容易,通常是一些農(nóng)作物或經(jīng)濟作物的廢棄物,價格也相對低廉。綠色包裝所選擇的原生態(tài)材料還應(yīng)該具備一個特點,就是它應(yīng)該是可持續(xù)、可再生的材料。
原生態(tài)包裝材料有很多種,主要包括兩種:
一種是不需加工直接可以用的天然材料。它主要是利用植物纖維的形狀和韌性,作為包裝外殼或外皮。比如說椰殼、竹筒、荷葉、粽葉、竹葉、玉米皮、蘆葦、秸稈等。
另一種是需做簡單加工的天然材料。包括糯米紙、再生紙、草漿紙板、玉米粉做成的食品容器等。
(二)不可再生天然材料。優(yōu)點是天然環(huán)保,缺點是不可持續(xù)生產(chǎn)或不可再生或加工過程復(fù)雜等。如石油是不可再生原料,因此應(yīng)減少使用石油制品。
(三)新型環(huán)保材料。隨著科技的發(fā)展以及人們對環(huán)保的重視,越來越多的環(huán)保材料被創(chuàng)造出來。
聚丙烯是現(xiàn)在常用的材料之一,它的優(yōu)點是無毒無味、耐熱、透明、絕緣、可回收循環(huán)使用,可代替一般的塑料制品。
回收再加工材料。常見的有鋁塑復(fù)合材料,它具備塑料的防水性、柔韌性、耐腐蝕和金屬材質(zhì)的堅硬性質(zhì)。
塑木(木塑)是由回收的塑料和廢木料、木屑制成,在木材的優(yōu)點基礎(chǔ)上,還可具備防水、防火、防蛀、防腐蝕的特點。是非常好的可代替木制包裝的材料。
利樂公司用回收的牛奶包裝成功的制作成了2010年上海世博會上的2000條長椅。
目前還有很多新的發(fā)明被應(yīng)用于包裝材料的制作上。如美國的Ecovative Design公司生產(chǎn)一種類似泡沫的材料,它以棉碎屑、稻殼、蕎麥殼作物加工后留下的垃圾為原料,加入孢子菌絲后,將混合材料裝進各式各樣的模具內(nèi),就會“生長”出符合包裝要求的泡沫材料,它被命名為EcoCradle。
二、要做到低碳環(huán)保,不僅要從選材上下手,包裝設(shè)計的技術(shù)結(jié)構(gòu)層面也有很多方法,雙管齊下才能做到真正的綠色包裝。從結(jié)構(gòu)上做綠色包裝需要注意以下幾點:
(一)選擇單一包裝材料組成。
【關(guān)鍵詞】 綠色;學(xué)校建筑;設(shè)計;節(jié)能
1 綠色學(xué)校建筑的選址設(shè)計
建筑強調(diào)“天人合一”和“因地制宜”的生態(tài)思想,所以在綠色學(xué)校建筑的設(shè)計中應(yīng)該要兼顧節(jié)能和節(jié)地兩個方面。選址好的建筑地址,根據(jù)地形地貌的狀況來設(shè)計綠色學(xué)校建筑,可以使用自然采光和通風(fēng),影響其內(nèi)外環(huán)境并節(jié)約大量的空調(diào)耗能。因為冬天冷空氣會對建筑物產(chǎn)生“霜凍”的影響,所以綠色學(xué)校建筑不應(yīng)該被放在洼地、山谷之地,這樣會使其用于采暖的耗能提高。要實現(xiàn)提高建筑節(jié)能和采暖效率的水平,必須把綠色學(xué)校建筑置于避風(fēng)、向陽之地。
另外,要注意的是選擇綠色學(xué)校建筑用地時,要遵循生態(tài)環(huán)保的理念,保護周圍已有的生態(tài)環(huán)境,避免對原有的自然條件和設(shè)施產(chǎn)生不利的影響。綠色學(xué)校建筑的基本原則中包括不能對建筑周邊環(huán)境有破壞作用。同時我們可以通過提高建設(shè)用地的利用率,將邊角地變?yōu)榭捎玫慕ㄖ玫?,或者開發(fā)地下空間,確定合理的校園容積率,有利于達到節(jié)地的目標(biāo)。
2 綠色學(xué)校建筑的布局設(shè)計
科學(xué)合理的校園建筑布局設(shè)計,不僅可以方便師生開展正常的教育教學(xué)活動,更是綠色建筑的良好體現(xiàn)。明確合理的出入口、實行人車風(fēng)流,劃分相對獨立而又緊密聯(lián)系的教學(xué)區(qū)、運動區(qū)、生活區(qū),都是有效提高土地利用率的途徑。
做好建筑的良好朝向,主要建筑以南北向布置為主,爭取做到最佳的采光及景觀,合理設(shè)置建筑間距,在減少教學(xué)樓間的聲音干擾的同時,保證主要用房能夠得到足夠的日照,符合的日照標(biāo)準(zhǔn)要求,減少彼此間的遮擋。對于臨水或者依山而建的校園,更要利用好有利的地形,深入分析布局利弊,做好景觀、節(jié)能的有機結(jié)合。
3 綠色學(xué)校建筑的單體設(shè)計
隨著建筑單體節(jié)能技術(shù)措施的不斷提高,新型的保溫墻體材料、中空隔熱玻璃、屋面保溫材料、節(jié)能變頻空調(diào)等技術(shù)日漸成熟,但我們不能忽略了更廉價環(huán)保的技術(shù)手段—自然通風(fēng)和有效遮陽。
3.1 提高自然通風(fēng)效率
使用自然通風(fēng)不僅僅能夠減少空調(diào)的耗能,能夠在不耗費資源的條件下使室溫降低,而且還可以讓學(xué)生生活在新鮮的自然空氣中,對身心健康有很大的幫助。我們在設(shè)計通風(fēng)裝置時要考慮到在夏季主導(dǎo)風(fēng)方向上應(yīng)該使用開放式設(shè)計,在冬季主導(dǎo)風(fēng)方向采取封閉式設(shè)計。控制好窗墻比以及外窗開窗率,在南向盡量擴大外窗可開啟面積,為過渡季節(jié)組織室內(nèi)自然通風(fēng)創(chuàng)造有利條件。在條件允許的房間,盡量采用兩側(cè)對開窗,形成良好的穿堂風(fēng),有利于夏季降溫,降低空調(diào)能耗。為了達到獲得良好通風(fēng)條件的目的,在設(shè)計時應(yīng)該根據(jù)氣流的慣性原理,在相鄰的墻面將進、出口的位置錯開分布。
3.2 提供有效遮陽效果
對于我國夏熱冬冷地區(qū)來說,夏季東、西墻面的溫度能夠高達40℃,從而可以直接影響到室內(nèi)的溫度。對綠色學(xué)校建筑的遮陽設(shè)計能夠起到很好的隔熱作用,可以考慮陽臺、遮陽百葉、垂直綠化等手法來進行處理。設(shè)計時應(yīng)該綜合計算夏天遮陽和冬天日照的不同要求來進行合理的設(shè)計,使其在高溫天氣阻擋熱量的進入,在低溫天氣讓人享受足夠的陽光。
