绿色建筑设计方法与策略

2022-09-12

把绿色生命的概念赋予建筑是为了让建筑有健康和再生的机理, 使建筑与生态系统联系起来, 从而为人们提供舒适并可持续的生活工作环境。大力发展绿色建筑是当前建筑业的一个重大变革, 推进绿色建筑对于中国建筑设计业是一个新的挑战, 绿色建筑在21世纪必将得到长足发展。

1 绿色建筑的涵义

有些专家把绿色建筑归结为具备4R的建筑, 即Reduce, 减少建筑材料、各种资源和不可再生能源的使用;Renewable, 利用可再生能源和材料;Recycle, 利用回收材料, 设置废弃物回收系统;Reuse, 在结构允许的条件下重新使用旧材料。绿色建筑是很具体的东西, 基本上包括四个特征, 第一节约资源, 第二利用可再生资源, 第三材料循环再利用和再生, 第四避免向外界环境排放有毒有害的污染物, 这是四个基本的原则。我们国家公布《绿色建筑评价标准》中, 把绿色建筑定义为:在建筑全寿命周期内, 最大限度地节约资源, 保护环境减少污染, 为人们提供健康、适用和高效的使用空间, 与自然和谐共生的建筑。这是绿色建筑评估规定的定义, 显然“四节一环保”是构建绿色建筑的核心技术, 是我国绿色建筑事业的根本发展方向。作为设计师, 我们所要做的所要关注的就是:如何在国家的良好政策下, 结合先进的科学技术, 通过合理的优化的设计, 实现建筑的绿色化。

2 绿色建筑设计方法

建筑设计是个综合全面的过程, 需要建筑设计师的全面把握, 本人认为绿色建筑设计过程中应充分考虑以下五个方面。

2.1 现场设计

选定建筑的建设地址后, 对建设地段进行现场设计是保证建筑与自然环境和谐的必要条件, 只有与自然环境协调的建筑才能称得上绿色建筑。绿色建筑的现场设计应根据当地的地理环境, 具体问题具体分析。绿色建筑现场设计应该重视以下四点:

(1) 现场设计要保护现场的生态完整性和生物的多样性; (2) 尽量减少现场因暴雨造成的水土流失, 尽量减少使用自来水进行浇灌; (3) 尽量减小现场的热岛效应; (4) 绿地面积满足要求; (5) 绿地配置合理, 局部环境内能够保持水土、降低污染和隔绝噪声。

2.2 建筑平面设计

合理的朝向设计能使建筑从阳光中获取大量的能量, 住宅往往需要平行布置, 并且朝向南面, 同时彼此之间要留出足够的间距保证冬季的日照时间。建筑的体形系数 (建筑物表面积与其体积的比值) 直接影响建筑能耗的大小, 体形系数越大, 单位建筑空间的散热面积越大, 能耗就越高。在相同体积时分散的布局模式要比集中布局的建筑热耗大, 从节能的角度宜首选高层和中高层建筑。具体设计时减少建筑外墙面积、控制层高。建筑层高固定时, 对于确定的建筑面积, 都有与之相适宜的最佳节能楼层数。减少体型凹凸变化, 采用规则平面形式, 合理的建筑布局可以充分利用现场的资源来减少建筑耗能以及改善室内环境质量, 仔细划分建筑内的使用功能区, 使不需要窗户的功能区域尽量安排在建筑物的北面, 使具有相似使用功能的功能区域尽量位于同一区域。

2.3 建筑节能设计

建筑业是耗能重要产业, 全世界有近30%的能源消耗在建筑物上。建筑耗热量主要是通过围护结构的传热耗热量构成, 在传热耗热量所占份额中, 其中屋顶约占7%~8%, 外墙约占23%~34%, 门窗约占23%~25%, 可以看出, 外墙传热耗热量所占比例最大, 必须采用高效保温墙体降低其耗热量;其次是窗户, 改善建筑门窗的保温性能和加强窗户的气密性是节能的关键举措。

按照标准进行建筑热工的节能设计和建筑节能设计的综合评价, 应采用高效保温隔热外墙及屋面体系, 选用高效门窗、幕墙系统及高性能的玻璃, 以利于建筑的高效与节能。外墙设计要满足自然采光、自然通风要求, 减少对电器设备的依赖, 设计时采用明厅、明卧、明卫、明厨设计, 努力提高室内环境的热稳定。

3 绿色建筑设计策略

绿色建筑设计策略首先要足于本土, 根据国情, 走可持续发展的道路, 以低耗为核心, 走低成本的精细化设计之路。本人认为绿色建筑设计过程中主要有以下几个主要策略。

3.1 基地策略

基地环境的整体组织与利用是一个项目的首要考虑, 因其决定着建筑小环境的质量及其大环境的关系协调。在营造自然环境的同时, 另一方面就是如何通过建筑的空间组织, 有效的利用这一环境资源, 这是最基本的生态设计手段, 也是最有效简单易行的。

3.2 采光通风策略

采光是影响人工环境质量的一项重要指标, 可以将其分为人工照明和自然采光两种方式。采光的低能耗策略就是在人工照明与自然采光之间形成一种平衡, 即尽量减少人工照明, 而充分利用自然光。对于自然风的利用是体现可持续性与生态设计的另一重要方面。有效的自然通风可以创造一种清新自然的人工环境, 同时减小依靠机械通风的能耗。

3.3 可再生能源的利用策略

以太阳能等可再生能源利用在建筑使用能耗中的所占比例或基于现状建筑CO2排放平均水平上的减排贡献率来定义太阳能建筑, 是符合当今社会和技术的发展现状。太阳能热水器的研究和生产已经成为国家重要的产业, 太阳能光发电, 太阳能供热水, 太阳能采暖, 太阳能制冷空调, 太阳能通风降温以及可控自然采光等高新技术也逐渐走进了建筑设计中, 还有风能发电, 生物物质的高效清洁利用, 可再生能源的利用在一定程度上缓解了当前能源紧张的现状, 并为将来的多种绿色能源的有效利用提供基础性的支持。

3.4 水资源的利用策略

雨水的收集和污水的处理回收利用是建筑节水的有效措施, 通过低技术的建筑处理及后续工种的配合, 收集的雨水可用于浇灌, 用于景观水景, 改善了建筑的生态环境。污水的回收利用是建筑内的洗漱污水经有特殊设备的净化处理后, 再用于冲厕, 或者浇灌等。人工湿地污水处理系统和雨水收集利用及灌溉技术的应用, 使水资源利用最大化。系统可以长期稳定运行, 且节省投资, 运行费用低。

应该说随着科学技术的发展应用于建筑行业的技术不断完善, 建筑师也可大胆的尝试各种方法, 即基于对建筑的可持续性与生态的考虑, 如何将城市景观环境建筑与技术有机的结合在一起, 创造出新的建筑形态与环境。同时我们也应该认识到:可持续性或生态在这里并不只是时髦的词语和概念, 它们在建筑上的实现是建立在强有力的技术研究与资金支持上的;是严谨科学与建筑师创造力相结合的产物;走向真正的可持续性和生态建筑的实践也是一个不断总结学习的过程。

摘要：本文结合工作实践, 介绍了绿色建筑的涵义、常用的设计方法, 简要阐述设计策略是如何与最终的建筑形态有机结合到一起的, 从而增进对可持续性与生态建筑设计实践的认识。

关键词：绿色建筑,设计方法,节能设计,策略,可持续性