基于新版《绿色建筑评价标准》的建筑设计策略研究*
2015-07-27王立雄褚泽晶高宏韬张余力SHIGangWANGLixiongCHUZejingGAOHongtaoZHANGYuli
时 刚 王立雄 褚泽晶 高宏韬 张余力 SHI Gang, WANG Lixiong, CHU Zejing, GAO Hongtao, ZHANG Yuli
基于新版《绿色建筑评价标准》的建筑设计策略研究*
时 刚 王立雄 褚泽晶 高宏韬 张余力 SHI Gang, WANG Lixiong, CHU Zejing, GAO Hongtao, ZHANG Yuli
摘 要绿色建筑工作的推进依赖于相关专业人员对《绿色建筑评价标准》的执行,根据评价标准制定建筑设计策略可以有效控制绿色建筑的实施效果。通过对传统建筑设计流程的梳理,分析绿色建筑设计各阶段的过程文件,结合新版《绿色建筑评价标准》的条款要求,对绿色建筑的前期设计、方案设计、技术设计、施工图设计四个阶段的具体工作进行了分解研究,探讨每个阶段的具体设计原则及策略,提出绿色建筑设计具有各专业在统一流程框架内互相配合协同完成工作的特点。
关键词绿色建筑;评价;设计;策略
时刚, 王立雄, 褚泽晶, 张余力. 基于新版《绿色建筑评价标准》的建筑设计策略研究[J]. 西部人居环境学刊, 2015, 30(06): 9-12.
0 引 言
“绿色建筑”这一概念的明确提出最早出现在美国建筑师Paola Soleri与Brenda Robert合著的《绿色建筑——为可持续发展设计》一书中[1]。自从1992年巴西召开的联合国环境与发展大会上提出“可持续发展”这一重要思想后,绿色建筑成为世界建筑发展的主要方向,对于绿色建筑的评价研究也成为关注的重点和热点。各国根据自己国情制定相应的绿色建筑评价方法或标准,如英国的BREEAM(Building Research Establishment Environmental Assessment Method)、美国的LEED(Leadership in Energy & Environmental Design Building Rating System)、日本的CASBEE(Comprehensive Assessment Systemfor Building Environmental Efficiency )等[2]。我国在2006年也颁布了自己的《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2006。然而,随着建筑事业的发展,该版标准已经不适于现代社会对绿色建筑的要求了。因此住房和城乡建设部组织对其进行了修订,并于2015年1月1日起批准实施新的《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2014为国家标准,原标准同时废止[3]。对于如何在实践中运用绿色建筑评价标准,国内外学者做了很多相关研究,但主要集中在具体的技术、工艺和材料方面[4-8],虽然也有一些关于绿色建筑设计流程的研究,大多都是针对旧版标准进行的[9-11]。新旧标准存在着较大的差异,对于新的评价标准如何指导建筑设计,以及在设计过程中应用策略的研究相对较少。事实上很多一线设计人员鲜有机会接触绿色建筑的设计,更谈不到充分理解掌握绿色建筑的设计原则与流程,在这种情况下旧版标准废止,新版标准实施,无疑对设计人员及设计单位是一个新的冲击和挑战。
新版标准实施后设计人员如不能快速准确理解其内涵并在设计中进行应用,将会极大地降低设计效率,增加绿色建筑的设计周期与成本。因此,如何结合新版《绿色建筑评价标准》及我国现阶段的绿色建筑的发展模式,研究绿色建筑设计策略,优化设计流程是当前我国绿色建筑设计领域的亟待研究解决的课题之一。绿色建筑设计策略应以传统建筑设计为基础,在其流程管理上加以优化改进,以获取最佳的设计方法及策略。
1 传统建筑设计流程分析与梳理
传统建筑设计流程基本参照《建筑工程设计文件编制深度规定》进行建筑设计与文件的编制,通常流程主要分为四步:前期及概念设计,方案设计,初步设计和施工图设计(图1)。
图1 传统方案设计流程Fig.1 the traditional design process