4 綠色學(xué)校建筑的綠化設(shè)計
綠色學(xué)校居住建筑的附近如果有大量的水面和綠化,能夠?qū)χ車臍夂蜻M行改善。但是不同的建筑材料對太陽輻射的吸收率是有差異的。通過實地測試發(fā)現(xiàn)在夏天,草地表面的平均溫度相對于混凝土地面大概低了4.4℃,相比瀝青地面更是低了7℃左右。綠化的作用是對建筑周圍夏季進行增加濕度、降溫等。相關(guān)理論證明,每增加10%的綠化覆蓋率,就可以使溫度下降高達2.6℃;當(dāng)覆蓋率高達50%,溫度會下降大約13%,這正好可以解除熱島效應(yīng)。
4.1 建筑周邊的綠化設(shè)計
在我國夏季氣候十分炎熱,為了讓從建筑外地面上反射過來的熱能量減少,我們在進行設(shè)計時必須選擇對太陽輻射反射率低的用材。通常,可以在建筑外種植草坪和灌木以形成降溫效應(yīng),從而使反射到室內(nèi)的熱量下降。具體來說,就是通過植被進行的呼吸機制帶走相應(yīng)的熱能,進而讓建筑物周圍的空氣溫度明顯下降。
4.2 建筑屋面的綠化設(shè)計
植物可以通過蒸騰作用和光合作用來維持生命,可以改變熱能量的垂直分布方向。對屋面的綠化能夠改變建筑屋面能量的平衡關(guān)系。進行屋面綠化的作用不僅僅是增加了城市的植物覆蓋率,而且能夠起到很好的蓄水效果,使得2/3的雨水能被植被吸收,從而進一步促進植被的生長和城市空氣、溫度的調(diào)節(jié)。通過相關(guān)的實測,發(fā)現(xiàn)屋面綠化能夠凈化空氣、改善城市的空氣質(zhì)量,并且可以充分的利用太陽的輻射作用。
4.3 建筑墻面的綠化設(shè)計
從美觀的角度來說,墻面綠化可以美化環(huán)境,營造一個自然、健康的生活條件;從節(jié)能的角度看,可以使起到很好的降溫蓄熱作用;從防止污染來說,能夠減少城市的粉塵污染,有效的緩解熱島效應(yīng)。墻面的顏色和朝向?qū)ζ錅囟鹊母叩陀兄匾绊憽3?、西的深色墻面,夏季最高可以高達60℃,冬季外墻溫度低達-10℃。對墻面進行綠化設(shè)計,能夠有效吸收和反射太陽輻射,起到降溫遮陽的效果,避免墻面承受巨大的溫度差異。
5 結(jié)語
綠色學(xué)校建筑設(shè)計探索了在節(jié)能生態(tài)建筑的設(shè)計實踐。綠色生態(tài)節(jié)能設(shè)計作為比較容易實現(xiàn)的生態(tài)手段,具有投資少和節(jié)能效應(yīng)持久的優(yōu)點,而且一般的學(xué)校建筑都可以采用,特別是節(jié)能手段與建筑美觀和功能使用結(jié)合在一起會更好。
參考文獻
關(guān)鍵詞:綠色理念;環(huán)境藝術(shù)設(shè)計;探析
當(dāng)前,我國把發(fā)展的核心目標(biāo)放在經(jīng)濟建設(shè)上,隨著城市經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展,人們的生活水平也越來越高。然而,人們對生活質(zhì)量的要求也呈現(xiàn)出了新的內(nèi)容與特征,他們已經(jīng)不再滿足于“小康”生活。如今,生活在城市中的人們,在快速發(fā)展的城市建設(shè)中早已被鋼筋、水泥所包圍,所以如今大家越來越關(guān)注生活周圍的生態(tài)環(huán)境,更愿意貼近自然,試圖從鋼筋水泥中把自己抽離出來。正因如此,環(huán)境藝術(shù)設(shè)計從業(yè)者,就應(yīng)把“綠色設(shè)計”理念體現(xiàn)在設(shè)計中,推陳出新,走綠色設(shè)計道路,從整體上優(yōu)化資源利用,從而達到生態(tài)環(huán)境和社會經(jīng)濟和諧發(fā)展的目的。
1環(huán)境藝術(shù)設(shè)計的基本內(nèi)涵
環(huán)境藝術(shù)設(shè)計所囊括的內(nèi)容廣泛,其最為核心的三大要素是環(huán)境、藝術(shù)和設(shè)計,這三大元素既相對獨立又有著千絲萬縷的內(nèi)在聯(lián)系,形成了一個辯證統(tǒng)一的有機整體。首先,環(huán)境就是我們能感知到的空間,以及這個空間中所蘊含的物質(zhì)元素和非物質(zhì)元素。從現(xiàn)代化意義上講,環(huán)境又可以劃分為自然環(huán)境和人工環(huán)境。其次,環(huán)境藝術(shù)則是一種依托于自然環(huán)境,并以此為基礎(chǔ)衍生出來的一門藝術(shù),這種藝術(shù)并不是單一的,而是綜合了多種藝術(shù)手段,能夠?qū)崿F(xiàn)人與自然的協(xié)調(diào)發(fā)展。最后,環(huán)境藝術(shù)設(shè)計,它是建立在環(huán)境與藝術(shù)兩者的基礎(chǔ)之上的,是一種現(xiàn)代化的設(shè)計理念,融合了綜合綠化、城建、公共設(shè)施等元素?,F(xiàn)代環(huán)境藝術(shù)設(shè)計是以室內(nèi)設(shè)計、景觀設(shè)計等為主要研究方向,而根據(jù)其所研究的方向,發(fā)現(xiàn)它所涉及的學(xué)科是多元化的,包括氣候?qū)W、美學(xué)、建筑學(xué)等。
2綠色理念下的環(huán)境藝術(shù)設(shè)計方法
