关于气候适应型绿色公共建筑环境性优化设计策略的探究

韩可姣 李哲

【摘要】随着经济全球化的发展，生态环境的破坏，导致日益严峻的环境问题越来越受到人们的关注。本文基于不同气候下，对绿色公共建筑环境性能优化设计进行了研究。并结合实际情况，分析出了气候适应型绿色公共建筑环境性能的优化对策。

【关键词】绿色公共建筑气候适应环境性能优化

随着人类不断地繁衍与对物质要求的提高，全球变暖与冰川融化现象，加速了生态环境的恶化，引起了全球性的环境危机，如地震的发生、动物的濒临灭绝、资源的短缺等，这些都在不同程度上提醒我们要重新改善我们的生活方式。当今绿色建筑已经不仅是一种理论和口号，而且越来越多的国家和地区把它列为可持续发展战略的重要内容。

一、不同气候自然采光的设计与效果比较

在现实的建筑设计中，建筑师建筑环境对建筑的整体形状、进深采光庭院进行了综合的分析与考虑。进而对高侧窗、反光板等进行改善，增加了自然光的进深，达到了节约能源的目的。在建筑施工前，往往对建筑图纸进行设计。建筑师根据建筑原理，在图纸上对建筑的采光设计进行模拟优化，其中包括反光装饰、高侧窗等采光技术。运用科学的设计理念，以光性能为控制目标，对建筑整体创作产生了影响。

二、不同气候自然通风设计策略比较与优化技术措施

自然通风是一种不需要消耗人工能源，既经济又环保的一种通风方式。利用建筑物内外空气的温度差，促使空气流动而进行的有效地通风换气。人们利用自然通风，主要是利用其两大功能：一是通风换气，改善室内空气品质，有利于人体健康的发展；二是利用自然通风解决夏季或过渡季节的热舒适性问题，取代或部分取代空调。一般情况下，建筑的自然通风是利用自然界的可再生能源实现建筑的节能。建筑的自然通风要通过建筑内部的气流通道，建筑内部的气流主要有垂直气流通道与水平气流通道两种。垂直气流通道在设计时需要对建筑的外形特征，如建筑屋顶的形状、建筑高宽比例、建筑的高度、通风效果以及太阳能烟囱的增加等，都要做综合性的分析。在垂直气流通道中，热压通风起着关键性的作用。水平气流通道则是以风压通风为建筑单侧通风，不同建筑的环境性能设计的使用范围不同。因此在同一环境下，同一建筑项目的实际运用效果也有所区别。在寒冷的地区，有一定的风力资源，太阳能资源比较丰富。可以开启天窗，增大自然采光面积。利用池塘水作为冷却水，收集雨水，实现水的循环利。

三、公共建筑环境性能优化设计原则

正如我们所知道的，世上没有完全一样的两个人。同样，在现实中也没有两个雷同的建筑项目，这也表现了不同建筑环境性能所设计的效果也不尽相同。因此，在建筑环境性能设计时，要求各项设计都要与所处的社会条件、自然条件以及项目本身的实际条件而进行。公共建筑作为人流密集、使用功能复杂、能耗大的建筑，对建筑环境性能与节能设计上的要求更为迫切。

1. 适用优先原则

建筑环境性能优化设计的适用性是一个动态的概念，受到所处不同的自然环境、地理条件以及气候等的影响，不同的建筑所消耗的能源与对生态环境的影响也不尽相同，设计的使用程度也大不相同。在设计的同时，使用风模拟软件、节能软件等辅助工具优化调整，能很大程度上改善建筑环境，降低建筑能耗。对建筑环境性能设计权衡的方法，主要有建筑环境负荷与投资经济性两方面。

2. 因况制宜原则

所谓因况制宜，就是建筑项目从立项决定开始，不受外界任何自然与人为的因素的影响。其中自然因素包括了自然环境、地理条件、气候特征以及能源与资源等方面；人为因素包括经济条件与技术条件等，这些因素为建筑后期的运行提供了有效的保证。

3. 被动优先原则

在建筑节能方面，许多国家和个人都做了零能耗建筑的尝试。不消耗常规能源（如石油、煤炭等），尽可能利用可再生能源，达到建筑正常使用，这些就是建筑节能中被动化设计。在建筑节能环境优化中，被动技术是建筑物是资源设计范畴。通过利用建筑手法，如建筑的形状、方位与朝向等，利用自然资源（自然光、自然风）解决建筑的采光、通风等问题，减少对设备的依赖，节约能源。

四、公共建筑环境性能设计优化新流程

根据传统的建筑设计，可以提出正向设计和反向设计的新流程，继而有效的提升建筑环境的性能，并提升用户的满意度，同时还能够实现能好的合理降低。反向设计优化思路和正向设计优化思路能够促进建筑的节能目标。

1. 正向设计优化流程

开展正向设计优化流程，需要将优化目标先设定出来。此目标需要将节能设定为导向，也能够将环境性能在极大程度上升华为导向。在优化目标的前提下，开展气候特征的分析以及技术体系的优化。在最后，需要选取此目标下的被动设计对策或者主动技术对策，继而达成正向优化的目的。

2. 反向设计优化流程

反向设计优化流程的开展是一个具备反馈流程的闭合回路，具体要将优化目标有效设定，其中包含环境性能指标、热舒适以及能耗等方面。要将节能目标和建筑环境性能作为建筑当中参数的主要函数，利用性能参数和几何参数的深入，来获得极佳的建筑优化结果。并且还需要把得出的结果中反馈的信息和早期所规划的目标开展细致的对比，再一次开展方案的调整。同时开展极大层次的优化，为的是将设计目标实现。总之，能够在建筑设计的准备阶段中，就用节能和环境性能的提高作为主要的目的，与该地区的地段优势和气候特征有效的融合。在表面、空间、形体这三个方面中，将适合应用在建筑方案的被动式技术优先设计，分析反向或者正向开展性能优化设计的对策，增进建筑体型空間中的建筑性能参数和几何参数的有效结合。利用现有技术软件模拟修改，有效的提升环境的满意度和舒适度，实现建筑节能的目标。

五、结语

绿色公共建筑是未来发展的必然趋势，有利于能源的节约与可持续道路的发展。本文针对不同气候绿色公共建筑环境性能优化的研究，分析出了气候适应性绿色公共建筑在建筑环境性能中能源节约的技术对策，将气候适应性与建筑空间平面、建筑形体设计相融合。结合建筑师的设计思维与建筑创作的规律，逐步改变了利用高成本、高端技术才能达到的建筑节能的思维误区，研究出了具有气候适应性的绿色公共建筑。

参考文献

[1]刘小虎，冯勇.LEED 指标、绿色建筑和可持续发展——Ray Cale 教授访谈[J].中华建筑，2009.

[2]林波荣，田军，刘加根，王若愚，肖娟.被动优先

——华侨城体育文化中心绿色技术集成及运行效果后评估[J].生态城市与绿色建筑，2011.

作者简介：

韩可姣、女、1 963年7、助理工程师、工作于红旗渠建筑集程师、

李哲、女、1 986年10月、助理工程师、工作于红旗渠建筑集程师、