前期设计阶段主要是确定设计的工作方向;方案设计阶段是对概念设计的落实,确定建筑的形式、功能,起到指导后续工作的作用;初步设计主要是在满足编制施工图设计文件需要的前提下,进一步实施方案设计阶段所指定的工作目标,将设计文件进一步深化;施工图设计阶段是深入阶段,主要是指导建筑构件的制作和整体施工,对建筑构建材料的选择、构建的制作和安装、建筑相关设备的选型等具体工作起到直接指导的作用[12],指导设计工作的具体落实。
四个阶段紧密相接,各专业按照规划、建筑、结构、设备的顺序线性介入,专业设计文件也按照该流程依次深入,最终编制出完善的设计文件和专业图纸,为建筑工程的建设工作打好基础。而《绿色建筑评价标准》的条款及涉及相关专业的要求并不是按照该流程分布的,其条文内容涵盖建筑设计的各个阶段,各专业不能再按照传统方式线性深入,需要对绿色建筑的设计策略进行析研究,探索适合新标准的设计流程,为广大设计人员在绿色建筑项目的工作中提供指导和参考。
2 基于新版《绿色建筑评价标准》的建筑设计策略
新版《绿色建筑评价标准》包括8大类指标,25小类指标[13](图2),涉及100余条评价条款,评分系统复杂,设计人员很难快速掌握其使用原则,其设计流程及工作方式也必然与传统方式有较大差异。
图2 绿色建筑评价指标体系框图Fig.2 the index system block diagram of Assessment Standard for Green Building
通过大量的绿色建筑设计实践以及对评价标准的解读,绿色建筑设计策略应在传统设计模式的基础上进行调整,并将绿色建筑理念融合其中,总体来说可划分为四个阶段:绿色建筑前期及概念设计阶段、绿色建筑方案设计阶段、深化绿色建筑技术设计阶段、绿色建筑施工图设计阶段,但这几个阶段与传统建筑设计存在较大差异。通过对这几个阶段所涉及到的图纸、说明书、计算书等文件进行统计,发现其文件总量达一百多项,且在不同阶段不同专业分布上都有很大差异,如图3所示。
从涉及的相关文件数量可以看出不同专业在绿色建筑设计过程中的工作总量与工作时机各有不同。在各专业总体工作量当中以建筑专业最多,每个阶段均涉及40条以上的文件,其他专业在总体数量差异较小;规划专业在设计前期工作较多,随着设计的深入进行,工作量逐步减小;暖通、电气专业前期工作较少,随着设计的深入,工作量略微增加;景观、给排水专业前期及方案阶段工作量略大于初步设计及施工图阶段,在绿色建筑设计的过程中需要根据这些特点加以应用,其每个阶段具体工作应按如下步骤进行(图4)。
图4 绿色建筑设计流程及各阶段工作分解图Fig.4 green building design process diagram
2.1 绿色建筑设计前期及概念设计阶段
此阶段是绿色建筑设计的初始阶段也是最为关键的阶段,此后的绿色建筑设计工作能否顺利地进行,以及绿色建筑最终效果的实现都依赖于该阶段,这个阶段的主要工作是通过组织设计前期交流会确定建设项目的绿色设计方向。
2.1.1 组织各相关人员召开项目设计前期的交流研讨会
召开研讨会的主要目的是提出项目绿色建筑设计的方法和建议,最终形成设计指导。所有与项目相关的专家、学者和技术人员都要参与到项目的设计和技术问题的探讨之中,商讨解决方案,研讨会的主要内容包括:(1)查阅国家及项目所在地区的政府机构有关绿色建筑的政策和法规,使各相关人员明确自身应遵循的原则与规范;(2)建筑师、工程师等通过业主提供的场地及气候分析资料,探讨绿色建筑的性能目标和设计策略,评估目标及策略的可行性,形成设计方向;(3)各专业共同确定绿色建筑设计过程的原则,明确项目的组织结构及决策方式;(4)与当地电力、燃气、供水及废水处理等有关单位一起讨论公共资源的最优化利用、场地的合理利用、能源政策的奖励计划等。
在研讨会中要把握的原则包括:确定对场地做到最低程度的破坏;尽可能多的保留自然可渗透的基址和地貌;为自行车、电动车和低燃料、低排放量的机动车规划出停车空间。另外,还要与建筑设施管理和维护人员探讨有关设备所需条件和相关工程问题。
2.1.2 制定合理有效的绿色建筑设计概念方案
根据研讨会的成果,结合当地政府及有关部门的相关法规,项目的预期设计目标以及当地城市发展方向,对建筑或建筑群的平面布局、竖向规划、人工景观规划等提出设计策略,制定绿色建筑设计目标,确定设计方向,提出合理有效的概念方案。
2.2 绿色建筑方案设计阶段
此阶段要在前期概念设计的基础上将绿色建筑概念深化为设计方案,主要工作内容是通过绿色建筑方案设计交流研讨会协调各相关专业,研究可行措施,最终落实绿色建筑设计方案。
