基于绿色理念下的建筑设计思考
2015-10-21周益禾
周益禾
摘要:众所周知,绿色建筑的设计不仅能够提高资源能源的利用效率,而且还能提升室内环境的舒适度,基于此,下文就建筑设计中绿色建筑设计的原则及方法进行探析。
关键词:绿色理念;设计原则;设计方法
前言
所谓的绿色建筑,实际上是指在利用人工手段和天然条件的基础上,创造一个健康良好的居住环境,以人、建筑以及自然环境的协调发展为长期目标,最大程度上控制和减少对自然环境的使用以及破坏,充分保证对大自然的索取和回报能够达到平衡。简单来说,在最大限度上,在保护环境和节约资源的条件下,建造的建筑就是绿色建筑。
一、绿色建筑的设计原则
1.注重节能控制的原则
绿色建筑实际上就是要在建筑的使用期内尽量减少能源消耗,提高资源的利用效率,并且要充分保证居住者的舒适度。从绿色建筑的定义来分析,首先提到的是“节能”,所以可以直观的看出,节能对于绿色建筑的重要意义。除了在设计、建设过程中要贯穿绿色建筑理念,在使用期内也必须坚持绿色理念。每一个绿色建筑,要实现全寿命周期的节能控制,就要在前期设计阶段考虑周全,为建设、运营提供一个基础,确保绿色建筑理念贯穿于建筑的全寿命周期。
2.坚持科技创新的原则
绿色建筑离不开技术的不断创新,在营造绿色建筑的过程中,我们依靠科技创新降低了建筑对环境的破坏,同时达到了减少成本实现有效的运营管理。这其中绿色建筑材料的技术创新是营造绿色建筑的关键。节能与环保技术的创新也同样是绿色建筑持久发展的基石,包括建筑本体的节能、采暖系统的节能、照明系统和其他用电系统的节能以及大型公共建筑的节能等。在绿色建筑领域的积极发展下,我们对产品的期望越来越高,既希望能够最大限度的降低成本又希望实现绿色建筑的最大价值,所以,我们最好的办法就是依托、坚持技术的创新,用创新技术不断提升绿色建筑的品质和价值。
3.尊重自然环境的原则
绿色建筑产生的初衷就是要降低社会发展对于生态环境的破坏,保护自然生态环境,所以绿色建筑在设计时就必须坚持尊重和保护自然生态环境。从绿色建筑评价标准中关于能源、大气、土地、水、材料、固体废弃物等评价因子的分析和把握上,能够感受到绿色建筑与生态环境系统,即大气环境、水环境、土壤环境、资源环境等生态环境因子息息相关。绿色建筑正是通过与生态环境的密切关联,从而实现了自身的解析与诠释。
4.构建绿色设计体系的原则
(1)全面的规划设计。在绿色建筑的规划设计中,首先考虑的就是建筑对于日照和朝向的要求,合理的设计能顾及到各个季节的需要,比如冬季的保暖、夏季的通风并减少太阳辐射得热。然而社会文化、地形、城市规划、道路等条件往往也会影响到建筑的朝向、方位以及建筑总平面的设计。因此,在设计时要权衡各个因素的重要程度,找到一个最优的平衡点,确定出这一地区建筑的最佳朝向,使每栋建筑都能够在冬季接收到充足的太阳辐射,并能利用最佳的夏季自然通风,减少建筑的能源消耗。
(2)合理设计建筑的外围护结构。建筑的外围护系统对采暖制冷时的能源消耗量有着较为直接的影响,因此提高建筑外围护结构的保温隔热性能是降低建筑能耗的关键。外围护系统主要包括外墙外保温、屋面、地面、门窗及遮阳系统。据统计,建筑外围护系统的耗热量占建筑采暖热耗的1/3以上,对这一部分采取科学的保温隔热技术,会使节能效果显著提高,也是其它节能措施达到预期效果的保障。
(3)采用先进的能源设备辅助绿色建筑效果。主要是指在建筑的使用过程中针对采暖、制冷、通风、热水、照明等系统所采取的节能措施。其中空调系统的能耗更是达到建筑能耗的40%~60%,成为建筑节能的主要控制对象。设备系统的能耗是在建筑全寿命周期中最大的耗能部分,通过选用高能效的设备机组,低能耗的节能系统,提高设备的运行效率,降低能源在日常使用中的损耗,从而达到持久节能的最终目的。
