浅谈绿色建筑中的物理知识

文/郑睿楠 保定市第一中学 河北保定 071000

1、绿色建筑的相关概述

绿色建筑中环境因素尤其重要，充分的利用环境对其帮助甚大。对其所处环境中的资源进行合理分配，使科技与自然相结合，在进行建造的过程中，降低其影响，打造适宜人们居住的环境，并且在拆除后也能将对环境的危害降到最低。在建筑的利用期间，能够对其所用的能源最大程度的节约，从而实现节约的理念。建筑的好坏不只看其装修，简单的环保也是一大标准。

2、我国绿色建筑的发展历程

在上世纪90年代末，绿色建筑相关理念传入我国，同时期我国启动了小康计划。在20世纪初，我国制定了相关的评价体系，基于绿色建筑的相关研究成果在北上广等多个经济发达地区进行绿色建筑的应用和实践。“北京绿色奥运”和“上海生态世博”等项目开始开放，将它们作为后续研发的参考。我国经济的快速发展带来了建筑行业的大量耗材和耗能等情况，故而绿色建筑的施行是势在必行的。

3、绿色建筑中的物理知识

3.1 绿色建筑中的光学

太阳光是一种非常清洁的光源，充分利用能够在室内起到节约环保的效果。利用天然光能够对人类生理及心理产生极大的好处，与此同时也能够降低人工发电的消耗，但采光条件受建筑位置等多条外部条件限制。绿色建筑的设计需要注意建筑的朝向等多方面因素，需要通过精准的数学计算进行适当的调整，从而使居民居住的空间采光度最大化。例如图所示的上海的世博轴设计：

其顶层面的支撑系统由外部31个、内部19个及牵引桅杆和钢丝绳组成。其屋顶膜面长约843米，宽约97米，展开面积大约是7.7万平方米，以此来达到最大采光强度。

3.2 绿色建筑中的力学

在绿色建筑中，绿色材料的使用也是极为重要的，具备力学性能优点的材料是绿色材料的首选条件。其主要特点就是稳定性强、坚固性高，在建筑中这两点非常重要。在进行建筑选材的过程中，需要对建筑的各项指标进行严格把控，并针对相应指标进行筛选，从而将所选绿色建筑材料的性能实现最大化的利用。例如夹心层中力学应用：

如 右 图， 力云图的夹芯板是9mm秸秆，面是80mmEPS。 下 表为不同夹芯板的外荷载，在绿色建筑中它不光用来进行承受外荷载，对芯层也起保护作用使其避免各方面的损伤。夹芯板在绿色建筑材料中非常实用。

3.3 绿色建筑中的能量转换

太阳能在绿色建筑系统中主要分为被动式与主动式两类。其中被动式主要通过附近一些建筑被动的对太阳所辐射的热度进行吸收，与之相反，主动式不仅要采集能量，还需要相关转换设备加以辅助，将所得到的能量转化成建筑物所需能量。绿色建筑对能量的利用主要体现在两方面，一方面是集热系统，如制造热水、制热等，其大量应用于热水供应系统。另一方面主要是光学系统，可以将能量转化成电能，并用其为建筑设备提供能源。如图所示：

在冬季的时候，太阳透过玻璃罩将热能进行传导，使室内温度T上升，由于，如果室内压强P不发生改变，气体质量m不变，并且密度不会对其产生影响， R为气体常数，故而可以得出如果当温度T上升，密度降低，其向上浮动，然后使冷空气进入实现循环采暖。

3.4 绿色建筑中的能量守恒

绿色建筑主要以可持续发展为基础，故而也能将其称为生态建筑。绿色建筑能够将生活中可利用的清洁能源转化为建筑能源，并将建筑中所消耗的能源收集并循环利用。在设计的手法当中，其主要利用人工和自然相结合的方法，为居住者打造一个舒适并环保的生活空间，同时将对环境的损害以及能量的消耗降到最低，充分的体现出了大自然系统当中的能量守恒定律。

4、发展绿色建筑的意义

在能源消耗当中，建筑消耗占据着重要作用，其对环境影响重大。据相关数据调查可知，超过半数的地球能源和超过半数的自然原料中，均用于制造建筑物中。在我国耗能统计和用电统计中，建筑都占据25%。持续加快的城镇发展持续不断的消耗自然界中的能源，并且其所占耗能比例持续加大，故而发展绿色建筑势在必行，新的能源和绿色的建材能够为地球温室压力进行缓解，从而保护其他资源。

总结：

根据相关实践能够发现，建筑行业想要持久稳定的发展必须要走可持续发展的道路，从而确保生态环境不被破坏。在进行环境的探索和资源利用最大化的同时，还需结合建筑师的绿色理念，例如进行建筑采光、选材、节能等多方面都是需要设计师进行相应的计算总结。只有合理的进行建筑与环境相结合，才能从根本上实现具备感性和理性互相融洽存在的建筑。

[1]刘鹏程.浅谈绿色建筑理论在实践应用中的问题[J].中国科技博览,2010(31)：109-109.

[2]刘凤勤.浅谈建筑设计中生态策略—“绿色建筑,筑造健康”[J].中国科技博览 ,2016(5)：120-120.