對于融入了綠色理念的環(huán)境藝術(shù)設(shè)計,要處理好其與周邊生態(tài)環(huán)境及地方經(jīng)濟的關(guān)系。首先,環(huán)境選線要因時制宜,遵循實用性原則。也就是說,設(shè)計師要對設(shè)計空間進行規(guī)劃,并科學(xué)合理地利用各種資源達到人景合一的境界。任何設(shè)計都應(yīng)遵循功能優(yōu)先的原則,環(huán)境藝術(shù)設(shè)計也不例外。在設(shè)計規(guī)劃時要對項目的功能及性質(zhì)做深入分析,同時要把審美以及人性化設(shè)計帶進設(shè)計中,力求功能設(shè)計、審美設(shè)計以及滿足人性需求的高度統(tǒng)一。譬如,對于城市綠道周圍已經(jīng)存在的河岸、綠地等,則應(yīng)以自然環(huán)境為基礎(chǔ),這不僅能夠讓人們感到親切,還能讓他們在其中找到“回歸自然”的感覺。除此以外,環(huán)境藝術(shù)設(shè)過程中應(yīng)順應(yīng)自然,設(shè)計師在進行設(shè)計時要堅持綠色、低碳要求,充分考慮設(shè)計的方式,確保設(shè)計既經(jīng)濟可行,又持久耐用。在進行設(shè)計布置時也要根據(jù)環(huán)境結(jié)構(gòu)選配合乎經(jīng)濟水平的檔次和格調(diào),確保景觀與周圍的環(huán)境相協(xié)調(diào)。
3依托綠色理念下環(huán)境藝術(shù)設(shè)計的具體運用
3.1就地取材,物盡其用
環(huán)境藝術(shù)設(shè)計是一個涵蓋面較廣的領(lǐng)域,從字面含義來看包含了環(huán)境范疇、藝術(shù)領(lǐng)域和設(shè)計方法三種藝術(shù)設(shè)計形態(tài)。就景觀設(shè)計進行分析,由于不同地區(qū)之間存在一定的環(huán)境差異性,這種地域差異的存在使得各地的景觀布局有所不同,要想作出適合地域性的景觀設(shè)計,就必須因地制宜,發(fā)揮地域優(yōu)勢。為此,設(shè)計師在進行環(huán)境藝術(shù)設(shè)計活動時,應(yīng)優(yōu)先考慮當(dāng)?shù)氐馁Y源優(yōu)勢,就地取材,做到物盡其用,以實現(xiàn)人工環(huán)境與自然環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展,設(shè)計出極具地域特色的景觀環(huán)境。再者,還可以引入當(dāng)?shù)氐囊恍┕艠涿?、傳統(tǒng)建筑等,在發(fā)揮其美感和人文精神的同時,實現(xiàn)整體環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。
3.2使用綠色環(huán)保材料
材料在處理的過程中或多或少會對環(huán)境造成污染,這就要求盡量地運用天然材料。除此以外設(shè)計師在進行設(shè)計時,應(yīng)優(yōu)先選用一些可回收、可再生利用的材料,以減少產(chǎn)品廢棄物對生態(tài)環(huán)境的污染,從而達到維護生態(tài)平衡的目的。當(dāng)前,市場上所流通的材料琳瑯滿目,其中以“綠色”為賣點的材料更是數(shù)不勝數(shù),這些綠色材料能夠有效解決過往環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中存在的用材浪費的弊端,為綠色設(shè)計理念的實施提供強有力的支撐。當(dāng)然,設(shè)計師之所以會選擇綠色材料,其主要還是因為這些材料不僅能夠節(jié)省資源消耗,提高資源利用率,同時還能夠在回收處理上達到環(huán)保,有效地滿足綠色設(shè)計的核心需要。
3.3實現(xiàn)設(shè)計的和諧性
在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中要想把“綠色設(shè)計”理念貫穿其中,尤其需要注意如下兩個問題:第一,人工環(huán)境與自然環(huán)境如何巧妙融合,降低污染;第二,如何解決好人工因素之間的關(guān)系,空氣、溫度等系統(tǒng)怎樣高效地運作。首先,從內(nèi)部空間布局設(shè)計來看,應(yīng)當(dāng)減少甲醛等空氣污染的主要因素。而要解決甲醛的影響,設(shè)計師在進行環(huán)境藝術(shù)設(shè)計時,就必須對所采用的施工材料進行全面的考慮,篩選出有利于降低空氣污染的材料。其次,還要考慮到室內(nèi)空間環(huán)境的放射性污染,應(yīng)在人類不常接觸的區(qū)域內(nèi)設(shè)置石材元素,并加大對天然無放射石材的使用力度。除此以外,還應(yīng)對空氣、溫度以及采光等系統(tǒng)進行科學(xué)的規(guī)劃,盡可能地接受自然光照射,保持空氣的流通,從而達到人工元素與自然環(huán)境的和諧性。
3.4凸顯綠色設(shè)計主體性
綠色設(shè)計理念與環(huán)境藝術(shù)設(shè)計的融合,其實質(zhì)就是要處理好人工環(huán)境與自然環(huán)境之間的關(guān)系。必須要把綠色理念這一主體性嵌入每一個設(shè)計細節(jié)中,并對環(huán)境問題予以充分的考慮。以城市綠道中的休閑節(jié)點為例進行分析,設(shè)計師在進行綠道休閑節(jié)點設(shè)計時要事先做好調(diào)查工作,綜合考慮綠道的人均流量、節(jié)點間距以及風(fēng)向等,做到統(tǒng)籌兼顧,科學(xué)設(shè)計。而在項目節(jié)點間距離的安排上,一般來講,每隔500米就要設(shè)計一個可以提供休息的地方。法國的盧瓦爾河綠道,被意譯為“騎自行車的盧瓦爾河”。這條綠道全長800公里,沿途設(shè)置了14個自行車租賃和維修服務(wù)點,150個可接待自行車的餐飲住宿點,集休閑娛樂、戶外活動和自然文化遺產(chǎn)旅游于一體,完美地實現(xiàn)了環(huán)境設(shè)計和綠色設(shè)計理念的融合。
4結(jié)語
伴隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展以及城市化進程的進一步加快,環(huán)境在此過程中也遭受到了不同程度的破壞,我們必須要正視環(huán)境遭受破壞后可能帶來的危害,走綠色環(huán)保路線。綠色設(shè)計作為一種生態(tài)設(shè)計、環(huán)境設(shè)計,它是一種概念設(shè)計。在當(dāng)前的發(fā)展形勢下,設(shè)計師在進行環(huán)境藝術(shù)設(shè)計時應(yīng)融入綠色設(shè)計思想,并將其貫穿到整個設(shè)計活動中,最大限度地考慮設(shè)計對環(huán)境的影響和對能源的消耗,以滿足人們對于健康環(huán)境的追求,使人們關(guān)注的環(huán)保事業(yè)與藝術(shù)設(shè)計行業(yè)更好的融合,獲得環(huán)境保護和經(jīng)濟效益的雙贏。