2.2.1 组织召开绿色建筑方案设计交流研讨会
绿色建筑方案设计交流会的主要参与人员包括业主、规划、建筑、结构、设备等专业技术人员,会议主要是根据前期研究成果,由项目负责人配合业主组织会议,在会议上统一讨论各专业的思路与所遇问题,将设计师、工程师、咨询专家等工作人员的设计思想与特色融合到一起,听取各方意见,共同合作,完成在设计前期阶段所制定的设计目标,主要研讨内容包括:(1)业主明确项目的设计目标和具体要求,为设计人员确定最终方案提供工作方向与基础,合理限定设计范围;(2)项目负责人综合业主意愿及各方人员的意见与想法,明确设计思路,全面掌控、协调方案设计工作;(3)团队内所有人员广开思路,从各自的专业角度出发,结合绿色建筑相关评价标准对本专业的要求,提出相应的设计策略与方法。
此阶段是专业团队在前期调研、资料收集、数据整理分析的基础之上,对项目全面展开设计的阶段。在此阶段,各专业领域的设计师、工程师以及相关咨询专家都应参与到项目之中,共同完成绿色建筑的方案设计。
2.2.2 制定详尽绿色建筑设计方案
在前期调研整理的资料基础之上,制定有效的场地规划,主要考虑场地周围的水体、植被、动物种群等生态体系,设计改善这些生态体系的方案,使其更加合理运作,与建筑项目形成相互结合的统一的系统。根据业主在招标书中所提出的功能要求,结合场地设计,完成建筑的主体方案设计,结合相关规范及评价标准完成建筑的自然采光设计、自然通风设计和建筑围护结构节能等被动技术方案,注重建筑空间与自然环境的充分融合[14]。
2.3 深化绿色建筑技术设计阶段
该阶段是前期及绿色建筑方案设计阶段的进一步深化,使绿色建筑方案能够付诸于实施,在此阶段要深化绿色建筑技术设计,开展全方位协调工作并完善相关图纸,编制综合报告。
2.3.1 深化绿色建筑技术设计,开展全方位协调工作
此阶段需在前面方案设计的基础上,进一步完善建筑功能及技术措施,并进行深化和发展,是前两个阶段工作成果的集成和优选阶段,在此阶段主要的工作如下:(1)聘请绿色建筑专家审查所有的技术设计阶段的图纸和文件,确保项目达到预期的绿色效果及整体性目标;(2)组织绿色建筑技术专题小型会议,如绿色建筑材料的选择专题、能耗模拟和分析专题、屋顶花园的结构与植物配置专题等;(3)与建造商、建筑使用者以及建筑运行和维护人员进行沟通,优化技术方案,减少在施工、使用和运营阶段产生额外的支出和变更。
此阶段需继续强调各专业团队之间的共同合作,通过密切的协作关系来完成项目的预期目标。此外,还应注重建筑的采光、通风,考查本地建材,注重其可循环可利用等特性,技术的选择还应遵循本土化、低成本、高效能的方针[15],为施工图设计提供足够的技术支持。
2.3.2 编制绿色建筑技术综合报告
在此阶段还应完成一份绿色建筑技术综合报告。报告内容主要叙述绿色建筑的设计概念,强调建筑的绿色性能特征。例如,为了达到较好的自然通风效果,建筑如何选择和确定最佳的方位,是否有效地利用了场地的主导风向的特点;建筑的开窗、遮阳如何在能耗模拟的基础之上进行设计;建筑的外围护体系被动设计方法及原则等。在报告中应阐明该设计是通过何种设计手段及技术措施为使用者提供一个健康、高效的生活和工作环境的。
2.4 绿色建筑施工图设计阶段
该阶段是建筑师和工程师将项目的方案及其绿色化的设计意图通过图纸和说明书的形式,用施工图语言清晰地表达给建造者的过程。相关文件一般包括施工图和项目说明书,而绿色建筑除此之外还包括各类计算书和专项报告。在此阶段所有的设计师和工程师应重新回顾最初的绿色设计目标和原则,确保设计工作按照原目标进行。
2.4.1 各个专业协同编制施工图纸
绿色建筑的施工图需由绿色建筑专家负责总体控制,以绿色建筑的实施为重点,以绿色建筑评价标准的认证为要求,各专业协同完成。任何专业人员的技术调整都必须及时通知团队,其他专业根据此项更改及时做出变更,避免沟通不当影响项目的最初目标和最终成果。在施工图完成过程中的50%、80% 和95%阶段,召开阶段性审查会。在审查时,应确定所有绿色建筑设计的特征已包含在施工文件中。
2.4.2 撰写各专业专项报告
在此阶段各专业除了要完成施工图设计,落实技术措施、设备选型、材料清单外,还需要根据《绿色建筑评价标准》各专业条款进行整理、编制各专业的专项报告,以便专家评审时进行审阅。在其中应明确设备、产品、材料以及能源选择方案,以及这些方案对资源和环境的影响程度。
3 绿色建筑设计流程的特点总结
