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序論:好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程,我們為您推薦十篇綠色建筑設計論文范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質,帶來更深刻的閱讀感受。
一、深圳體育新城安置小區案例分析
深圳體育新城安置小區是深圳市為申辦2011年世界大學生運動會而建設的住區,需要解決5個村落的500戶居民的拆遷安置問題。因為由政府投資,資金受到嚴格控制,工期緊張,需求也非常特殊。在整個項目設計過程中,我們清晰地認識到對項目的分析和定位非常重要,原住民對設計的滿意度將直接影響工期和拆遷進度。綜合考慮各種制約因素,我們通過規劃與設計階段的精確控制,實現了低成本適宜技術的綠色建筑目標,該小區也獲得2006年國家財政部、建設部第一批可再生能源建筑應用示范項目(圖1,圖2)。
1.集成化設計
在規劃過程中我們成立專門的溝通組及設計組,同步開展工作,從而保證不會因為工期縮短而降低質量。我們一方面與建設方溝通,以求更好地實現安置政策;另一方面與村民溝通,以保證我們的方案能夠更貼近村民需要,也為方案后期的順利實施打下必要的基礎。為了更順利地與村民深入交流,我們還專門選派了會方言的建筑師參與溝通。考慮到原住村民的客家文化背景,在對客家民居已有的研究基礎上,我們又引入社會學、民俗學、植物學等學科學者協助建筑師進行協同設計,豐富了方案的內涵。
2.精細化設計
為滿足原村民自住房與出租房分開、每個村要相對集中等要求,針對用地緊張的情況,我們將相對比較安靜的東部設為自住區,西側為小戶型出租區。5個村從南到北依次排列,通過道路、景觀、幼兒園、會所等公共設施來間接區分,而不是用圍墻生硬地隔斷,這樣既保證了整個小區設計一體化,又滿足了居民的基本需求。我們采用數字化手段,從定性判斷走向定量驗證,力圖把常規技術作精,提高舒適度的同時節約資源。結合日照模擬,調整總平面布局,使所有住戶都能達到規范中的日照要求,并借助通風模擬驗證了小區內每棟建筑都有順暢的通風(圖3)。為避免西面城市道路的噪聲影響,我們將此區域建筑平面設計成折線,功能定位為單身公寓,既形成組團和院落空間,又使建筑自身成為小區的噪聲遮擋屏障,并在戶型平面上用走廊和廚房對噪聲進行二次遮擋,以便減少對臥室的干擾,在陽臺等細節方面也綜合考慮了技術要求。環境設計方面,利用模擬技術確定喜陰植物與喜陽植物的分布區域,以指導景觀設計師合理選擇樹種及種植位置。此外,我們對建筑護結構也進行了精細化的節能設計。
3.適宜性技術的運用
根據項目的實際情況適當選用新技術,如研發半集中式太陽能熱水利用技術;利用湖面做人工濕地,結合MBR技術作中水處理,降低一次性投入和運行費用;利用沼氣等等。
按照國家綠色建筑評價標準預估,深圳體育新城安置小區有望達到三星級,項目的總投資為10億,其中綠色建筑增量成本為6150萬元,占總投資額的6.15%。2007年8月自住區部分已經封頂。
二、綠色建筑設計理念
設計階段真正體現綠色建筑本質的價值觀,將對項目的可持續發展起到決定性作用,也是以較小的成本代價最大限度控制能源消耗量的重要環節。建立綠色思維是進行綠色建筑設計的先決條件,綠色思維是以“創新為魂”、“平衡為本”的思維模式創新性地從事建筑設計活動(圖4)。其根本第一是創新,第二是平衡。創新將對綠色建筑設計的理論、方法、內涵產生一種革命性的沖擊——觀念更新、設計內涵增加、設計方法改變、甚至設計管理體系也會隨之變化,這部分變革是軟性的,因此一直沒有得到建筑師的足夠重視。綠色建筑的推行必然要應用新技術、新材料、新設備、新工藝,這些革新是硬性的,與投資造價密切相關,現今建筑師設計綠色建筑時往往視之為“良方”,而忽略了自身的主導作用。我們應該提高對軟性技術創新的關注度,這是建筑師的責任,也是以最少的資源代價獲取最大效益的關鍵控制點。
平衡是綠色設計的核心,包括縱向平衡和橫向平衡兩種。縱向平衡針對有全生命周期的項目,在設計階段就要充分考慮從建設到拆除的全過程,而不應停留于將房子建成的階段性任務。在橫向平衡中,綠色建筑設計中關于節地、節水、節能、節材、室內空氣品質、運行管理等方面,實際是受制于功能、造價、形式以及政治、經濟、氣候、人文管理等諸多因素的。所以綠色建筑一定是平衡各方面因素后產生的結果,建筑師不一定在每個要素上都作到最好、最精,但是應盡量使綜合成本、技術、環境、功能、性能、藝術等方面達到整體優化(圖5)。
創新、平衡之下的綠色建筑設計應提倡“精宜之道”。“精”指常規技術精細化,具體項目具體分析;分類、分級、分層思考技術策略;定性、定量驗證;從經驗中挖掘、提升常規技術的效能,減少資源的浪費。“宜”是四新技術應用適宜化,在風險管理意識下應用與項目定位匹配的四新技術。新技術應用一定會有風險,不能因“新”而盲目應用,也不能因為有風險就不用。科學的做法是:針對項目具體情況分析應用的模式和范圍,控制和化解風險。作到“精宜之道”需要工作模式的變革,比如集成化的工作模式、數字化的設計手段、科學化的邏輯判斷及持續化的效能驗證。其中集成化在精宜設計中最為關鍵,不僅是設計自身,而要從源頭開始,讓建設方、設計者、使用者共同參與。另一方面,資源節約和高效利用源于各學科的集成而不僅僅是應用一項技術或設備。比如應用高性能的鋼筋是節材措施,但建筑結構合理、降低含鋼量、少用鋼筋混凝土也是節約材料、降低造價,這更需要設計過程中的精細化,避免為戴“綠”,而進行技術“冷拼”或為“綠”而“綠”。
推進循環經濟已成為我國的發展戰略,綠色建筑是建筑領域循環經濟的具體表現之一,如何科學地將其實現,值得我們深思。我國的現實條件與面臨的問題都說明我們不能照搬發達國家的做法。我國是從農業經濟跨越到知識經濟時代的,特別是我們目前處于城市化進程的頂峰期、建筑設計和建造的時代,探求中國的綠色建筑如何在市場經濟環境下發展,建筑師不僅要關注高技術支撐下的實驗建筑和示范建筑,更要研究如何設計量大、面廣且低成本的綠色建筑。
1.2拓展了建筑材料的使用范圍綠色建筑設計對建筑材料提出了更高的要求,這就要求加快對建筑材料的研究力度,促使建筑材料研究技術的不斷發展,并且加速落后建筑材料的淘汰周期。綠色建筑設計要求建筑材料具有環保性質,因此傳統的以高能耗為特點的建筑材料必然要遭到淘汰,這就為新建筑材料的應用提供了發展機遇,比如保溫材料在剛推出之前,幾乎沒有市場,但是隨著綠色建筑設計理念的發展,推動了現代新型建筑材料的發展,從而帶動整合建筑行業的發展。
1.3提高了資源的使用率綠色建筑設計理念的實施對于資源使用而言具有重要的作用:首先綠色建筑設計提高了資源的使用率、無論是建筑施工材料還是建筑物的相關設備等都應用了具有可回收的建筑材料,避免了資源的浪費;其次綠色建筑設計實現了建筑功能的重復使用,以太陽能取暖設備為例,通過太陽能實現了資源的重復利用,避免了因為傳統的高能耗而造成的環境污染等問題,從而我國的環境治理做出應有的貢獻。
