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论现代绿色建筑设计

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   摘要:绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材) 、保护环境和减少污染,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。本文对绿色建筑的内涵、绿色建筑应遵循的原则,从节地、节能、节水、节材等方面阐述了绿色建筑在规划设计中应包含的技术要点,以及绿色建筑在社会生活实践中的推广应用,从而探索可行的科学设计,推动引导建筑向节能、绿色、智能化方向发展。
  关键词绿色建筑 建筑节能 智能化
   可持续发展之路已成为全球有识之士的共识。比起其他所有的人工产品来说,建筑应对自然资源的消耗和环境污染负更多的责任。有研究表明,建设活动消耗了最多的自然资源和能源。在此背景之下,一种全新的建筑潮流―――绿色建筑越来越受到人们的普遍关注。
  1 绿色建筑设计理念
  ⑴节约能源:充分利用太阳能,采用节能的建筑围护结构,减少采暖和空调的使用。根据自然通风的原理设置风冷系统,使建筑能够有效地利用夏季的主导风向。建筑采用适应当地气候条件的平面形式及总体布局。
  ⑵节约资源:在建筑设计、建造和建筑材料的选择中,均考虑资源的合理使用和处置。要减少资源的使用,力求使资源可再生利用。节约水资源,包括绿化的节约用水。
  ⑶回归自然:绿色建筑外部要强调与周边环境相融合,和谐一致、动静互补,做到保护自然生态环境。
  ⑷舒适和健康的生活环境:建筑内部不使用对人体有害的建筑材料和装修材料。室内空气清新,温、湿度适当,使居住者感觉良好,身心健康。
  ⑸绿色建筑的建造特点包括:对建筑的地理条件有明确的要求,土壤中不存在有毒、有害物质,地温适宜,地下水纯净,地磁适中。
  ⑹绿色建筑应尽量采用天然材料。建筑中采用的木材、树皮、竹材、石块、石灰、油漆等,要经过检验处理,确保对人体无害。
  ⑺绿色建筑还要根据地理条件,设置太阳能采暖、热水、发电及风力发电装置,以充分利用环境提供的天然可再生能源。
  ⑻随着全球气候的变暖,世界各国对建筑节能的关注程度正日益增加。人们越来越认识到,建筑使用能源所产生的 CO2 是造成气候变暖的主要来源。节能建筑成为建筑发展的必然趋势,绿色建筑也应运而生。
  2 绿色建筑应遵循的原则
  ⑴绿色建筑应坚持“可持续发展”的建筑理念。坚持理性的设计思维方式和科学程序。
  ⑵绿色建筑除满足传统建筑的一般要求外,尚应遵循以下基本原则:①关注建筑的全寿命周期,其意味着不仅在规划设计阶段充分考虑并利用环境因素,而且确保施工过程中对环境的影响最低,运营管理阶段能为人们提供健康、舒适、低耗、无害空间,拆除后又对环境危害降到最低,并使拆除材料尽可能再循环利用。②适应自然条件,保护自然环境。充分利用建筑场地周边的自然条件,尽量保留和合理利用现有适宜的地形、地貌、植被和自然水系;在建筑的选址、朝向、布局、形态等方面,充分考虑当地气候特征和生态环境;建筑风格与规模和周围环境保持协调,保持历史文化与景观的连续性;尽可能减少对自然环境的负面影响,如减少有害气体和废弃物的排放,减少对生态环境的破坏。③创建适用与健康的环境。④加强资源节约与综合利用,减轻环境负荷。此外,《导则》中还对绿色建筑指标体系有了详尽的论述:绿色建筑指标体系是按定义对绿色建筑性能的一种完整的表述,它可用于评估实体建筑物与按定义表述的绿色建筑相比在性能上的差异。绿色建筑指标体系由节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源利用、节材与材料资源、室内环境质量和运营管理六类指标组成。这六类指标涵盖了绿色建筑的基本要素,包含了建筑物全寿命周期内的规划设计、施工、运营管理及回收各阶段的评定指标的子系统。
  3 绿色建筑在规划设计中的技术要点
  3.1 节地与室外环境