作者:閆思妤 單位:北京京北職業(yè)技術(shù)學(xué)院
參考文獻:
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關(guān)鍵詞: 煙葉復(fù)烤;綠色工房;評價標(biāo)準(zhǔn);分析判定
1 概述
某煙葉復(fù)烤廠易地技術(shù)改造項目用地36萬m2。一期新建建筑面積約9萬m2,設(shè)置12000kg/h打葉復(fù)烤生產(chǎn)線1條,配套建設(shè)計算機網(wǎng)絡(luò)、電信、消防及安保系統(tǒng);以及室外管網(wǎng)、道路、圍墻、大門、停車場、原煙露天堆場、綠化等室外配套工程?;诳沙掷m(xù)發(fā)展理念,結(jié)合復(fù)烤企業(yè)建筑的工藝需求、負荷特性、使用規(guī)律等特點,項目設(shè)計擬實現(xiàn)在建筑全壽命周期內(nèi),最大限度地節(jié)約資源(節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材)、保護環(huán)境和減少污染。
2 綠色工房設(shè)計及分析
2.1 節(jié)地與場地規(guī)劃
一般項:①廠界噪聲執(zhí)行《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB12348-2008)中的Ⅱ類區(qū)標(biāo)準(zhǔn),《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3096-2008)中的2類標(biāo)準(zhǔn),晝間60dB(A),夜間50dB(A)。噪聲控制符合標(biāo)準(zhǔn)。②建筑總平面設(shè)計結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c,有利于冬季日照及夏季自然通風(fēng),建筑主出入口避開冬季主導(dǎo)風(fēng)向。③廠前區(qū)中心花園布置廣場噴泉,企業(yè)標(biāo)志旗桿,配合各種彩色鋪地、草坪、花卉、灌木等,打造自然、簡潔大方的宜人景色。④為提高屋頂?shù)母魺岜匦阅?,改善生態(tài)與環(huán)境質(zhì)量,廠前區(qū)綜合樓采用種植屋面技術(shù)。⑤廠區(qū)主大門位于廠區(qū)南側(cè)西部,正對廠前區(qū),主要用于人流及小車、客車流的出入。廠區(qū)北側(cè)設(shè)置一個貨流出入口。廠區(qū)南側(cè)東部設(shè)輔助出入口,主要用于勞務(wù)工出入、消防出入,以及少量原煙卸貨車出口。場地內(nèi)交通組織合理,人流和車流(含物流)互不干擾,安全便捷。⑥動力中心設(shè)置地下室,布置水泵房及水池,有效利用地下空間。⑦建設(shè)用地現(xiàn)狀標(biāo)高為1668~1714m,高差約46m。為減少土方工程量以及場地內(nèi)擋土墻的高度,降低投資和使用不便性,廠區(qū)豎向采用臺階式布置,劃分為南、北兩個臺階。由廠區(qū)東側(cè),西側(cè)和中間的道路通過緩坡連接,主要道路坡度不超過4%,滿足大型車輛的運輸要求。
2.2 節(jié)能與能源利用
2.2.1 一般項 ①建筑外窗可開啟面積不小于外窗總面積的30%,玻璃幕墻具有可開啟部分或通風(fēng)換氣裝置。②建筑外門窗氣密性能不低于國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 7106-2008《建筑外門窗氣密、水密、抗風(fēng)壓性能分級及檢測方法》中規(guī)定的6級要求。玻璃幕墻的氣密性能不低于《建筑幕墻》GB/T 21086中規(guī)定的2級要求。③電氣設(shè)計采用有源濾波裝置,補償后功率因數(shù)超過90%。④采用SCB11干式變壓器,為高效低耗變壓器。⑤根據(jù)工藝要求對單體照明進行分區(qū),并采用智能照明系統(tǒng)。⑥圍護結(jié)構(gòu)熱工參數(shù)滿足降低能耗的要求。⑦充分利用太陽能,對分散熱水供應(yīng)系統(tǒng)采用太陽能或空氣源熱泵供應(yīng)熱水系統(tǒng)。且太陽能熱水系統(tǒng)與建筑一體化設(shè)計。⑧蒸汽凝結(jié)水采用浮球疏水器回收至鍋爐房內(nèi)的熱力除氧器,做為鍋爐給水再利用。蒸汽及凝結(jié)水管道采用超細玻璃棉管殼進行保溫,減少熱量喪失。
2.2.2 優(yōu)選項 ①企業(yè)生產(chǎn)綜合能耗約130kg/t片煙。低于煙草行業(yè)復(fù)烤企業(yè)工業(yè)建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定值。②合理采用溫濕度獨立控制空調(diào)技術(shù)。③廠區(qū)路燈采用LED太陽能路燈,并根據(jù)道路和廣場照明的不同要求,照明回路進行間隔供電,滿足前夜、后夜對照明的不同控制方式要求。④采用智能照明控制系統(tǒng)實現(xiàn)建筑的照明節(jié)能運行。單位面積的照明指標(biāo)達到節(jié)能要求。
2.3 節(jié)水與水資源利用
2.3.1 一般項 ①采用中水回用于綠化、景觀、道路澆灑,垃圾站與衛(wèi)生間。②優(yōu)先采用微灌方式。③實行三級計量。④計算的非傳統(tǒng)水源替代率達到26%,不小于10%。
2.3.2 優(yōu)選項 ①計算的非傳統(tǒng)水源替代率達到26%,不小于20%。②鍋爐房設(shè)排污降溫池,廠區(qū)設(shè)污水處理站并制備中水,不會對外部污水處理系統(tǒng)造成污染。③設(shè)計采用回用水作為景觀的補充水,景觀水池很淺,有利于清理排污。