2推動工業建筑綠色設計的路徑分析
工業作為支撐國民經濟發展的產業,需要建筑設計工作者一定要本著“以人為本”的理念,將綠色建筑設計理念融入到工業廠房建設過程中,通過綠色設計可以促使工廠生產資源的優化配置,提高工廠職工工作環境,降低工業生產對環境的影響。
2.1工廠的整體環境設計工廠的整體設計是將工廠的發展規劃與工廠建筑的功能進行整合,并且充分考慮當地的氣候變化、人文因素、經濟發展水平以及社會風情等因素,對綠色建筑設計的方案進行可行性分析:①要將綠色設計理念融入到工廠建筑設計中,在工廠廠房設計過程中,一定要突破傳統的以重視生產等因素的落后設計理念,而是應該將綠色設計理念引入其中,實現工廠資源與當地資源、環境、人文等多方面的融合,比如在鋼廠廠房設計時,一定要充分考慮鋼廠企業生產的污染性,因此鋼廠廠房的設計要選擇偏離城市、處于下風口的地帶,并且要遠離具有豐富植被和林區的自然環境;②工廠廠房構建要具有集中性和開放性。工廠廠房的構建設計要從兩方面入手,一是如何降低建設成本、提高工廠的使用率,二是如何在有限的空間內實現工廠設備資源的共享。為滿足上述兩個要求,需要設計者要改變傳統的以線性空間布局的特點,采取動態的、空間式的設計理念,實現在有效的區域內實現工廠使用面積的最大化,并且通過空間的布局,對生產設備進行合理安排,從而提高工廠的生產效率;③注重廠房與周圍環境的融合,在現在企業管理模式下,企業員工對企業的要求也在不斷的提高,要求企業要不斷優化職工工作的環境,因此工廠設計者要以科學發展觀為指導,實現工廠與周期環境的融合,采取借景、組景、填景的方式實現工廠廠房環境的優化,給職工營造溫馨的工作環境。
2.2單體設計單體設計主要是針對廠房的層數而言的,一般來說單體廠房的數量比較多,也是企業中所普遍采取的建筑形式。對于單體廠房需要設計者重視對內部結構布局的設計,以此保證生產活動的順利實施:①對室內空間進行彈性設計。廠房不同于其它建筑物,因此在設計時一定要保證廠房空間具有彈性變化,也就是說廠房的空間大小可以根據工廠生產的要求而隨時變化,比如在辦公區域內,要根據辦公人員的多少而對辦公區域內的空間進行“大小”調整,對生產車間,則要考慮樓板的承重問題,同時也要在生產車間內預留出足夠的通道以便貨物的流通。②工廠外墻的節能設計。對于工廠單體建筑而言,其外墻的能源消耗要占到整個工廠廠房消耗的一半以上,因此在工廠廠房設計中要對外墻進行綠色環保設計:首先要使用具有綠色環保性能的空心磚砌筑工廠廠房外墻,同時在空心磚的外側使用保溫材料增強墻體的導熱性,以此提高廠房的保溫能力;二是根據當地的氣候環境等因素,加大對自然資源的使用,比如工廠廠房建設要使用自然資源實現對工廠廠房的溫度、濕度等控制,降低使用高能耗的資源;三是積極采用先進的復合型墻體,這種墻體可以起到保溫與防暑的作用。③對工廠廠房建筑智能設計。隨著現代技術的不斷發展,實現廠房設備的自動化是工廠廠房綠色設計的主要發展趨勢,也是互聯網與生產相結合的產物,實現工廠廠房的智能設計是降低人工勞動力,提高生產效率的主要措施。
2.3多層廠房設計為節約用地、降低企業的建設成本、滿足工業生產需要,多層廠房是現代企業發展中所普遍采取的一種建筑模式,根據多層廠房面積廣、結構多、高度大等特點,在綠色設計時應合理調配空間面積,充分利用廠房內的各個生產區域,以減少廠房面積的浪費。同時,必須設計相對應的空調系統,且準確地布置在廠房內部,以保持良好的通風、排氣效果。比如可設置適量的低窗,使之與高窗有機地結合在一起,從而突出進出口位置的高度差。此時熱空氣會上升,經高窗有效地排出室內,而涼爽、新鮮的空氣則由低洞口進入,即煙囪效應。
2.4建筑構造無論是哪一種建筑結構,其核心構造均是混凝土結構,現代工業建筑設計多數以混凝土結構為主,這也是綠色防腐設計方案需要考慮的重點問題。隨著混凝土配制技術的改進,綠色工業建筑可采用的防腐結構形式越來越多。鋼筋混凝土是比較常用的廠用建筑結構,設計人員需根據生產的要求合理選擇。
2綠色建筑設計理念下的室內設計
室內設計是集技術、藝術與科學為一體的綜合性學科,把綠色建筑設計的理念引入室內設計,需要室內設計師具有社會負責心,本著“以人為本”的原則,樹立科學的設計理念,從傳統室內設計向“綠色室內設計”轉變。主要從以下幾個方面入手。
2.1以室內空間環境的安全性為前提做設計室內設計首先要保證室內空間環境的安全性,要避免危及使用者的人身安全及正常的生態秩序。在保證室內構件安全的前提下,要重點關注室內空氣質量的安全性。控制室內空氣質量主要從以下兩點著手:(1)選擇安全、環保的建筑材料,確保建筑材料中有害物質含量符合國家強制性標準的要求;(2)避免過度裝修導致的空氣污染物濃度超標。環保的建筑材料也含有少量有害物質,所以在室內設計時,要進行室內環境質量預評價,根據設計方案和空間承載量、材料的使用量、室內新風量等因素,對室內空氣質量進行估算,確保甲醛、苯、氨、氡和TVOC五類空氣污染物,符合現行國家標準的規定。
2.2室內空間設計要以降低能耗為基礎,提高室內空間環境的保溫、減噪、自然通風及采光功能室內設計除了要滿足功能性及美觀的需求外,還要充分考慮室內空間建造及使用過程中的節能性。隨著人們對室內環境的舒適度要求提高,建筑的使用能耗隨之增大,為達到舒適度和節能的雙贏,以降低能耗為基礎,提高室內空間環境的保溫、通風、減噪等功能是非常必要。(1)做好建筑的保溫隔熱,既確保室內環境的熱舒適度,又可節能減排。保溫有外墻保溫和內墻保溫兩種方式。通常在設計功能性滿足的情況下,宜采用保溫、裝飾一體化的外墻裝飾材料做外墻保溫處理,可簡化施工程序、減少材料損耗,保溫隔熱效果好。對于室內溫差要求差異較大的房間宜采用內墻保溫隔離,另外不要忽視在頂棚和樓地面也要設置保溫層。(2)降低噪音污染,提高室內居住環境的質量。隨著城市越來越擁擠,噪聲污染問題日益嚴重,嚴重干擾人們的正常生活,控制室內噪聲水平,提高室內環境的質量,也是“綠色建筑”的要求之一。首先做好噪音污染的預控,做好室內的“動、靜”分區,減少相鄰空間的噪聲干擾以及外界噪聲對室內的影響。對于一些會產生噪音的設備用房或人流密集的場所,為減少噪聲干擾,在進行室內的頂棚、樓面、墻面和門窗的裝飾設計時,要兼顧吸聲與隔音效果,宜采用吸聲或隔音效果好的造型及建筑材料。對噪聲敏感的功能空間宜集中布置在遠離噪聲源的地方,不能避開噪聲源時應采用有效的隔聲減振措施。(3)保持室內良好的通風環境,提高入室新風的品質。注重入室新風“量”和“質”的統一。室內通風,一是開啟門窗通風;二是通過暖通空調系統設計進行氣流組織設計,但目前情況下,要完全消除空調設備的污染是很困難的,新風質量是不能保證的。為了確保室內新風的“質”,只能充分利用自然通風。在室內空間布局時,注意避免隔墻及固定家具的布置切斷室內通風路徑,固定裝修及家具等宜與風向平行布置,減少其對風的阻力;在不影響使用功能前提下,可采用鏤空隔斷減少對風的阻隔。當室內分區不利于空氣流通時,宜采用直排式排風扇等機械通風方式加強室內空氣流通,以減少對空調的依賴。(4)充分利用自然采光,創造優質光環境。為了充分利用自然采光照明,進深較大的公共建筑布局盡量不要遮擋采光面,可設置開敞辦公空間區域;對于有特殊私密性要求或封閉空間要求的功能區域,建議采用透光材料加百葉窗簾來營造私密空間,避免大范圍出現暗房間;難解決自然采光和通風的零星空間可做輔助用房。對于室內自然采光條件不好的大空間,可以采用反光板、散光板、采光擱板等設備將自然光反射到室內,再結合人工照明系統協同采光。實驗證明,采光擱板配合側窗能在一年中大多數時間提供充足(大于100lx)均勻的光照。另外,為提高室內自然光的散射,增強照度,室內的頂棚和墻壁的裝修材料反射比要高些,頂棚材料宜為0.70~0.80;墻面材料宜為0.50~0.60。除了加大自然光的利用,最好在電氣系統設計時能考慮安裝照度探測器及人體感應探測器等。實現“人來燈亮,人走燈滅”的節能效果,配合節能型光源及燈具的應用,照明耗能比同規模建筑可減少30%左右。