  ①建筑场地:优先选用已开发且具有城市改造潜力的用地;保护自然生态环境,充分利用原有场地上的自然生态条件,注重建筑与自然生态环境的协调。②适当提高建筑的容积率,强调土地的集约化利用,高效利用土地,如开发利用地下空间,提高建筑空间的使用率。
  ③降低环境负荷,利用园林绿化和建筑外部设计以减少热岛效应。④绿化:采用生态绿地、墙体绿化、屋顶绿化等多样化的绿化方式。对植物进行合理配置,构成多层次的复合生态结构,以起到遮阳、降低能耗的作用,合理配置绿地,达到局部环境内保持水土、调节气候、降低污染和隔绝噪声的目的。
  3.2 节能与能源利用
  ⑴降低能耗,利用场地自然条件,合理考虑建筑朝向和楼距,充分利用自然通风和天然采光,减少使用空调和人工照明;提高建筑围护结构的保温隔热性能。对于这一设计要点尤其应当引起更大的关注。关于建筑通风的考虑:在可能的情况下不要设计全封闭的建筑,以减少对空调系统的依赖;建筑布局应根据风玫瑰来考虑,使建筑的排列和朝向利于自然通风;建筑平面进深不宜过大,以利于穿堂风的形成。一般情况下,平面进深不超过楼层净高的5倍可取得较好的通风效果;每个空间单元的最小窗户面积至少应该是地板面积的5%;利用中庭或者风塔的拔风效应等等。对于建筑自然光照的考虑:窗户的数量和面积应该根据建筑形象要求、自然光照、通风和能耗问题综合确定。一般来说,窗户面积最好是室内面积的20%左右。这是一个比较合理的经验值;另外中庭的设置对采光有特殊的作用,中庭的形式和形状对自然光照影响很大,在设计中需考虑其透明程度及宽度、高度的比例等等。对于减少建筑能耗的另一个切实有效的办法就是设计良好的维护结构,包括较好的建筑密封,避免不必要的热量损失或聚集,并可提供更舒适的室内环境。
  ⑵提高用能效率。采用高效建筑供能、用能系统和设备;优化用能系统,采用能源回收技术。选用高效设备很重要,最好和最差的设备之间能耗差别往往非常显著,因此设备选择也是绿色建筑设计的重要一环。
  ⑶充分利用场地的自然资源条件,开发利用再生能源,如太阳能、水能、风能、地热能以及通过热泵等先进技术取自自然环境(如大气、地表水、污水、浅层地下水、土壤等)的能量。
  高效清洁的能源是绿色建筑设计的重要目标之一,其中太阳能是我们最根本的能量来源。现有不同的方法可使太阳能转换成电(光电系统)或热能(光照系统)。再利用太阳能方面可考虑以下几方面:在确定建筑的朝向和设计主力面时考虑各季节太阳能高度和方位;考虑用地朝向和坡度;充分利用南立面来收集太阳辐射热并以电能、热能等形式储存起来;采用固定的或者可动的装置减少日光直射,防止室内过热。
  3.3 节水与水资源利用
  3.3.1 提高用水效率
  按高质高用、低质低用的原则,生活用水、景观用水和绿化用水等按用水水质要求分别提供、梯级处理回用;采用节水系统、节水器具和设备;采用节水的景观和绿化浇灌设计。
  3.3.2 雨污水综合利用
  采用雨水、污水分流系统并合理采用雨水和中水回用系统。对于水资源缺乏的我国是个需贯彻推行的有效绿色举措。高效、合理的用水具有重大意义,并且对雨水的充分利用还可以达到降低能耗、改善环境的目的。
  3.4 节材与材料资源
  3.4.1 节材
  采用高性能、低材耗、耐久性好的新型建筑体系;选用可循环、可回用和可再生的建材;减少不可再生资源的使用。
  3.4.2 使用绿色建材
  选用蕴能低、高性能、高耐久性和本地建材;选用可降解、对环境污染少的建材。材料的选用是比较复杂的问题,事实上任何材料在一定程度上都对环境有不利影响,需要设计者综合考虑其化学、物理特性和社会经济效益等。

  3.5 室内环境质量
  3.5.1 光环境
  设计采光性能最佳的建筑朝向,发挥天井、庭院、中庭的采光作用,使天然光线能照亮人员经常停留的室内空间;采用自然光调控设施,如采用反光板、反光镜、集光装置等,改善室内的自然光分布;采用一般照明和局部照明相结合;采用高效、节能的光源、灯具和电器附件。
  
  3.5.2 热环境