2.4 節(jié)材與材料資源利用
2.4.1 一般項 ①設(shè)計選用建筑材料60%以上可以在距施工現(xiàn)場500公里以內(nèi)生產(chǎn)、加工和城市級集約供給市場采購。②現(xiàn)澆混凝土采用預(yù)拌混凝土。③建筑、結(jié)構(gòu)、工藝、機電設(shè)備及裝修一體化設(shè)計,統(tǒng)籌規(guī)劃,達到資源的有效配置和利用。④在滿足生產(chǎn)使用的前提下,采用較低的建筑層高。⑤結(jié)構(gòu)材料合理采用高性能混凝土、高強度鋼。⑥建筑結(jié)構(gòu)材料采用工廠化、標(biāo)準(zhǔn)化材料。⑦聯(lián)合工房及配套備料車間、原煙庫及選葉車間等主要建筑上部主體結(jié)構(gòu)采用鋼結(jié)構(gòu)??稍傺h(huán)材料使用重量占所用建筑材料總重量的5%以上。
2.4.2 優(yōu)選項 ①聯(lián)合工房及配套備料車間、原煙庫及選葉車間等主要建筑采用大跨度輕鋼結(jié)構(gòu),資源消耗和環(huán)境影響小。②主要建筑采用輕鋼結(jié)構(gòu),可再利用建筑材料的使用率大于10%。
2.5 室內(nèi)環(huán)境與職業(yè)健康
2.5.1 一般項 ①辦公區(qū)域外窗和玻璃幕墻設(shè)開啟扇,建筑外窗可開啟面積不小于外窗總面積的30%,以利自然通風(fēng)。聯(lián)合工房設(shè)屋頂采光通風(fēng)天窗、側(cè)墻設(shè)鋁合金通風(fēng)百葉窗等,充分采用自然通風(fēng)。②物理檢測室、在線檢測室、化學(xué)檢測室、中控室,生產(chǎn)指揮中心檔案室、消防控制室機房采用恒溫恒濕空調(diào)機組。③設(shè)無障礙坡道、無障礙電梯、無障礙衛(wèi)生間等以利于參觀。④大部分區(qū)域室內(nèi)粉塵濃度不超過1.8mg/m3。⑤平面布局和空間功能安排合理,除塵機房、空壓站、水泵房、鍋爐房等封閉隔離,維護結(jié)構(gòu)嚴格采取隔聲、吸音、減震措施,且選用低噪聲設(shè)備,減少相鄰空間的噪聲干擾。⑥采用低噪聲設(shè)備,工作場所噪聲符合現(xiàn)行國家和煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
2.5.2 優(yōu)選項 ①設(shè)計中立面遮陽主要選用橫向遮陽百葉板。遮陽百葉能夠在改變?nèi)~片翻轉(zhuǎn)角度的同時達到不同的遮陽效果,改善采光,同時也有效地排除溫室效應(yīng)。②聯(lián)合工房設(shè)屋面電動采光排煙天窗、采光帶,符合節(jié)能降耗要求。③主要生產(chǎn)區(qū)域操作人員經(jīng)常停留處最大噪聲不超過85dB(A)。
2.6 環(huán)境影響
一般項:①設(shè)工藝除塵及環(huán)境除塵系統(tǒng)。②設(shè)置燃氣鍋爐房,采用清潔能源。③定期進行污染物排放檢測。④物理檢測室、在線檢測室、化學(xué)檢測室、中控室等設(shè)置恒溫恒濕環(huán)保冷媒的空調(diào)機組。⑤廠區(qū)設(shè)中水回用設(shè)施,實現(xiàn)A、廢水零排放。設(shè)廢棄物集中收集、貯存場所,集中分類處理全廠的生產(chǎn)、生活廢料和垃圾。污染物的去除不對環(huán)境產(chǎn)生二次污染。
3 綠色工房設(shè)計測定評價
依據(jù)《煙草行業(yè)綠色工房評價標(biāo)準(zhǔn)》(YC/T396-2011),不考慮企業(yè)運行管理項,初步測定該復(fù)烤廠項目設(shè)計可達綠色三星標(biāo)準(zhǔn),滿足度數(shù)據(jù)見表1。
4 結(jié)語
煙草行業(yè)“綠色工房”要求建筑在選址、資源利用、綠化景觀等方面結(jié)合工業(yè)建筑的工藝特性、使用規(guī)律,考慮不同氣候影響,確保在建筑壽命周期內(nèi),最大限度地節(jié)約資源、保護環(huán)境和減少污染,為工藝生產(chǎn)提供適用高效的使用空間,為工作人員提供健康安全的作業(yè)環(huán)境。依據(jù)這個原則,本設(shè)計從節(jié)地規(guī)劃、節(jié)能措施、節(jié)材方法、清潔生產(chǎn)、降噪除塵等方面著手解決相關(guān)問題,以為企業(yè)全過程充分利用資源,在整個生產(chǎn)過程中少投入、少排放、高利用,達到廢污物排放最小化、無害化,資源利用最大化、可循環(huán),建設(shè)環(huán)境舒適、節(jié)能降耗的新廠區(qū)、新廠房奠定技術(shù)基礎(chǔ)。
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關(guān)鍵詞:綠色建筑;節(jié)能;能源
中圖分類號:TM08 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:
1.綠色節(jié)能建筑的基本內(nèi)涵
綠色節(jié)能建筑主要指在建筑物的建筑和使用期限內(nèi),能夠?qū)崿F(xiàn)資源節(jié)約的最大化,既能提供高效、舒適、健康的居住使用空間,又能減少污染實現(xiàn)環(huán)保,使建筑與自然協(xié)調(diào)共生。綠色節(jié)能建筑是一個立體環(huán)保的全方位建筑工程,其具備了使用壽命長、環(huán)境污染小、改善生態(tài)狀況、節(jié)水、節(jié)地、節(jié)能等多種優(yōu)勢,并在建筑和使用等的各個方面都體現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展的特點。所以綠色節(jié)能建筑的首要特點應(yīng)該是環(huán)保、可持續(xù)和節(jié)能,在最小化環(huán)境污染和資源優(yōu)化配置的基礎(chǔ)上,更加關(guān)注健康化、舒適化和人性化。