1)合理的基地選擇與場地規劃。建筑物不宜布置在山谷、洼地、溝底等凹形場地中,低洼處易形成“霜洞”效應;建筑組團的相對位置需合理布局,冬季可取得良好日照,夏季也可利用建筑陰影進行遮陽。
2)合理的建筑物朝向。建筑物的朝向除了采光要求外,還需注意采暖和通風的效果。冬季充分利用太陽能并防止冷風侵襲,夏季利用建筑陰影和空氣流動降低建筑物表面和內部溫度。
3)合理的日照間距設計。為保證前后兩排建筑之間的后排建筑在規定的時日獲得所需日照量,除滿足國家規范要求外,還需結合實際建立健全滿足本地市的建筑間距和日照間距規定。
4)設置防風屏障,減少熱損失。建筑組團中,將較高的建筑物背向冬季寒風,可減少寒風對低矮建筑的影響;建筑組團中,將建筑間距控制在1∶2的范圍內,可使后排建筑避開寒風的影響。
5)利用自然環境,調節微氣候。可利用已有的樹木、植被、水環境和有利地形,以改善建筑物周邊的氣溫、空氣濕度、風速、熱輻射。此外新型農村社區的選址,還需滿足以下要求:應充分考慮發展農業生產和改善農民生活相結合。伴隨著我國農業現代化的發展,農村的生產方式和農民的生活方式發生了改變,農村住宅和相應社區的建設也隨著發生變革。新農村規劃既要考慮快速改善農民生活的現實,又要認識到促進農業生產發展的長遠意義。應依據村落分布情況,提高土地的集約利用和農業生產的規模化。新型農村社區的選址需考慮建筑與公共交通系統的距離盡量短、盡量以已有老村落和合村并點前的大村為建設場地、根據當地氣候條件和地理環境盡量選擇便于利用自然資源的地段,選擇生態安全區域進行建設,避免選擇生態敏感區域。要堅持人與自然和諧,盡量保留村莊的歷史風貌,保護生態環境,突出地方特色和農村特色。西焦新村在工程建設前,對原村民戶數、宅基地數量、基礎設施建設情況、公共服務設施配套情況進行了基礎性的調查,為下一步再分析、再規劃奠定條件;由于棗莊市的煤炭開采已有百年的歷史,區域內分布著大量的采空區和塌陷區,部分村莊建于其上,雖然塌陷區沉降已基本穩定但工程地質條件較差,從抗震角度分析,多屬不宜建設用地。因此,針對棗莊市的實際情況,在上述區域內的建設工程,進行地震安全性評價,并依據評價結果確定抗震設防要求。在規劃前進行深入的地形地質勘察,然后進行村鎮規劃、場地設計,有效規避本區域內潛在影響的地震烈度區、煤礦壓煤區,營造了安全的環境空間。基于以上調研分析,西焦新村建設工程在鎮駐地西側、滕濱旅游專用線與濟微路交匯處選定新村址,新建16棟多層住宅樓,社區配套工程有老年公寓、衛生室、幼兒園、文化廣場等,基礎配套設施道路、水、電、網絡等。工程規劃占地5.8萬m2,總建筑面積5萬m2,規劃后的新村節約集約土地面積110余畝。合村并點后,整合了環境、土地、資源,有效改善了農民的生活質量和環境,提高了土地的集約利用和農業生產的規模化、機械化,促進了本域內煤炭產業的可持續發展。
6)西焦新村規劃總平面圖分析。
a.總平面布局。總平面布置首先考慮了建筑的實際使用功能。布局上從北往南的功能分布依次為村民住宅區、老年公寓、衛生室、幼兒園、社區超市。住宅區由16幢多層建筑組成,通過布局形成圍合的組團,把綠化帶、水系置于其中,低密度的建筑和中心景觀無縫拼接,提供休閑的生活環境,衛生室、幼兒園置于中心景觀帶。老年公寓、社區超市置于次入口處,另設大型景觀噴池、綠蔭停車場,進行空間分割,有序而又巧妙的布置了竹園及梅園,錯落有致,層次鮮明,豐富了地塊內的景觀。
b.交通組織。根據整體規劃考慮,將場地主入口設在主要道路上。建筑物四周均設道路環繞可作為消防車道使用,各區域內部設計有步行流線,達到部分人車分流模式,并考慮無障礙設計。
c.建筑與綠化景觀。建筑群在地塊中有序的排布,景觀設計結合建筑群落的排布和風格,充分利用已有河道的水環境優勢、在主入口處放大景觀節點、建筑樓間做葡萄架環繞,設計的綠化帶既美化社區環境又改變建筑群的微氣候。
2技術設計,優化建筑節能
新型農村社區綠色建筑設計不是簡單的綠化建筑、不是城市建筑的翻版、不是單調的“千村一面”,而是從合理的建筑平面設計、適宜的建筑體型設計、熱工性能良好的圍護結構設計上把握,并走有地方特色的綠色建筑設計之路,達到節能的目的。
2.1合理的門窗設計
在建筑圍護結構總能耗當中,建筑門窗的能耗占其50%。門窗為建筑物保溫性能最薄弱的部位,因此提高門窗的保溫性能是保證建筑物節能的重要途徑。
1)增加窗戶的氣密性。為減少對流熱量傳遞,門窗的密封性能良好,在建筑節能設計標準中,門窗的這種性能是通過氣密性能來表示的。另外,建筑物的換氣功能不應靠門窗的縫隙來滿足,而應依靠可控制的建筑構造和門窗的換氣結構來實現。
2)減少傳熱量。為減少熱量通過熱傳導傳遞,門窗材料應選用低導熱系數的材料,在建筑節能設計標準中,門窗的這種性能是通過傳熱系數來表示的。K值用來衡量窗戶的傳熱系數,K值越小則傳熱越小。從改善K值和抗冷凝能力看,主要采用低輻射玻璃、惰性氣體和中空玻璃的暖邊技術,以及低傳熱系數的窗框材料。
3)設置建筑遮陽構件。為減少熱輻射傳遞,需門窗具有較好的遮陽功能,在建筑節能設計標準中,門窗的這種性能通過遮陽系數來表示。設置建筑遮陽構件時,水平遮陽板兩端出挑和垂直遮陽板上端出挑對遮陽系數的影響明顯,出挑長度越大,遮陽效果越好。也需根據建筑立面效果,確定合理的外挑長度。
4)控制各立面的窗墻面積比,避免不利形式。窗墻面積比反映房間開窗面積的大小,從降低建筑能耗的角度出發,必須限制窗墻面積比。飄窗、落地窗美觀精致,但是飄窗是隔熱保暖的大忌,其采暖和空調能耗大,北向臥室、起居室都不應當設置飄窗,否則冬季易出現結露、淌水、長霉等問題,影響房間的正常使用。另外冬季房間中窗戶的溫度最低,下降氣流大多集中在這周圍,如果在窗下安裝大小合適的散熱器,可以阻止冷輻射及冷空氣環流,因此落地窗宜少開。
5)在建筑的主要出入口設置門斗。寒冷地區建筑物不宜設置開敞的樓梯間和外廊,其出入口宜設起分隔、擋風、御寒等作用的門斗。
2.2外墻外保溫隔熱設計
外墻外保溫相對于內保溫的優點有:
1)適用范圍廣;