传统设计流程主要以建筑师为核心,项目组内的其他工程师起配合作用,而绿色建筑设计流程与之相比有较大的不同,其过程是需要各专业在统一的设计流程框架内互相配合协同完成工作,其特点如下:绿色建筑设计的决策不再单独来自业主或建筑师,而是整个团队的共同协商和配合的结果;绿色建筑设计项目一开始,整个专业团队就应建立,团队之间的交流与合作在项目的初级阶段就应该开始;绿色建筑设计项目的目标与结果在设计初期阶段就已经确定,且项目的每一个专业的参与者都是此目标的制定与结果的实施者;绿色建筑设计项目的发展环节与系统不是孤立的,而是整体性的、开放式的合作,项目从设计初期到终期,是以一种迭代和反复的过程进行的。
4 结 语
从传统设计到绿色建筑设计的转化过程较为复杂与艰难,需要各专业设计人员进行设计理念的调整,并且需要取得社会其他行业的广泛认可与支持。设计人员在吸取其他国家和地区的先进经验的同时,应结合我国《绿色建筑评价标准》,创造出新的策略与方法,以完善绿色建筑设计,为我国绿色建筑事业奠定基础。
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图片来源:
图1-4:作者整理绘制
(编辑:申钰文)
* 中天建设集团技术研发项目(ZTYF-2015-08)
DOI:10.13791/j.cnki.hsfwest.20150603
中图分类号TU201.5
文献标识码A
文 章 编 号2095-6304(2015)06-0009-04
收稿日期:2015-11-02
作者简介
时 刚: 天津天怡建筑设计有限公司,总建筑师,tyshigang@163.com
王立雄: 天津大学建筑学院,天津市建筑物理环境与生态技术重点实验室,教授,博士生导师
褚泽晶: 天津天怡建筑设计有限公司,高级建筑师
高宏韬: 天津天怡建筑设计有限公司,高级建筑师
张余力:天津天怡建筑设计有限公司,高级建筑师
Strategy Research on Building Design Based on Assessment Standard for Green Building
Abstract:Promoting the task of green building construction relies on the implementation of Assessment Standard for Green Building from corresponding professionals. Based on such standard, relevant design plans can be put forward to control the implementation effects of green building effectively. Through the generalization on design procedures of traditional architecture, this paper analyzes the files during the process of green building design. At the same time, in light of requirements from Assessment Standard for Green Building, such research concentrates on the specific tasks at the four stages ranging respectively from prior design, plan design, technique design and construction drawing design. Besides, concrete design principles or strategies of each stage are discussed and the feature of such design on the cooperation between each field with another within the same system is also presented.
Keywords:Green Building; Assessment; Design; Strategy