從綠色節(jié)能建筑所涉及的內(nèi)容來看,主要是在自然與人類和諧共生的基礎(chǔ)上,根據(jù)生態(tài)學(xué)的基本方法和原理,使自然環(huán)境、建筑和人類之間實現(xiàn)協(xié)調(diào)發(fā)展,尋求創(chuàng)建綠色節(jié)能建筑的方法和途徑。體現(xiàn)了環(huán)境與建筑和人類在功能上的協(xié)調(diào)關(guān)系,即人工美與自然美相結(jié)合。具體來說主要包括以下幾點內(nèi)容:
第一,強調(diào)建筑與自然的和諧共生。在綠色節(jié)能建筑理念的指導(dǎo)之下,建筑業(yè)應(yīng)逐步摒棄原有的高污染、高能耗的發(fā)展模式,實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保,也只有這樣才能使建筑業(yè)適應(yīng)現(xiàn)代城市建設(shè)和發(fā)展的需要。否則,建筑業(yè)將會不斷重復(fù)先污染后治理的惡性循環(huán),從而危及子孫后代的發(fā)展。發(fā)展綠色節(jié)能建筑的最主要目的也是實現(xiàn)自然與建筑和人類的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。
第二,滿足建筑物各項功能的需要。建筑物的最基本要求是要保證居住者和使用者的安全健康,綠色節(jié)能的實現(xiàn)不能以犧牲使用者的安全和健康為代價。建筑物的適用性主要是指適度消費,而反對浪費與奢華。提高資源、能源的使用效率最主要的途徑是加大建筑業(yè)的科技投入,將更多的職能手段使用在建筑系統(tǒng)之中,提高能源資源的使用效率。
第三,強調(diào)能源資源利用效率的最大化,減小環(huán)境污染。我國建筑部門近年來提出了“四節(jié)一環(huán)保”的概念,即指節(jié)材、節(jié)水、節(jié)能、節(jié)地和環(huán)境保護,這些方面正是我國建筑業(yè)長期以來的頑疾。減少污染、保護環(huán)境,實現(xiàn)資源的節(jié)約循環(huán)利用是綠色節(jié)能的關(guān)鍵,減少資源消耗、提高利用效率必然會利于生態(tài)環(huán)境的改善。
第四,建筑物的全壽命周期概念。全壽命周期是建筑物對環(huán)境和資源影響的時間意義。全壽命周期是指建筑物初期設(shè)計規(guī)劃、建設(shè)施工、營運管理再到最終拆除,這一過程整體構(gòu)成了一個建筑物的全壽命周期。強調(diào)全壽命周期概念,不僅意味著要在建筑物的設(shè)計規(guī)劃時考慮,并充分利用各種環(huán)境因素,還要保證施工建筑過程中最小化各種環(huán)境污染,在管理運營過程中給使用者提供無害、高效、低耗、舒適、健康的空間,同時將拆除中所產(chǎn)生的環(huán)境損害減到最小。建筑物對于環(huán)境和資源所產(chǎn)生的危害需要進行全時間段估算,雖然建設(shè)初期成本會較低,但管理運營的投入會較高。
2.綠色節(jié)能建筑的設(shè)計方法
2.1選址和現(xiàn)場設(shè)計
建筑物的建筑地址是進行設(shè)計的首要問題,在選址時應(yīng)遵守“爭取陽光避風(fēng)建宅”的基本原則,因此,在選址時要結(jié)合該地區(qū)的主導(dǎo)風(fēng)向、地質(zhì)地貌和地形等特征,進行合理規(guī)劃。建筑物選址通常要考慮一下幾點因素:第一,避免生態(tài)敏感地區(qū),防止建筑物影響周圍生態(tài)環(huán)境。第二,盡量將建筑物規(guī)劃在城鎮(zhèn)化程度較高的地區(qū),因為該地區(qū)城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施較為完備,能夠最大限度地方便人們生活。第三,建筑物與交通設(shè)施的距離要盡可能短,從而為人們出行提供方便。第四,參考該地區(qū)的地理和氣象條件,選擇方便使用各項自然資源的地區(qū)。
在選址工作完成后,需要對建筑地點進行合理設(shè)計和規(guī)劃,以保證建筑物與自然條件和諧共生,這樣的建筑才能算是綠色節(jié)能建筑。綠色節(jié)能建筑進行現(xiàn)場規(guī)劃設(shè)計時,應(yīng)當(dāng)遵循以下幾項原則:首先,最小化建筑現(xiàn)場的熱島效應(yīng),盡量擴大綠地面積;其次,要盡量避免對該地水源的污染,避免暴雨引發(fā)現(xiàn)場的水土流失問題,同時減少自來水使用量;最后,在設(shè)計建筑現(xiàn)場時,盡量避免破壞當(dāng)?shù)氐纳锒鄻有院蜕鷳B(tài)完整性。
2.2建筑的布局設(shè)計
合理的建筑布局能夠最大化場地和資源的利用效率,從而能夠改善建筑物的室內(nèi)環(huán)境,減少建筑物熱排放,優(yōu)化建筑物布局的主要措施為:第一,規(guī)劃好建筑內(nèi)內(nèi)部的功能區(qū)分,建筑物北面盡量安排不需設(shè)置窗戶的功能區(qū),將功能相似的區(qū)域盡量布置在同一地區(qū),這樣能夠方便建筑物內(nèi)部空調(diào)和通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計。第二,為減少建筑物的資源能源消耗,應(yīng)盡量利用已有的地形當(dāng)做其圍護結(jié)構(gòu)。第三,按照當(dāng)?shù)氐闹饕L(fēng)險和緯度,優(yōu)化建筑物朝向,盡量利用當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)能和太陽能等資源,同時最大化使用當(dāng)?shù)氐钠渌匀毁Y源。第四,利用當(dāng)?shù)匾延械母鞣N植物來減小建筑物的熱負荷影響。
2.3建筑物的形體設(shè)計