2)保護主體結構,延長建筑物的壽命;
3)基本消除了“熱(冷)橋”的影響;
4)有利于室溫保持穩定;
5)使墻體潮濕情況得到改善;
6)有利于提高墻體的防水和氣密性;
7)便于舊建筑物進行節能改造;
8)可減少保溫材料用量;
9)增加房屋的使用面積。
2.3屋面保溫隔熱設計
普通屋頂處的溫差傳熱耗熱量較大,夏季室外熱量傳入室內較多,冬季室內熱量向外流失較多。為使屋頂有明顯的隔熱作用,降低熱島效應,需注意以下方面:
1)建筑設計達到通風采光要求;
2)屋面采用遮陽構件;
3)考慮倒置式屋面構造形式;
4)屋面保溫層不宜選擇松散密度較大、吸水率大、導熱系數較高的保溫材料;
5)對屋頂進行綠化。
2.4太陽能的運用
1)太陽能熱水器。多層住宅建筑能滿足屋頂太陽能集熱板空間要求,適合大面積推廣應用。高層住宅建筑由于屋頂太陽能集熱板可容納空間小,難以支持高層所有住戶,而集熱板壁掛式技術不成熟,存在安全隱患。
2)公共區域太陽能照明。采用太陽能光伏照明技術,以太陽能光電轉換提供電能,供庭院燈、草坪燈、樓道燈等進行照明。
1.1.1環保性原則
在我國當前社會發展形勢下,人們的環保意識不斷增強,建筑作為一個高污染的行業,在面向全生命周期的綠色建筑設計中,就必需考慮到環保性原則,環境是綠色建筑的基礎,只有充分考慮到環境的協調性,采取有效的節能技術,將生態、環保等問題緊密的集合起來,從而減少建筑的能耗,提高資源的利用效率,降低環境的污染程度。
1.1.2合理性原則
建筑材料巨大的資源消耗在對施工中合理性提出要求的同時,也對建筑設計提出了合理性的要求,使建筑設計在經濟條件的制約下進行。建筑方案及施工圖應通過有效的設計方法,在建筑的總體布局、空間組合、使用功能和技術選擇等方面進行優化設計,以有限的經濟條件達到建筑的建設要求,或在限定的經濟條件下創造出較多的使用價值。因此,全面地分析建筑消耗、合理平衡建設成本和消費成本是提高建筑合理性的關鍵。另外,還要從現實經濟條件出發,對技術設置進行恰當的選擇,有機協調建筑諸要素,提高綜合效益。
1.1.3適用性原則
工程建筑的目的就是為了滿足當代社會發展的需要,隨著人們生活方式以及審美觀念的轉變,人們對建筑性能的要求也在不斷的發生變化。在面向全壽命周期的綠色建筑設計中,適用性原則是設計的根本出發點,只有認識到建筑設計目的的重要性,才能設計出更好的建筑產品。
1.2設計目標的確認
在我國當代社會發展形勢下,環境、資源等問題越來越突出,而建筑行業作為一個能耗高、污染重、浪費大的行業,發展綠色建筑已成為我國當前建筑行業發展的重中之重。為此,在綠色建筑設計中,就必須明確目標,面向全壽命周期,秉著節約、環保、綠色的理念,根據建筑功能的需求制定相應的目標,從而為建筑設計指明方向。
1.3建筑材料的選擇
建筑材料是建筑工程的基礎,然而在我國當前工程建設過程中,建筑材料存在著浪費大、利用不合理的現象,為此在面向全壽命周期的綠色建筑設計中,必須針對實際工程,科學、合理的計算出建筑工程中所需要的建筑材料,全面比較,做到整體上擇優而用,提高建筑材料的利用率和回收率,從而實現建筑的可持續發展。
1.4建筑后期設計
在我國當前建筑工程中,建筑功能、建筑技術以及設備的選擇對全壽命周期的成本都有著重要的影響。為此在綠色建筑設計中,為了更好的保障建筑使用性能,確保建筑使用壽命,就必須充分考慮到影響建筑全壽命周期的因素,遵循設計原則,選擇先進的技術和設備,一座易于改造的建筑才會擁有更長的使用壽命和更高的使用效益。只有將先進的技術與裝備都應用到實際的操作中去,才能更好的滿足社會發展的需求。
2)項目地址:本項目地塊周邊均有城市道路環繞,交通便利。
3)項目概況:本項目建設用地100000m2,小區地上布置13棟18層高層住宅樓,1棟16層高層住宅樓,2棟17層高層住宅樓,地塊西側和南側布置兩層沿街商業等配套公建,地下建筑規劃為地下停車庫、設備用房,消防設施及配套人防工程。
4)本項目綠色建筑建設目標是達到標準。
2技術措施
2.1節地與室外環境
1)按照××市××新區修建性詳細規劃,本項目周邊范圍為住宅區和市武裝部、公安部、第四中學及××集團,缺少配套商業服務設施,因此本小區在經十路和南側規劃路沿街一側設置兩層商業服務設施,建成后可以綜合服務周邊18.84ha、六個地塊的居民,與周邊地區的已有的公共設施協調互補。
2)根據GB3096-2008聲環境質量標準,居住、文化教育、商業辦公區為聲環境1類區,商業或者居住、商業混雜區為聲環境2類區,緯二路、緯一路、規劃四路、經十路、經十一路等道路兩側為聲環境4類區。在小區周邊設置禁鳴路段,通過路網和交通組織優化,控制交通量,抑制噪聲源。結合道路綠化,采用側枝發達、枝葉茂密的常綠植物喬灌草組合配置構成綠色長廊,形成道路綠色聲屏障。在步行道和建筑之間再配以喬、灌、草結合的植物群落,逐級削減噪聲。
3)在本小區建筑布局上,主要采用南北向行列式布局,并保持適當的建筑間距,用以加強夏季的自然通風。并通過建筑外墻、植物防風帶等擋風措施來阻隔冬季冷風。
4)在綠化植物選擇上,大力推廣使用鄉土樹種,綠化建設以適于本地生長的樹種為主,加強本地植物利用,本地植物比例不低于80%。小區綠化植物必須同時滿足:鄉土物種種類占綠化物種種類比例≥70%;鄉土物種種植面積占綠化種植面積比例≥70%。
5)透水地面一般分為自然的地面、公共綠地面積、綠化和鏤空面積≥40%的鏤空鋪地。在本小區綠地率為42%,同時采用鏤空面積≥40%的植草磚,并設置透水墊層,如礫石、砂、砂礫料或其組合。
2.2節能與能源利用
1)本小區建筑體形規整,均為南北朝向,樓距符合日照要求,建筑體型系數、窗墻比滿足節能要求,住宅前后無遮擋,各戶型自然型采光效果良好。東西向的窗戶設外卷簾或百葉窗遮陽裝置。
2)本小區在公共部位的照明采用了高效光源和燈具,具體措施包括:地下室采用T5節能燈,直管式熒光燈采用電子鎮流器;電梯間采用光感聲控開關控制,樓梯間采用紅外線感應開關控制。使用太陽能路燈系統,并使用LED燈作為光源,并由智能化充放電控制器控制。在自然采光的公共場所和部位(如樓梯),為照明系統配置定時或光電控制設施。
2.3節水與水資源利用
1)本小區采用在建筑附近設下凹式綠地,采用:屋面雨水→下凹式綠地→植被淺溝→收集利用或排放的方式;同時小區停車位和部分路面采用植草磚等透水鋪裝材質,公共活動場地、人行道鋪地材質選用多孔性材質,提高雨水入滲率;采用滲透管或穿孔管用于雨水排放,使其兼具滲透、排放雙重作用;同時采用蓄水池增加滲透量,可作為景觀用水。透水地面應設透水面層、找平層和透水墊層。透水面層可采用透水混凝土、透水面磚、草坪磚等;透水墊層可采用無砂混凝土、礫石或砂、砂礫料。
2)非傳統水源利用應優先綠化用水,當保證綠化用水后有富余時,尚可用于洗車、沖洗道路、沖洗垃圾間等對水質要求不高的用水項目。本項目將屋面、地表作為雨水收集面,在綠地中設置適量的雨水收集池及滲透管,并設置二元供水系統(即自來水及雨水分別使用之管線)。處理工藝流程:雨水→初期棄流裝置→貯水池→過濾→消毒→清水池→綠化、澆灑。
