绿色生态节能技术在教学建筑中的应用研究

　　能源，作为人类赖以生存的基本物质基础，影响到了我们生活的方方面面，是社会发展和人类进步的重要资源。进入21世纪，伴随中国建筑的突飞猛进，“绿色生态”这一概念开始引入国内，形形色色的绿色生态建筑涌现于全国。我国是世界上人口最多的发展中国家，伴随着国民经济的快速发展，人民生活水平的不断提高，消耗在建筑上的能源也在不断的攀升。生态建筑设计已经成为当今社会的发展趋势。

　　一、绿色生态建筑的发展

　　在人类的文明发展过程中，过度排放二氧化碳引起的温室气体效应，致使全球气候逐渐变暖，自然生态平衡逐渐被破坏。因此，人们开始尊重自然，最大限度的降低对不可再生资源的依赖。

　　20世纪60年代后，所有建筑设计者都在思索未来建筑发展路在何方，都在寻找能够推动建筑真正向前的动力。在这样一种历史条件下，绿色生态建筑的产生成为历史的必然。也就在同一时代，意大利建筑师保罗?索勒瑞把生态学和建筑学合成为生态建筑学，即从生态的角度来认识建筑，将生态学的理论应用到建筑设计中，以此达到与自然的和谐共生。比如地势、气候、阳光、空气、水流，使之符合人类居住，并且降低各种不利于人类身心的任何环境因素作用。同时，尽可能不破坏当地环境因素循环，确保生态体系健全运行。生态建筑首先必须具备有节能的特征，并充分考虑各种绿色能源的使用；其次注重使用可再生和可循环利用材料，注重环境保护，遵循可持续发展的特点。在这种历史背景下，绿色生态建筑概念开始出现，并逐渐成为人们关注的焦点。生态建筑必须具备节能的明显特征，在考虑使用各种绿色能源的同时，还要注重材料的循环使用与可再生能源的应用。

　　二、绿色生态建筑的设计原则

　　随着科学技术水平的提高，人们衡量和理解绿色生态的角度和标准也随之发生变化，目前，主要体现于如下几方面：保护自然生态环境，减少对其的破坏；

　　设计的每一个环节都要体现对使用者的关心；为使用者融入自然环境而创造条件；以动态的思想，推动绿色生态建筑的可持续性。

　　三、绿色生态建筑中的节能技术

　　建筑节能是建筑发展的总体趋势，目前的节能研究主要是考虑建筑物的综合环境、有效的利用现有资源两方面。同样，教学建筑作为建筑领域中的重要组成部分也许紧随绿色生态理念，这就需从选址开始，充分考虑采光通风以及充分利用再生能源等方面。

　　（一）教学建筑的选址

　　建筑选址在考虑到交通便捷和周围是否具有污染源等前提下，还需考虑到日照、遮阳、通风等三个因素。既需满足建筑物冬季采暖的需要，还应充分利用太阳光。设计教学建筑时应充分考虑气候条件、日照、地形以及建筑的遮挡情况、通风要求及节约用地等因素，以此确定出教学建筑的体型、窗口位置及大小、遮阳处理等实际需求。

　　1.教学建筑选址应首选避风、向阳的平地或者山坡，这样有效提升采暖效果。

　　2.朝向选择应考虑到太阳辐射强度的变化情况，这样能够充分提高建筑物吸收太阳能的利用率。

　　3.由于日照间距直接影响到建筑物获取热量的多少，因此，在有效利用土地的前提下，尽量提升教学建筑的日照间距。遮阳设计应考虑到以下几个因素：绿化遮阳；建筑自遮阳；地貌遮阳。此外，规划过程中还需考虑学校所处的外部环境，如：气候、地形等。设计时，应详细考虑到教学建筑的通风情况，通过气候来调节校园内的微气候，保证校内的自然通风。

　　（二）教学建筑的体型设计

　　教学建筑的设计既要保证使用功能的完善，还要考虑到气温、太阳辐射、建筑体的朝向、围护结构的保温状况、局部风环境等众多因素。针对校内图书馆、教学楼等体型系数较大的建筑，其单位空间散热面积会逐渐增大，消耗的能源也就越多。因此，教学建筑在保证正常使用的同时，还需尽可能的降低其建筑体型，如：增加长度和进深、增加建筑体量、减少独立的点式建筑、合理设置层高和层数等。

　　（三）教学建筑围护结构的节能技术

　　目前，节能的主要措施之一就是提高外围护结构的热工性能。

　　1.教学建筑的外墙节能技术

　　单一墙体技术是目前较为常见的外墙保温技术，主要措施有：加气混凝土外墙施工技术、符合墙体施工技术。复合墙体技术又分为夹心保温、内保温和外保温技术。保温措施是为了更好的提升围护护结构的传热系数，围护结构的保温不以隔热为目的，隔热是为了尽量减少围护结构吸收太阳辐射热向室内进行传递。

　　2.教学建筑的外窗节能技术

　　作为影响室内热环境质量和建筑节能重要因素之一的门窗，其耗能约占到建筑围护结构总量的40%-50%左右，因此，门窗也成为围护结构热工性相对薄弱的主要位置。建筑物的外门窗不仅属于能耗大构件，也是主要得热构件。通过门窗上的玻璃可以吸收太阳辐射，进而提升室内问题。正因如此，我们设计教学建筑时，必须根据教学需求确定门窗的尺寸和相应的材料。

　　此外，影响建筑耗能的重要因素就是窗墙面积比。如开窗面积过大将直接增加采暖能耗，但面积过小的开窗则会影响到采光和日照的要求。这就需要我们设计窗枪面积比例时，既要考虑得热还需考虑保温，这样才能保证教学建筑实现环境舒适、采光合理、视觉感强的设计目的。

　　3.教学建筑的屋面节能技术

　　我国对屋面设计主要以《屋面工程技术规范》（GB50345-2004）为主，常见屋面设计形式有：传统外保温屋面；倒置式屋面；双层通风屋面；阁楼屋面；蓄水屋面；种植屋面；冷屋面。针对教学建筑可以采用蓄水与种植相结合的屋面设计，这样不仅能降低楼体温度还能提升校园绿地面积，改善校园环境。

　　4.楼房地面节能技术

　　直接接触室外的地板、楼板应采取必要的保温措施，同时还应充分考虑楼地面的蓄热作用，用于稳定室内温度的变化。实测证明，在建筑体沿外墙内侧周边宽约1m的范围内，地面温度差可达5°C。因此，引入地面节能技术可以大幅降低校内地面温度，通常做法是使用导热系数较低的材料，并加大校园内的植被覆盖率。

　　结束语：

　　发展生态建筑是应对建筑全球化挑战，提高建筑健康性、舒适性的迫切需要，也是转变建筑设计、建设方式，缓解资源和环境约束矛盾的必然选择。作为建筑师应当顺应时代潮流，重新审视自己所扮演的角色和肩负的责任，树立正确的建筑哲学观，以积极地推进生态建筑领域的实践。教学建筑是学生和教师学习与工作的场所，教学建筑的生态节能不仅具有现实意义，还提升了学生对自然科学、环保科学的知识渴望。

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