建筑空間系統(tǒng)和建筑物形體不僅僅是綠色節(jié)能建筑的重要組成部分,也是地域性建筑本質(zhì)特征的表現(xiàn)。建筑物的室內(nèi)熱能耗與其形體之間有著極為緊密的聯(lián)系,而建筑物的熱能也是其重要的衡量指標(biāo)。建筑物本身的形體系數(shù)越小,說明建筑物形態(tài)較為規(guī)整,能夠極大地減少夏季制冷和冬季供暖所產(chǎn)生的熱工損耗,反之則較易于利用自然通風(fēng)。正確把握建筑物自身的形體系數(shù)也是節(jié)能建筑的重要設(shè)計因素。在建筑物本身的設(shè)計中,可以適當(dāng)使用別墅理念。借鑒別墅中線角、陽臺、門窗、屋頂和建筑飾面激勵的豐富性,及其與自然相結(jié)合的特點,這樣能夠體現(xiàn)出自然與人類和諧發(fā)展的基本原則,從綠色環(huán)保理念出發(fā)能夠使建筑實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
2.4建筑物和配套設(shè)施的設(shè)計
建筑物配套設(shè)施的設(shè)計能夠保證建筑物的健康性和室內(nèi)環(huán)境舒適,在設(shè)計建筑物配套系統(tǒng)時,除了使用各種高效環(huán)保的建筑材料之外,還有以下幾項措施:第一,新風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計。新風(fēng)系統(tǒng)是改善建筑物室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的重點,同時能夠極大地提高室內(nèi)的空氣質(zhì)量。無論夏季還是冬季,室內(nèi)與室外之間都會存在較大的溫差,而新風(fēng)量越大也就說明處理新風(fēng)會消耗更多的資源能源。第二,自然資源的使用。節(jié)約能源是綠色建筑的本質(zhì)特點之一,綠色節(jié)能建筑的平均能耗量是同類建筑的一半左右,在節(jié)能的同時還要保證室內(nèi)環(huán)境的質(zhì)量水平,所以說,自然能源的使用在一定程度上決定著建筑能否實現(xiàn)綠色節(jié)能。建筑物常用的自然能源主要包括太陽能、地?zé)崮芎惋L(fēng)能等幾種。第三,實現(xiàn)自然通風(fēng)。建筑物自然通風(fēng)是指通過大氣自身的熱壓作用實現(xiàn)通風(fēng)的一種方式,這種方式的主要標(biāo)志是沒有任何的能源消耗,便可以實現(xiàn)改善室內(nèi)空氣和整體環(huán)境質(zhì)量的目的,這種方式所達到的效果不亞于空調(diào)的作用。但是,自然通風(fēng)會在一定程度上受到建筑物結(jié)構(gòu)和當(dāng)?shù)刈匀粭l件的限制,所以,為了達到良好的通風(fēng)效果,實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo),還要適當(dāng)配合以其他自動調(diào)控設(shè)備。
3.對于綠色節(jié)能建筑的幾點思考
當(dāng)前,我國新建筑物中有80%以上都是傳統(tǒng)的高能耗建筑,而現(xiàn)有建筑中超過95%仍存在高能耗的問題,全國每年總能耗的1/4被應(yīng)用于建筑業(yè),同時這一數(shù)據(jù)還在逐步提高。所以,為減少建筑耗能,各建筑商應(yīng)積極開發(fā)利用清潔的可再生能源。
第一,優(yōu)化能源利用,提高能源利用效率。在建筑過程中,除了遵循資源化、再利用、減量化原則以外,還應(yīng)盡量提高資源的循環(huán)次數(shù)和利用率,克服各種瓶頸問題。主要表現(xiàn)為以下措施:首先,開發(fā)綠色節(jié)能建筑生態(tài)設(shè)計系統(tǒng);其次,可以借鑒其他國家的相關(guān)成熟體系和成功經(jīng)驗;再次,建立高效行政監(jiān)督體系,強制執(zhí)行現(xiàn)有節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī);最后,建立輿論和市場監(jiān)督機制,為綠色節(jié)能建筑的發(fā)展創(chuàng)造良好的輿論環(huán)境。
第二,宣傳提倡綠色生活方式。一方面要加強對建筑設(shè)計者本身的生態(tài)意識和環(huán)保理念,使建筑設(shè)計者的作品與社會和時代的認知相適應(yīng),因為建筑設(shè)計者本身負有引導(dǎo)建筑行業(yè)進步的責(zé)任。在傳統(tǒng)學(xué)校專業(yè)教學(xué)的基礎(chǔ)之上,讓建筑設(shè)計者了解更多的社會人文、歷史和生態(tài)環(huán)境知識。另一方面,還要在全社會方位內(nèi)普及生態(tài)理念,倡導(dǎo)綠色消費,即以可持續(xù)發(fā)展的基本原則為基礎(chǔ),在娛樂、出行、居住等各個方面摒棄追求奢華,提倡環(huán)保節(jié)能、節(jié)約能源資源。只有讓所有社會成員都建立環(huán)境意識并主動追求綠色生活,才能推動建筑也市場需求的改變,從而促使市場主體去努力營造綠色建筑。
【關(guān)鍵詞】綠色建筑;建筑設(shè)計;相關(guān)問題
1.前言
隨著我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略理念的提出,低碳生活得到了非常大的推廣?,F(xiàn)如今的人們不僅具有了更高的節(jié)能意識,同時還對生態(tài)環(huán)境的保護意識也越來越強,這樣使得了綠色建筑成為了建筑行業(yè)的主要發(fā)展方向。在對現(xiàn)代建筑進行設(shè)計的時候,將綠色設(shè)計充分地應(yīng)用其中,能夠在最大程度上消除不必要的浪費,并盡可能的降低對生態(tài)環(huán)境的影響。因此,對綠色建筑設(shè)計進行相應(yīng)的研究具有非常重要的現(xiàn)實意義。
2.綠色建筑設(shè)計的必要性