3)規劃范圍再生水水源為××市污水處理廠再生水,其供水水量及水質均滿足區內再生水需求。現狀沿緯二路設一根DN300再生水管,沿區內經十路、經十一路敷設DN150mm市政再生水管,枝狀供水,并加強與周邊地區再生水管的溝通。各地塊分別從市政再生水管上接管。依托片區內部綠化帶及主次路網布設中水管網系統,綠化帶內管頂覆土按0.3m~0.5m,路段上管頂覆土按0.7m~1.0m控制。用作沖廁以及綠化、景觀、道路澆灑、洗車等。
2.4節材與材料資源利用
1)本項目中使用和施工現場相距較近的工廠生產的建筑材料約占總材料總重的70%。
2)本工程住宅多數為18層,8度(0.20g),建筑結構形式為剪力墻,采用工廠預制混凝土。
3)本工程全部采用C30~C50混凝土、HRB400級鋼筋。
2.5室內環境質量
1)窗戶是溝通室內和室外空間的橋梁,除此之外,它還兼具有自然通風和自然采光的作用,良好的視野、通風、采光有利于住戶保持身體健康、心情舒暢。本小區住宅均為兩個單元、三個單元相拼,前后兩棟住宅樓間距在40m以上,在空間上,設計師最大限度地使不同棟樓之間住戶在前后左右視線上的相互干擾,每兩棟住宅之間的水平視線距離都大于18m,完全滿足視線要求。衛生間開設外窗有利于污濁空氣的排放,在一個戶型有≥2個衛生間的前提下,實現了至少有一個衛生間開有窗戶,方便自然通風。
2)本小區在設計和建造過程中,將嚴格按照山西省的節能圖集對外墻、屋頂、樓板及特殊的熱橋部位進行計算。
3)本小區將嚴格按照當地節能規范,對屋頂和外墻、樓板等節點進行節能設計。
2.6運營管理
1)本小區在設計初期,重點考慮垃圾站的位置,垃圾站的建設要和住宅同時規劃、同時設計、同時施工、同時交付。垃圾站內應設置中水沖洗和排水設施,存放的垃圾分類、分區,及時清運,防止污染環境。
2)按照小區的實際使用情況,本小區將根據CT174居住區智能化系統配置與技術要求的相關要求,本小區將設置:閉路電視監視子系統;電子巡更子系統;可視對講及遠程控制開鎖子系統;家庭自動報警及緊急呼叫子系統;防火、防煤氣泄露子系統;三表遠距離自動抄表子系統;給排水、變配電集中監控子系統;物業計算機網絡管理子系統。
3)本小區嚴格要求采用無公害的病蟲害防治技術,推廣生物、仿生物制劑等新技術的應用,規范使用化學肥料、農藥等對生活有不良影響化學產品的使用,堅持生物防治和化學防治兩者的結合。
2綠色建筑設計理念下的室內設計
室內設計是集技術、藝術與科學為一體的綜合性學科,把綠色建筑設計的理念引入室內設計,需要室內設計師具有社會負責心,本著“以人為本”的原則,樹立科學的設計理念,從傳統室內設計向“綠色室內設計”轉變。主要從以下幾個方面入手。
2.1以室內空間環境的安全性為前提做設計
室內設計首先要保證室內空間環境的安全性,要避免危及使用者的人身安全及正常的生態秩序。在保證室內構件安全的前提下,要重點關注室內空氣質量的安全性。控制室內空氣質量主要從以下兩點著手:
(1)選擇安全、環保的建筑材料,確保建筑材料中有害物質含量符合國家強制性標準的要求;
(2)避免過度裝修導致的空氣污染物濃度超標。環保的建筑材料也含有少量有害物質,所以在室內設計時,要進行室內環境質量預評價,根據設計方案和空間承載量、材料的使用量、室內新風量等因素,對室內空氣質量進行估算,確保甲醛、苯、氨、氡和TVOC五類空氣污染物,符合現行國家標準的規定。
2.2室內空間設計要以降低能耗為基礎,提高室內空間環境的保溫、減噪、自然通風及采光功能
室內設計除了要滿足功能性及美觀的需求外,還要充分考慮室內空間建造及使用過程中的節能性。隨著人們對室內環境的舒適度要求提高,建筑的使用能耗隨之增大,為達到舒適度和節能的雙贏,以降低能耗為基礎,提高室內空間環境的保溫、通風、減噪等功能是非常必要。
(1)做好建筑的保溫隔熱,既確保室內環境的熱舒適度,又可節能減排。保溫有外墻保溫和內墻保溫兩種方式。通常在設計功能性滿足的情況下,宜采用保溫、裝飾一體化的外墻裝飾材料做外墻保溫處理,可簡化施工程序、減少材料損耗,保溫隔熱效果好。對于室內溫差要求差異較大的房間宜采用內墻保溫隔離,另外不要忽視在頂棚和樓地面也要設置保溫層。
(2)降低噪音污染,提高室內居住環境的質量。隨著城市越來越擁擠,噪聲污染問題日益嚴重,嚴重干擾人們的正常生活,控制室內噪聲水平,提高室內環境的質量,也是“綠色建筑”的要求之一。首先做好噪音污染的預控,做好室內的“動、靜”分區,減少相鄰空間的噪聲干擾以及外界噪聲對室內的影響。對于一些會產生噪音的設備用房或人流密集的場所,為減少噪聲干擾,在進行室內的頂棚、樓面、墻面和門窗的裝飾設計時,要兼顧吸聲與隔音效果,宜采用吸聲或隔音效果好的造型及建筑材料。對噪聲敏感的功能空間宜集中布置在遠離噪聲源的地方,不能避開噪聲源時應采用有效的隔聲減振措施。
(3)保持室內良好的通風環境,提高入室新風的品質。注重入室新風“量”和“質”的統一。室內通風,一是開啟門窗通風;二是通過暖通空調系統設計進行氣流組織設計,但目前情況下,要完全消除空調設備的污染是很困難的,新風質量是不能保證的。為了確保室內新風的“質”,只能充分利用自然通風。在室內空間布局時,注意避免隔墻及固定家具的布置切斷室內通風路徑,固定裝修及家具等宜與風向平行布置,減少其對風的阻力;在不影響使用功能前提下,可采用鏤空隔斷減少對風的阻隔。當室內分區不利于空氣流通時,宜采用直排式排風扇等機械通風方式加強室內空氣流通,以減少對空調的依賴。
(4)充分利用自然采光,創造優質光環境。為了充分利用自然采光照明,進深較大的公共建筑布局盡量不要遮擋采光面,可設置開敞辦公空間區域;對于有特殊私密性要求或封閉空間要求的功能區域,建議采用透光材料加百葉窗簾來營造私密空間,避免大范圍出現暗房間;難解決自然采光和通風的零星空間可做輔助用房。對于室內自然采光條件不好的大空間,可以采用反光板、散光板、采光擱板等設備將自然光反射到室內,再結合人工照明系統協同采光。實驗證明,采光擱板配合側窗能在一年中大多數時間提供充足(大于100lx)均勻的光照。另外,為提高室內自然光的散射,增強照度,室內的頂棚和墻壁的裝修材料反射比要高些,頂棚材料宜為0.70~0.80;墻面材料宜為0.50~0.60。除了加大自然光的利用,最好在電氣系統設計時能考慮安裝照度探測器及人體感應探測器等。實現“人來燈亮,人走燈滅”的節能效果,配合節能型光源及燈具的應用,照明耗能比同規模建筑可減少30%左右。
2.3室內設計以簡約為主線,去除一切“無病”的裝飾性構件
著名建筑師弗蘭克•勞埃德•賴特認為:住宅不是陳列品,也不是地位的象征,而是審美和功能統一的環境。因是利益的驅使,室內設計普遍存在“過度裝飾”的現象,過量的純裝飾性構件,不僅占用了室內空間,加重室內空氣污染,還多消耗了資源。優秀的室內設計師必須具備強烈的社會責任心,本著“以人為本”的原則,樹立科學的設計理念,通過功能和裝飾一體的構件來美化、改造空間。在室內設計時,不以審美需要而降低圍護結構的隔聲、隔熱及防水性能,不影響室內的自然采光及通風,以節能環保為依托,倡導簡約的設計風格。
