浅谈绿色建筑设计的原则及应用
2018-02-16唐岱
唐岱
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1 绿色建筑设计的基本概念
绿色建筑设计的基本概念包含两方面内容。一方面是节能降耗,尽可能采用有利于减低能源消耗的新技术,新材料,在规划设计中科学合理地利用自然因素,以实现高效的资源利用,降低建筑能耗。另一方面是绿色环保,在建筑全寿命周期控制其对生态环境的影响,减少废水、废气、固态废物的排放,有效解决相关生态环境的问题[1]。
2 绿色建筑设计原则
2.1 生态性原则
在进行建筑设计时,应根据建筑物所处的生态环境,注重对建筑物周围的植被、树木以及水资源等与人关系的分析,使建筑与环境相融合,真正做到人与自然、建筑与自然、建设与发展和谐共生,同步发展。同时,良好的建筑生态环境对产品的居住品质也有着非常大的提升。
2.2 安全舒适原则
居住者对于建筑的基本要求是安全和舒适,要以人为本,切勿过于追求节能减排,而忽略了建筑本身的安全舒适性,保证使用者的生活质量。另外,也要考虑使用者的安全健康,要保证室内空气质量、热环境、噪音和电磁场辐射等因素对人的影响。
2.3 实事求是原则
绿色建筑设计需从实际情况出发,切勿盲目的参考国外绿色建筑设计案例,使得成本超出预算,这也违背了绿色建筑的初衷。绿色建筑设计势必会增加部分工程成本,但长远来看,也会得到不错的经济效益,这需要在绿色建筑设计初期详细核算。
2.3 节能低耗原则
建筑形态也对建筑节能产生重要影响,设计中通过调节平面的形状、规划布局、体形系数、朝向等因素,能够得到不同的建筑节能效果。合理设计建筑的细部,如墙体、门窗、屋顶、热缓冲区及有效遮阳,提高外围护结构的保温隔热性能,也对建筑节能有着重大意义。
在建筑设计过程中,不仅要注重使用过程中的节能,还应考虑蕴含在建筑材料本身中的能源消耗量。在满足建筑的使用功能和结构安全的前提下,应尽可能地选用生产能耗低的建筑材料,以及钢材、铝材这些回收利用率较高的建筑材料,实现建筑的可持续。再者,应减少建筑材料生产运输过程中的能耗,应尽可能选用地方性的材料[2]。
3 绿色建筑设计的应用体现
3.1 因地制宜的规划设计
绿色建筑设计应根据当地的气候、土地情况、环境条件等状况来确定,利用并保护原有地形环境,合理控制挖填土方量,确保生态环境的平衡。在设计中,可以先研究其微气候特征,根据建筑需求,通过合理的室外环境来改编微气候特征,创造宜居节能的建筑环境。可以通过种植树木来遮挡风沙、过滤空气等,也可设置水景,利用水来平衡空气湿度等。建筑规划布局中,先根据日照和太阳入射角确定一个大致的朝向范围,再参考当地的夏季主导风向,使建筑群达到整体通风的效果。
绿色建筑设计应考虑到周边环境中可以利用的因素,如利用周边的树木、竹林进行墙体材料的选择;利用周边地理环境中的水势能源进行发电等。将地域中可利用的资源,需要提高的质量,可以使用的地理位置都做好妥善的安排,并根据实际使用情况减免不适用的设施建筑,降低施工和使用难度,提高利用效率。
3.2 低耗节能的单体设计
(1)建筑的体型系数与建筑的热工性能息息相关。建筑体型系数与单位建筑面积对应的外墙面积的大小成正比。通常来说,曲面建筑的热耗小于二直面建筑,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,具体操作时,我们可以考虑减少建筑外墙面积、控制层高,减少体形凹凸变化,尽量采用规则平面形式。对于体育场、影院等大型公共建筑,其内部的发热量要高于外部,则宜采用较大的体型系数来设计,散热效果好。
(2)外墙设计要满足自然采光通风要求,设计时应采用明厅、明卧、明卫、明厨的设计。外墙保温节能材料属于保温绝热材料,仅就一般的居民采暖的空调而言,通过使用绝热维护材料,可在现有的基础上节能50~80%。采用良好的外墙材料,利用更好的隔热砖代替黏土砾,节省土地资源。采用镀膜窗户,其导热系数较小,能够改善室内环境的热稳定性。加强门窗的气密性,减少热交换。使用各种轻便可调节的遮阳设备抵御冬季太阳的直接辐射,同时冬季能够调节便于来光。
(3)室内采光选取采光性能最高的建筑朝向,多利用庭院、中庭的采光作用;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。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。采用动静分区的布局,建筑外墙需要采取有效的隔声、减噪措施,保证室内的隔声性能。新型的玻璃产品能有效地改善室内的光环境和热环境,降低噪音的渗入量。合理设置风口位置,并采取一定的措施防止、结露和滋生霉菌。
3.3 有效实现建筑绿化
(1)室外绿化。夏季地面的辐射热反射到外墙和窗户的热量约占总热量的一半,为了降低反射热,应该多增加室外灌木和草坪,争取减少热反射量。对于冬季寒冷的地方,适宜种植落叶性植物。
(2)建筑外墙绿化。例如种植常春藤和野葡萄等自攀缘性植物,可以进一步减少辐射量,对建筑物立面装饰性也很好。
(3)阳台与屋顶绿化。阳台绿化不仅能使室内获得良好的景观,而且也丰富了建筑立面造型并美化城市景观。要根据具体情况选择不同品种的植物,如喜阳还是喜阴。阳台绿化需考虑植物高度,不能影响通风采光。屋顶绿化具有蓄水,减少废水排放,还可以达到保温隔热的作用。
3.4 新资源、新技术的应用
合理利用清洁再生资源在绿色建筑设计中非常重要,例如太阳能、风能、地热等资源。太阳能是当前最流行的一种清洁型能源,前期投入相对小,利用率较高,在世界各国都有广泛应用,利用太阳能和地热能产生的热水作为日常生活用热水,利用太阳能光电系统来支持日常生活用电。雨水回收系统,可以将雨水根据需求进行收集,经过一定处理达到符合设计使用标准,达到节能减排,绿色环保,节约自来水资源。此外,还有江水源、水蓄冷、透水混凝土等技术,在上海世博中心项目中,通过这些节能环保新技术的应用,节约的电量可供一万居民生活一年。
4 结束语
绿色建筑的发展是实现可持续发展的必要条件。我们要用科学合理的绿色建筑设计方法,把建筑有机地结合到自然环境中去,成为环境的过滤器和调节器,达到人与自然、建筑与环境的和谐共存,营造出健康、安全、舒适的生活环境。