  优化建筑外围护结构的热工性能,防止因外围护结构内表面温度过高或过低、透过玻璃进入室内的太阳辐射热等引起的不舒适感;设置室内温度和湿度调控系统,使室内的热舒适度能得到有效的调控;根据使用要求合理设计温度可调区域的大小,满足不同个体对热舒适性的要求。
  3.5.3 声环境
  采取动静分区的原则进行建筑的平面布置和空间划分,减少对安静要求房间的噪声干扰;合理选用建筑围护结构构件,采取有效的隔声、减噪措施,保证室内噪声级和隔声性能能符合《民用建筑隔声设计规范》的要求。
  3.5.4 室内空气品质
  结合建筑设计提高自然通风效率;合理设置风口位置,有效组织气流,采取有效措施防止串气、泛味;采取有效措施防止结露和滋生霉菌。
  4 绿色建筑的推广应用
  4.1 绿色并不等于高价和高成本
  在楼盘销售以广告轰炸和概念炒作盛行的年代,“绿色建筑”也毫无例外地成为房地产广告语中的“热词”,以至于让人们误以为绿色建筑就是高档建筑。绿色建筑是一个广泛的概念,绿色并不意味着高价和高成本。比如延安窑洞冬暖夏凉,把它改造成中国式的绿色建筑,造价并不高;新疆有一种具有当地特色的建筑,它的墙壁由当地的石膏和透气性好的秸秆组合而成,保温性很高,再加上极当地化的屋顶,就是这种典型的乡村绿色建筑,其造价只有800 元/ 平方米,可谓价廉物美。在中国老百姓收入不太高的情况下,大家对房价和房屋成本是非常敏感的。引进绿色建筑标准和技术时,就充分考虑了这些问题,规定绿色建筑所采用的技术、产品和设施,成本要低,要对整个房地产的价格影响不大。值得一提的是,一旦应用了这些技术和设备后,投资回报率是很高的,因为住户可以最大限度地减少电费、水费和其他能源费的开支,一般5~8 年之内,就可以把成本收回来。并不是现代化的、高科技的就是绿色的,要突破这样的认识误区。把绿色建筑和建筑节能的发展道路定位在高端、贵族化,不会取得成功;事实证明把发展道路确定为中国式、普通老百姓式、适用技术式,绿色建筑才能健康发展。以前的智能化就走过弯路,许多智能建筑,停留在保安、音响控制等方面,线路搞得非常复杂,造价也非常高,甚至耗电量居高不下,这不是智能建筑应有的发展道路。
  4.2 绿色建筑不仅局限于新建筑
  “我国新建建筑节能工作做得较好,基本遵循了绿色建筑的标准;但把大量既有建筑改造成绿色建筑的工作推进得不是很顺利,许多既有建筑仍是耗能大户。”业内专家提出了这样一个问题。据建设部统计,新建建筑在设计阶段执行强制性节能标准的执行率由2005年的53%提高到了2007年的97%;施工阶段执行强制性节能标准的执行率由2005年的21%提高到了2007年的71%,总共每年可节约700 万吨左右标准煤。未来的30年之内,我们还要新建400多亿平方米的建筑,在现行建筑管理体系中,达不到绿色建筑标准就不得开工,所以新建建筑的节能只是执行问题,难度并不是很大。
  4.3 建筑节能不只是政府的职责
  每台电器设备在待机状态下耗电一般为其开机功能的10%左右;一盏11 瓦的节能灯相当于60 瓦的白炽灯亮度;选用电子镇流器,较传统镇流器省电30%;变频式空调较常规的非变频空调节能20%至30%。这些节能小窍门看似细小,日积月累,却能节省不少能源。推广绿色建筑不只是政府的职责,广大居民也是绿色建筑的最终实践者和受益者。很多建筑本身的节能效果不错,可居民在装修过程中,把墙皮打掉了,或者换了窗户,拆掉天花板,这样就破坏了建筑本身的节能性和环保性。现在规定,凡是财政投资的项目,都必须达到建筑节能的最低标准,一定要应用建筑节能的标识;廉租房和经济适用房,不管哪个公司或机构建造,都必须是节能的绿色建筑,这需要政府去实施,也需要广大市民关心监督。建筑节能和绿色建筑,不能只停留在专家、政府官员和一些大企业、大城市,应进入寻常百姓家。要让老百姓知道什么是绿色建筑,不是有鲜花绿草、喷泉水池、绿化得好的楼盘就是“绿色建筑”。如果老百姓都能关注到建筑节能和绿色建筑,都注意到房屋的能耗、材料、对室内环境的影响、二氧化碳气体的减排,那么大家的共识就会形成绿色建筑的市场需求。有了市场需求,建筑节能和绿色建筑才能在全社会广泛地推广应用。
  


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