2.4建筑材料及構件的選用要兼顧“綠色、環保、節能”
建筑材料的選用應遵循綠色、環保、新型、節能、經濟、適用、耐久的原則。除了注重建筑材料的質量、外觀及有害物質含量之外,還要注意以下幾個各方面的選用要求:(1)為了提高室內空間環境的安全及舒適性,在選用功能性建筑材料時,建議采用對人體健康有利的新型材料,如:具有抗菌、防霉、除臭、隔熱、防射線等多功能新型建筑材料,達到改善室內環境目的。(2)優先選用本地建筑材料及構件。既可節約運輸成本,減少運輸對環境的污染,易于融入當地的自然、人文景觀中。專家建議60%的建筑材料要來自于距離工地500km以內地方。(3)優先選用工業化、集成化高的建筑材料及構件。減少施工現場材料及構件加工的比例,工廠批量化加工可以提高材料的利用率,減少現場加工造成的粉塵、噪音等對環境的污染。如廚房的設計和安裝,基本都是櫥柜廠里按尺寸加工好,到現場直接安裝,工時短,工業化的機械生產,櫥柜的質量也更有保證,值得在其他空間設計中借鑒推廣。(4)優先選用再生性建筑材料。再生天然材料及其制品的應用一定程度上可節約不可再生資源,對環境保護起著積極的作用。(5)多選用自然環境下易降解的材料、可循環再利用的材料及以廢棄物為原料生產的建筑材料。在“綠色建筑”的評價標準里規定了:“以廢棄物為原料生產的建筑材料質量占同類建筑材料總質量的比例不小于30%,且其中廢棄物的摻量不低于30%。”
2綠色策略的設計要點
在僧多粥少的時代,人類要在越來越少的有限資源下謀求長期的生存與發展,就必須把綠色環保理念滲透到日常生產生活的各個領域中去,建筑業也不例外。隨著國民經濟穩步持續發展,建筑設施越來越完善,各種科學技術的興起與發展,人們對建筑物的外在形態與內部構造都提出了越來越多的要求,而且這些要求還呈現出了一個日趨多樣化的發展趨勢。目前我國境內超過200米以上的超高層建筑越來越多,在城市建筑中占有很大比重,縱觀這些建筑,我們可以看出,超高層建筑與傳統建筑在結構結構形式上有著不同之處,它的特殊性表現在整體高度非常大。針對這樣整體高度很大的建筑來講,設計時要考慮的因素就比一般建筑要多得多,區別也很大,下面我們從空間組織和頂部的設計兩方面來討論超高層建筑設計與一般建筑設計的區別。
2.1空間組織
超高層建筑對現代城市的發展,有著非同一般的標志性意義,從某方面講,它甚至可以代表著一個城市的發展水平高下。因此,超高層建筑的外觀造型設計往往受到城市規劃者的高度注重。在超高層建筑設計中,為了體現其綠色理念,達到環保節能的特殊效果,一般超高層建筑在外觀上都不會采用玻璃墻,減少由于玻璃反射對城市造成的光污,同時可以起到減少高壓風帶和風口的作用,具有很直接的環保意義。成功且獨特的建筑設計應該是突出人與環境之間的關系。如在建筑物主入口處設置一下地下式廣場,與地下超市連通,這樣可以有效的將地上空間引入地下,擴大了空間面積。在為公眾提供一個寬敞舒適的生活工作環境的基礎上,也能為枯燥呆硬的建筑起到軟化與點綴的作用,增加情趣,建筑外形特征更加突出。
2.2頂部設計要求
超高層建筑頂部是構成城市天際線的重要因素之一,造型獨特的頂部設計對超高層建筑的整體形象起著畫龍點睛的作用,并成為林立在建筑群中區別于其他建筑的一個重要標志。運用”隱蔽”的手法:采用高高的女兒墻.精巧的屋頂,半透明的建筑材料將頂部的功能用房隱藏起來。頂部條紋在材料、色彩上和中段相呼應。主樓的平面呈切邊三角形,為不等邊六角形,頂部則收縮為三角形。若在頂部設置一個空中會所,集休閑、娛樂、餐飲于一體,這就達到節能、綠色、環保的目的。
3結構體系
超高層建筑高聳挺拔,但對結構設計無疑是個不小的挑戰,地震作用是決定選擇其結構體系的關鍵。顯著提高工作和生活效率:超高層建筑將工作和生活設施適當集中,一般性工作和生活問題在建筑內部即可解決,極大地方便了人們工作和生活。根據超高層建筑結構的復雜程度和不規則性,確定結構抗震性能化設計的合理性能目標,采用彈性、彈塑性的方法進行分析,對結構不同部位采取不同的加強措施。
4建筑節能多元化
超高層建筑由于其特殊的結構與規模,與一般建筑在能耗上有很大出入,而且要研究它,還要綜合考慮多方面的因素。在建筑設計中,單體設計與構造布局是節能的關鍵,在超高層建筑的設計中如何在這兩方面合理合理的開發利用能源,選擇耗能最低的方案進行設計,是一個亟待解決的問題。超高層建筑的能耗為一般建筑的數倍,這是個綜合性的課題。包括:新能源的開發和應用,選擇低能耗的設備,智能化的管理,有效利用自然資源和管理資源,使建筑和設備方面的壽命成本最小,減少污染并達到可持續發展。
1何謂綠色建筑體系
綠色建筑體系是基于生態系統良性循環原則,以“綠色”經濟為基礎,“綠色”社會為內涵,“綠色”技術為支撐,“綠色”環境為標志建立的一種新型建筑體系。在研究上,它將自然、人和人造物納入統一研究視野,不僅研究人的生活、生產和人造物的形態,而且也研究人賴以生存的自然發展規律,研究人、自然與建筑的相互關系。在目標上,它追求人(生產和生活)、建筑和自然三者的協調和平衡發展。在方法上,它主張“設計追隨自然”。在技術上,它提倡應用可促進生態系統良性循環、不污染環境、高效、節能和節水的建筑技術。綠色建筑所代表的是高效率、環境好而又可持續發展的建筑,自身適應地方生態而又不破壞地方生態的建筑。它所尋求的是一種可持續發展的建筑模式。綠色建筑要賦予建筑以生命。它是一個能積極地與環境相互作用的、智能型的、可調節的系統。
2綠色建筑的能源觀———節能與環境
現代建筑是一種過分依賴有限能源的建筑。能源對于那些大量使用人工照明和機械空調的建筑意味著生命,而高能耗、低效率的建筑,不僅是導致能源緊張的重要因素,并且是使之成為制造大氣污染的元兇。據統計,全球能量的50%消耗于建筑的建造和使用過程。為了減少對不可再生資源的消耗,綠色建筑主張調整或改變現行的設計觀念和方式,使建筑由高能耗方式向低能耗方向轉化,依靠節能技術,提高能源使用效率以及開發新能源,使建筑逐步擺脫對傳統能源的過分依賴,實現一定程度上能源使用的自給自足。日本有關學者研究得出:在環境總體污染中與建筑業有關的環境污染占比例為34%,包括空氣污染、光污染、電磁污染等。而生態環境保護是綠色建筑的追求。因此,綠色建筑設計必須深入到整個建筑生命周期中考察、評估建筑能耗狀況及其對環境的影響,建立全面能源觀。首先必須注重研制、優化保溫材料與構造,提高建筑熱環境性能。如在建筑物的內外表面或外層結構的空氣層中,采用高效熱發射材料,可將大部分紅外射線反射回去,從而對建筑物起保溫隔熱作用。目前,美國已開展大規模生產熱反射膜,主要用于建筑節能。此外,還可運用高效節能玻璃,硅氣凝膠———新型節能墻材,以提高節能效率;其次,研制再生能源(如太陽能、核能、風力、水力)的收集,儲存裝置和熱回收裝置。太陽能是一種最豐富,便捷,無污染的綠色能源,近年來在我國的天津、北京、甘肅、河北等省市建立了17座被動式太陽能恒溫式住宅,以建筑物本身為太陽能收集器,從而達到屋內取暖制冷的目的。