(4)对再生能源的利用结合就地取材。可再生能源与建筑的结合,已经成为发展节能建筑的最有效形式。可再生能源是替代常规能源、调整能源结构的重要方式,可再生能源建筑应用对于促进建筑节能、改善城市环境具有重要意义。据节能专家预测,到2015年,新增可再生能源建筑应用面积23.03亿㎡,到2020年可再生能源建筑应用可实现替代11.96%的常规能源。其中太阳能光伏、浅层地能、太阳能光热三类可再生能源的應用比重正在逐年加大。国际能源局(IEA)表示,可再生能源在减少二氧化碳排放和使能源供应多样化方面可起到关键作用,但需得到政府的有力支持。
(5)建立能效管理与控制中心。在建筑的全寿命周期内,为应对不断上升的能源需求以及日益枯竭的自然资源,建筑管理智慧化、用能效率最大化已成为建筑节能的必然趋势。伴随着科技水平的不断提升,已经可以通过智能化的电能管理、能耗监测、用能计费、智能照明、空调优化等集成系统,实现对建筑用能的监、管、控,从而达到对建筑能效的管理与控制。
二、绿色建筑的设计的方法
1.主动式设计与被动式设计相结合的设计方式
主动式设计是通过相关的通风、采暖以及供冷设备等方式,对建筑的环境进行调节,而被动式设计则是合理利用设计中的建筑朝向、开窗等方式,来进行室内环境的设定。在进行设计时,应优先采用被动式设计的方式,这种方式能够更加充分地考虑建筑与周围环境之间的关系,最大限度地利用自然采光,降低人工照明的能耗,改善住宅室内光环境,满足生理和心理上的健康需求。充分利用并控制住宅的日照环境,保证居室卫生、改善居室小气候、提高舒适度。且被动式设计的方式不需要额外投入更多的成本进行建筑的建设。主动式设计中,应根据建筑的基本情况,以及住户的需求,合理安排相关的采暖供冷设备,保证设备的型号与需求的匹配性。
2.清洁可再生能源的采用
清洁可再生能源的使用能够减少建筑对自然环境的破坏,一般而言建筑可以采用的清洁能源包括了太阳能、风能和地热能。其中太阳能是我国采用较多的清洁能源,其主要的用途包括了发电、供热等。各建筑利用太阳能的方式一般是光伏发电技术以及太阳能集热板等,通过设置在楼顶,能够较好的进行太阳能的采集。在某些太阳辐射较强的地区,我国可以采取集中建设太阳能发电站等方式,为建筑的照明和采暖提供来源,从而能够有较好的经济效益也能减少环境的污染。另一方面,随着技术的发展我国采用地源热泵的建筑也越来越多,采用这项技术必须注重对地下热源的合理使用与保护,注重对地下生态性的保护。
3.因地制宜的绿色建筑设计策略
建筑并不是一个独立的个体,其会与周围的环境进行物质与能量的交换,因此建筑与环境之间存在着相互依存相互影响的关系。进行绿色建筑的设计,必须考虑到不同建筑所处的地理条件与相关环境。比如在采光较多的地区,就可以通过太阳能技术供应一部分的热能与电能。在夏热冬冷地区需要注意夏季的供冷与冬季的采暖,在严寒地区则要通过合理的保温设计以及开窗的限制,来保证居住的舒适性。在炎热地区则尤其需要注意室内的自热通风,以及相关供冷设备的配置。对于不同的地理条件,也应有不同的设计方案,根据建筑的标高设置,日照角度的选取,窗墙比的设定等,保证不同地区、不同地理环境以及不同户型的建筑均能实现最舒适的室内环境。
结语
进入21世纪以来,以环保、节能为特点的绿色建筑发展迅速,大量绿色建筑的出现,不仅有利于资源、能源的节约和充分利用,更使得人类与自然的关系进一步趋向和谐。
参考文献:
[1]李洪霞.绿色理念在现代建筑设计中的体现与实践[J].商品与质量·建筑与发展.2013.