現(xiàn)階段,伴隨著人們生活水平的不斷提升,在生活中,衣食住行是非常重要的組成部分,并且與人們的生活有著非常密切的關(guān)系。但是全球氣候變暖,環(huán)境污染越來越嚴重,促使人們的生存和發(fā)展帶來了非常大的挑戰(zhàn),例如:水污染、太陽能利用等已經(jīng)受到國家和政府部門的高度關(guān)注。根據(jù)有關(guān)資料可以知道,建筑造成的污染(空氣、光以及電磁等)占據(jù)總環(huán)境污染的30%以上,同時產(chǎn)生的垃圾,城市垃圾占據(jù)60%左右,這樣就給社會造成了嚴重非常的環(huán)境污染。因此,在對建筑進行設(shè)計的時候,合理的利用綠色建筑設(shè)計手段,不僅能夠有效地避免能源的大量浪費,同時還能對生態(tài)環(huán)境起到相應(yīng)的保護作用,從而起到改善人們生活環(huán)境的目的,因此其應(yīng)用意義重大。
3.綠色建筑設(shè)計在建筑中的體現(xiàn)
3.1設(shè)計施工方案的優(yōu)化
在對建筑進行設(shè)計的時候,如果綠色設(shè)計理念在設(shè)計方案中得不到充分地體現(xiàn),那么在整個建筑實際的施工過程中,一些綠色設(shè)計理念就無法得到相應(yīng)的體現(xiàn)。這是因為建筑整體工程的施工都是按照相應(yīng)的施工設(shè)計方案來進行的,因此在方案設(shè)計的過程中,就需要對設(shè)計方案進行不斷的優(yōu)化,從而確保綠色設(shè)計理念能夠充分地展現(xiàn)出來。但是因為建筑工程的施工面積往往比較大,涉及的范圍比較廣泛,所以在確保施工方案合理的原則下,要加強對技能型技術(shù)的應(yīng)用。首先要根據(jù)施工的具體情況對施工進度進行合理的安排,并且對當(dāng)?shù)貧夂驐l件和地形特征進行充分掌握,這樣就可以很好的進行場地的選擇,也能夠做好布局工作,同時還可以選擇出適合當(dāng)?shù)噩F(xiàn)狀的規(guī)劃設(shè)計方案。
3.2充分利用基地優(yōu)勢
對于我國來說,地域非常遼闊,地形具有復(fù)雜性的特征,并且不同地區(qū)的氣候和環(huán)境也不相同。這樣在對建筑工程進行設(shè)計時,為了保證設(shè)計更加的合理,一定要對當(dāng)?shù)氐木唧w現(xiàn)狀和四周的環(huán)境進行仔細地考察,然后在根據(jù)設(shè)計的情況進行設(shè)計,只有這樣才能促使建筑物能夠與附近環(huán)境相互協(xié)調(diào)和統(tǒng)一。同時還要對當(dāng)?shù)鼗氐膬?yōu)勢進行充分利用,對自然景觀造成的破壞進行減少。此外還要盡可能避免人工造湖、造林等對附近的建筑環(huán)境進行大面積改造。
3.3適當(dāng)選取建筑材料
根據(jù)相應(yīng)的研究表明,在對建筑工程進行施工的時候,其耗能量最大的就是對于建筑材料的使用,因此對于建筑材料的使用不合理,將會造成非常嚴重的浪費。這就需要在進行建筑設(shè)計的時候,一定要盡可能的選擇最為合適的建筑材料進行施工,為了能夠?qū)⒕G色設(shè)計理念充分地體現(xiàn)出來,所供相應(yīng)的生活熱水,以起到相應(yīng)的節(jié)能作用。
3.4建筑圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用
因為建筑圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工的好壞直接影響著整個建筑物能耗量的大小,如果設(shè)計和施工不夠合理,將會導(dǎo)致大量的能耗浪費。因此,在對建筑的圍護結(jié)構(gòu)進行設(shè)計和施工的時候,需要確保做好節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用工作。通常情況下,采用外墻外保溫的形式對于夏天炎熱冬天寒冷的地區(qū),不僅要對冬天的保溫性能進行考慮,也要考慮夏天的隔熱性能。然后在透明的維護結(jié)構(gòu)外,要進行遮擋設(shè)置,這樣就可以大大減少進入到室內(nèi)空間中的太陽輻射量,也能降低空調(diào)的能源消耗。因此在設(shè)計的時候,一定要對窗墻比例進行合理的設(shè)置,對透明圍護結(jié)構(gòu)的大面積使用進行合理控制。
3.5充分利用太陽能
我們都知道,太陽能是比較安全、環(huán)保的可再生能源,這樣就促使一些太陽能環(huán)保技術(shù)和設(shè)備不斷涌現(xiàn)出來,其中利用太陽能來進行發(fā)電是一項不錯的建筑節(jié)能技術(shù)。從目前一些綠色設(shè)計理念就無法得到相應(yīng)的體現(xiàn)。這是因為建筑整體工程的施工都是按照相應(yīng)的施工設(shè)計方案來進行的,因此在方案設(shè)計的過程中,就需要對設(shè)計方案進行不斷的優(yōu)化,從而確保綠色設(shè)計理念能夠充分地展現(xiàn)出來。但是因為建筑工程的施工面積往往比較大,涉及的范圍比較廣泛,所以在確保施工方案合理的原則下,要加強對技能型技術(shù)的應(yīng)用。首先要根據(jù)施工的具體情況對施工進度進行合理的安排,并且對當(dāng)?shù)貧夂驐l件和地形特征進行充分掌握,這樣就可以很好的進行場地的選擇,也能夠做好布局工作,同時還可以選擇出適合當(dāng)?shù)噩F(xiàn)狀的規(guī)劃設(shè)計方案。
3.6對照明系統(tǒng)進行優(yōu)化控制
在建筑的綠色設(shè)計中,采用比較先進的照明系統(tǒng)進行控制可以很大程度減少電能消耗,起到節(jié)約能源、減少排放的作用,其中應(yīng)用效果比較好的就是采用晝光照明和BAS照明系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用。應(yīng)用晝光照明這種類型的照明技術(shù)可以很大程度降低供電的峰值,其主要優(yōu)勢特征是應(yīng)用于大量建筑中,對于室內(nèi)的照明通過盡可能的應(yīng)用自然光線,從而就在很大程度減少了白天對供電照明的需求。
4.結(jié)束語