3綠色建筑的設計觀———建筑與氣候
現代經濟的發展和科學技術的進步,使得人類可以用機械空調來改善生活和工作環境,這自然是人類的幸運,但這種違背氣候環境的高能耗建筑使我們付出了巨大的經濟和能源代價,同時增加了生態環境的污染,也在很大程度上使居者與自然環境人為地分離。為了克服現行建筑模式對人的負面影響,綠色建筑注重地區氣候與建筑的關系,并將考慮地方氣候特點的設計作為綠色建筑的一項基本方法,這是一種按人體的舒適要求和氣候條件來進行建筑設計的系統方法,即根據當地氣候特征,運用建筑物理的原理,合理組織各種建筑因素。事實上,人類對于環境的舒適、健康需求,常常無需現行空調設備也能得到滿足,如:我國陜北的窯洞在-20℃左右的氣候下,其室內被大地包圍著,仍保持著15℃上下的舒適室溫;還有西雙版納干闌住宅在酷熱的氣候中,仍可在室內創造出蔭涼的空間。因此,以綠色建筑的設計觀來看,大自然是主要的供給者,而輔助設備系統屬于其次。因而大部分的照明可以由太陽光提供,制冷由流動的空氣產生,采暖可以從人體以及辦公設備中獲得通過其他自然方式補充:太陽加熱,以風壓和太陽浮力產生自然通風,以水的蒸發產生制冷。考慮地方氣候特點的設計是一種可以在任何技術層次上使用的方法,因為,在綠色建筑中氣候所包含的各種因素是當作資源來考慮的,充分利用氣候資源,提高氣候資源利用率,是考慮地方氣候特點的設計的本質。如果將其原理與未來智能技術、信息技術、控制技術以及其他節能技術結合在一起,就會構成豐富多彩的綠色建筑前景。
4綠色建筑的技術觀———技術與形式
綠色建筑是一個能積極地與環境相互作用的、智能的、可調節系統。因此,它要求建筑外層的材料和結構,一方面作為能源轉換的界面,需要收集、轉換自然能源,并且防止能源的流失;另一方面,外層必須具備調節氣候的能力,以消除、減緩、甚至改變氣候的波動,使室內氣候趨于穩定,而實現這一理想,在很大程度上必須有賴于未來高技術在建筑中的廣泛運用。首先,環保節能型材料是綠色建筑所必須的,必須對現有建材和技術進行環保、節能評估,提出技術改良、更新措施,使之符合環保、節能的要求。隨著信息技術、自動化技術、新能源技術、新材料技術日益走向成熟,在綠色建筑中這些高技術將得到廣泛的運用:如建筑結構有可能引入有機體的原理,在混凝土中埋設光導纖維,可以經常地監視構件在荷載作用下的受力狀況,自我修復混凝土可得到實際應用。建筑物表面材料,通過多功能的組織進行呼吸,可凈化建筑物內部的空氣,并降低溫度,形狀記憶合金材料可用于百頁窗的調整或空調系統風口的開閉,自動調節太陽光亮,建筑物表面的太陽能電池,可提供采暖和照明所需要的能源,無論使用何種技術,綠色建筑總是立足于對資源的節約(reduce)、再利用(reuse)、循環生產(recycle)等幾個方面。其次,綠色建筑的形式必須利于能源的收集,建筑的外層將不再是“內部”與“外部”的分界線,而將逐步成為一種具有多種功能的界面。綠色建筑的材料和形式將是多樣的,尤其是外層材料將是高度綜合、高效多功能的,而且,隨著高新技術的發展,建筑行業將最大限度地吸收各種先進技術,創造一種能更加適合人類生活的、與大自然高度和諧的高科技建筑環境。
綠色建筑是一個新興的、動態的和發展中的概念,它隨著技術與社會的進步而逐步充實其意義。可以預言,綠色建筑將成為人類運用科技手段尋求與自然和諧共存,持續發展的理想建筑模式。目前,綠色建筑意識已在許多國家引起重視。荷蘭住房計劃強調使用無污染建材;瑞典一家最大的住宅銀行于1995年初宣布,只向綠色建筑貸款。
美國的“生物圈二號”示范區研究;瑞典的“生態循環城”計劃;由意大利著名建筑師亞得里奧洛。特理姆鮑里主持,歐洲各國專家共同參與設計,采用多種高新技術,號稱“全球第一家生態村”的圣。喬密爾村已在西班牙伊維沙島實施。位于美國俄亥俄州東北的OBERLIN學院最近推出一項耗資500萬美元的環保建筑設計,它所需能源之一半是由曲線形屋頂上板狀太陽能光敏發電設備供應,板的傾角可自動追蹤太陽行跡;另一部分屋頂則為綠化所覆蓋,具有迅速吸納太陽能、緩和雨水排放流速的特點,是理想的自然隔聲、絕熱層。同時具有供應物和消耗物持衡、食物和廢棄物等量、生活和設施體系的生成品均安全分解、拆卸處置、回收再使用的特征。今天,綠色建筑體系已經廣泛地滲透到建筑設計中的許多方面,建筑師將在現代社會中創造一種“回歸自然”的建筑形式,遵循建筑與自然生態環境相協調,設計出與自然、人、社會融為一體的人類生活空間。但是,按照歐洲國家的經驗,在經濟方面,綠色建筑需要更多前期費用,而利益回收速度又相對緩慢的一類項目。更主要的是,用于綠色建筑體系方面投資所帶來的回報最終并不一定能夠裝進開發商的口袋,而多由使用者和社會所分享。即使這樣,一般也須若干年以后才會見到節約資源的價值開始大于用于生態方面投資的價值。這些都有可能使決策者與開發商望而卻步,或者覺得力不從心。似乎這已成為一種規律,即如果一種新的思想或技術所產生的短期效益(如投資回報比)并不明顯高于傳統思想或技術的效益,那么即使它會有更好的長期效益(如低廉的建筑管理與維修費用,長壽命、節約資源等)也很難為人們所接受。在建筑、城市以及社會各方面的任何變革都有可能出現這類問題,特別在我國社會逐步進入市場經濟體制的今天,它已成為社會的一道門檻。要解決這一問題,就應當在可持續發展原則基礎上建立一套新的價值觀和行為規范。如:使采用節能設備與材料、無公害材料及各種節約資源的措施成為設計中的必須。并通過政府在立法、稅收等方面的政策調整,加強綠色建筑在經濟上的可行性、特別在開始階段,如果沒有一套良好的經濟、社會和道德方面的激勵體制用以補償開發商由于額外投入所帶來的損失,綠色建筑的推廣就是一句空話。
因此,應結合當前我國的經濟實力和社會總體發展水平,盡快確定一個宏偉的目標以及架構起一套可行的制度框架,從而使我們這一代的即時利益與整個人類的長遠利益結合起來,將一個地區的局部利益與整個世界的整體利益結合起來,公正合理地與他人分享我們這個地球上有限的資源。同時,最大限度地杜絕資源浪費和環境污染,這樣才有可能為后人留下一片靜謐而豐腴的樂土,使人類能夠長久地生存下去。
4綠色建筑的技術觀———技術與形式
綠色建筑是一個能積極地與環境相互作用的、智能的、可調節系統。因此,它要求建筑外層的材料和結構,一方面作為能源轉換的界面,需要收集、轉換自然能源,并且防止能源的流失;另一方面,外層必須具備調節氣候的能力,以消除、減緩、甚至改變氣候的波動,使室內氣候趨于穩定,而實現這一理想,在很大程度上必須有賴于未來高技術在建筑中的廣泛運用。首先,環保節能型材料是綠色建筑所必須的,必須對現有建材和技術進行環保、節能評估,提出技術改良、更新措施,使之符合環保、節能的要求。隨著信息技術、自動化技術、新能源技術、新材料技術日益走向成熟,在綠色建筑中這些高技術將得到廣泛的運用:如建筑結構有可能引入有機體的原理,在混凝土中埋設光導纖維,可以經常地監視構件在荷載作用下的受力狀況,自我修復混凝土可得到實際應用。建筑物表面材料,通過多功能的組織進行呼吸,可凈化建筑物內部的空氣,并降低溫度,形狀記憶合金材料可用于百頁窗的調整或空調系統風口的開閉,自動調節太陽光亮,建筑物表面的太陽能電池,可提供采暖和照明所需要的能源,無論使用何種技術,綠色建筑總是立足于對資源的節約(reduce)、再利用(reuse)、循環生產(recycle)等幾個方面。其次,綠色建筑的形式必須利于能源的收集,建筑的外層將不再是“內部”與“外部”的分界線,而將逐步成為一種具有多種功能的界面。綠色建筑的材料和形式將是多樣的,尤其是外層材料將是高度綜合、高效多功能的,而且,隨著高新技術的發展,建筑行業將最大限度地吸收各種先進技術,創造一種能更加適合人類生活的、與大自然高度和諧的高科技建筑環境。
一、綠色建筑節能設計概述
從概念上講,綠色建筑是指建筑物可以充分利用自然資源,同時在建筑施工中又不破壞生態平衡的建筑稱為綠色建筑。綠色建筑要求室內布局必須合理,盡量減少合成材料的使用,充分考慮建筑物與環境的協調,充分利用太陽能、風能。在綠色建筑的設計過程中,要利用高科技手段盡力減少能源的消耗,要考慮建筑物的節能、無污染因素。尤其是對綠色建筑物室內設計,一定要首先考慮到為人類創造利用太陽能源的生活環境和一種接近自然的感覺。利用高科技的設計手段造就溫馨的設計,是綠色建筑的追求目標。我們要堅持以人為本,以建筑與自然環境協調發展為目標,充分體現出綠色建筑向大自然索取和回報的平衡。
二、綠色建筑在低碳經濟發展中的意義
加強綠色建筑的建設,這是源于全球范圍內已經對環境造成了嚴重的污染問題,源于貿易、工業高速發展,使城市的建筑已經面臨能源短缺和環境惡化的危機,這無疑對城市的可持續發展帶來嚴峻的威脅。因此,在城市發展中實施“低碳經濟”已成為綠色建筑設計勢在必行的內在要求。“高碳經濟”的發展雖然促進了城市的現代化,但同時也給人類社會帶來了致命的災難和風險。這一危機已經引起了全世界各國的關注。近年來,綠色建筑節能設計是當今世界各國構建低碳城市的關鍵問題,因為綠色建筑節能設計關系著解決人類生存的能源問題,而能源問題是世界的動力問題,沒有了能源世界就沒有了動力,因此,節約能源是未來綠色建筑節能設計的追求目標。目前綠色設計成為建筑設計師們首選的方向,綠色建筑節能設計應該承擔其應有的社會責任和義務。利用綠色建筑的發展使人類的和諧環境得以保證。“綠色建筑”概念提出的意義在于更好地保護和改善環境,來為人類創造更好的生存空間。
三、綠色建筑節能的設計原則
1、和諧發展的原則
要做到綠色節能建筑,就要做到人與自然和諧的發展的原則。建筑物是自然界重要的組成部分和自然界的其他事物形成了一個整體。建筑和自然界的其他事物是有著重要的制約關系。因此,這就要求我們在建造建筑的時候,把自然因素考慮進去,從而讓人文環境與自然環境能夠得到相互的融合在一起,并達到平衡的狀態。
2、合理利用的原則
要做到綠色節能就要做到合理利用,目前我國建筑業普遍存在著高能耗、低效率的浪費現象,如果這一現象得不到解決,那自然環境會遭到破壞。因此,我們在設計建筑時,必須采取最佳的方案,使資源得到充分的利用,提高資源的利用率,使高的能耗得到控制。同時,在設計時,我們要特別注意水、電、取暖、制冷等高能耗環節。在合理利用能源的環節上要不斷的開發新的技術和能源,建筑材料選取時應考慮可循環利用和重復利用。
3、健康舒適的原則
要做到綠色節能建筑就要做到健康舒適,建筑在做到綠色節能的基礎上還要要求人們住著舒適,這就是建筑設計最大的原則。因此我們要采用節能和環保的材料,以確使人們能達到最舒適的狀態。在設計建筑時,要考慮供暖、采光、降溫、通風以及污染處理等問題,從而達到人們對建筑綠色節能的要求。
4、整體及環境優化原則
建筑是環境的一部分,應與周圍環境融為一體,其設計要追求最佳環境效益。建筑設計的重點應該是整體效果,對建筑及其周圍生態系統的組合、平衡和協調進行規劃,尊重自然環境和社會生態環境,優化各要素的布局與配置,達到整體優化的效果。
四、綠色建筑的節能設計策略
1、綠色建筑節地設計
我國的一項基本國策是珍惜和合理利用每寸土地。國務院有關文件指出,各級人民政府、地方行政公署要全面規劃,切實保護,合理開發和利用土地資源。國家建設和鄉(鎮)村建設用地,必須全面規劃,合理布局,節約用地,盡量利用荒地、劣地、坡地,不占或少占耕地。節約用地,從建筑的角度上講,是建房活動中最大限度少占地表面積,并使綠化面積少損失、不損失。節約建筑用地,并不是不用地,不搞建設項目,而是要提高土地利用率。在城市中節地的技術措施主要是:建造多層、高層建筑,以提高建筑容積率,同時降低建筑密度;利用地下空間,增加城市容量,改善城市環境;城市居住區,提高住宅用地的集約度,為今后的持續發展留有余地,增加綠地面積,改善住區的生態環境;在城鎮、鄉村建設中,提倡因地制宜,因形就勢,多利用零散地、坡地建房,充分利用地方材料,保護自然環境,使建筑與自然環境互生共融,增加綠化面積;開發利用節地建筑材料。
2、自然通風設計
自然通風是一項改善人與環境的重要技術手段。在我國許多傳統建筑中都有體現,如傳統民居中的穿堂風等處理手法。通過合理的建筑設計,自然通風可在不消耗不可再生的能源的情況下降低室內溫度、帶走潮濕的氣體、排除室內污濁的空氣,使人體感到舒適,并提供新鮮、清潔的自然空氣,有利于人的生理和心里健康,減少人們對空調系統的依賴,從而節約能源、降低污染、預防疾病。
3、加強設計利用太陽能的綠色建筑
在綠色建筑設計中,要利用好太陽能這一最佳的可再生能源。要把太陽能作為綠色建筑加熱的一部分,因為,太陽能是一種取之不盡用之不竭,并且沒有污染的能源,利用太陽能可以為綠色建筑節能設計開闊了如何節能的思路。通常我們利用太陽能來收集熱量的特點來進行節能設計,比如它可以利用白天吸收儲存太陽的熱量,然后均勻的在24小時利用,從而節約了綠色建筑物能源方面的投資。
4、建筑門窗設計
門窗結構是建筑物結構的重要組成部分,其隔熱保溫性能較低,冷熱空氣很容易通過門窗縫隙進入室內,因此,加強門窗結構設計是綠色建筑生態節能設計重點之一,具體要從以下幾點考慮:合理設計窗墻的面積比例,有效降低采暖耗熱值;科學設置門窗的開關方式,例如推拉式,防止穿堂風流過;在門窗上方設計可自動調節的遮陽棚或窗簾,防止夏季陽光直射,避免室內溫度升高。
5、建筑墻體設計
綠色建筑生態節能設計要充分考慮墻體的保溫性能,尤其是加強建筑外墻外保溫的研究。外墻體外保溫設計要選用隔熱保溫性能良好的新型節能材料對墻體進行填充,例如泡沫塑料、膨脹珍珠巖、保溫砂漿、耐火纖維等,從而提高墻體的熱阻性能,減少室外氣候環境變化對室內溫度造成的影響,同時避免冷橋或熱橋結構對建筑墻體的破壞,延長墻體的使用壽命。
五、結語
我國是一個能源消耗大國,要想更好的發展低碳經濟,必須重視發展綠色建筑,它是我國建筑行業未來的發展方面。綠色建筑節能設計是一門綜合性很強的學科,它既確保了建筑工程項目經濟效益與環保效益的雙贏,同時又促進多學科的密切交流與共同發展,致使人類與自然更加和諧。
作者:羅雪 單位:成都建筑材料工業設計研究院有限公司