融合绿建思维的公共建筑设计

贺 刚

(四川省建筑设计研究院，四川成都 610000)

1 背景概述

近年来，“生态”、“可持续发展”、“低碳节能”等理念在建筑界掀起了一股绿色的浪潮。绿色建筑是在建筑的全寿命周期内，最大限度的节约资源、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[1]。

绿色建筑通过持续实践，证明了绿色建筑不止是“经济、实用、美观”，而更应代表更低的建筑能耗、更高的舒适性、更合理的经济性、更显著的地域性、更适用的技术、更智能的使用管理。本文将以融合绿建思维的公共建筑设计流程为切入点，从常规建筑设计基本流程出发，结合我国目前在绿色建筑设计过程中出现的问题，探索一套更适合绿色建筑的全流程设计模式。

2 绿色建筑设计流程及主要方法

绿色建筑设计在方案阶段应该从“绿色创意——绿色测评——专题支撑”三个阶段来完成绿色理念的植入和绿色性能的真正提升。

2.1 绿色创意

在方案前期阶段，项目的绿色创意确定至关重要。例如，BIG事务所设计的位于丹麦哥本哈根市中心的垃圾焚烧厂(图1)。BIG通过大胆的将屋顶变成滑雪场，并植入一系列休闲娱乐功能和市政配套功能，将原本消极的空间转变为积极空间，符合绿色公共建筑公用共享，提高服务效率，节约资源的要求[2]。而更重要的意义是通过烟囱的设置，让人们亲自见证碳排放，目的是让人人都参与节能环保，宣传可持续发展的理念，扩大公众影响力。除此之外，国内外数个成功项目，都是在前期就使绿色建筑设计理念完美的融入传统设计，使绿色创意成为项目最瞩目的焦点。成都来福士广场(图2)，考虑到对周边建筑的日照影响，根据太阳照射角度对建筑形体进行切割。

图1 哥本哈根垃圾焚烧厂

图2 成都来福士广场

2.2 绿色测评

融合了绿色创意的初始方案确定后，在开始深化方案之前，可以根据项目的实际情况，因地制宜，选择适宜的评价体系，并有计划的制定绿色建筑技术核心及技术路线。

国标《绿色建筑评价标准》发布于2014年，绿色建筑认证标识是中国官方唯一绿色建筑认证体系。目的是在全寿命期内，最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境、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。分为节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源利用、节材与材料资源利用、室内环境质量、施工管理、运营管理等方面[1]。绿色建筑设计评价标识和绿色建筑评价标识两种，依据中国国情制订，是高端物业的选择，认证成本低于国外认证体系。

在此阶段，建筑师需与各专业工程师一起完成针对所选绿建体系的绿建架构的搭建。例如，和景观设计师一起完成场地规划设计，主要考虑场地原始地形地貌的保护与利用，水体、植被、动物种群等生态体系的维护与改善等。使整个生态系统更加合理运作，与建筑项目形成相互结合的统一的系统。与结构工程师一起尽量选择本地开发生产的材料或距离项目所在地较近的材料，同时尽可能考虑使用可回收、可再利用、可再生的、无毒害、低维修率和对人体健康有利的材料。种种措施都需要建立在全专业在同一标准体系下协同工作来完成[3]。

2.3 专题支撑

绿建体系建立之后，为了落实建筑的绿色性能。需要对所提的绿建目标通过一系列专题分析进行论证。

(1)通风

为了达到较好的自然通风效果，建筑应该选择最佳的方位，有效利用场地的主导风向。在进行室内通风设计时，往往牵涉到入风口和出风口相对位置关系的问题。在一般情况下，将入风口和出风口相对布置就可以满足室内热舒适的要求。但在高温高湿等特殊情况下，如果将风口直接对准来风风向，不但不能改善室内热湿环境，反而会增加室内温度和湿度，增加空调的负荷。因此在进行公共建筑室内自然通风设计时，应该综合考虑主导风向和风热系数最高的风向的影响，结合实际情况设计风口。成都过渡季节不同进风口与来风方向夹角情况下室内风速分布见图3。

图3 不同进风口与来风方向夹角情况下室内风速分布

(2)噪声

噪声对人类带来的危害是非常大的。当外部噪声无法控制时，怎么通过场地内低成本的方法来降低噪声等级就显得尤为重要了，在公建设计时，可以通过在建筑物物周边设置隔音屏障、隔声林等措施来降低场地外噪声对场地的影响。如卧龙自然保护区在设计时，在入口干道面向基地一侧，采取种植方式作减噪处理(图4、图5)。

图4 无防噪林遮挡措施时

图5 有防噪林遮挡措施时

(3)采光

室内光学环境优化设计主要是改善建筑室内的光环境，同时防止眩光污染，这个项目是一个办公项目，采用了内走廊的形式，在不开灯具的情况下，室内照度很低，不能满足日常工作学习的需求。因此结合模拟情况，在窗台上表面涂刷漫反射涂层，尽可能的将室外的自然光以柔和漫反射的光导入距窗较远的地方，改善进深过大房间的室内光环境。从对比结果可以看出，优化之后，室内自然光照度提高了80 %左右(图6)。

图6 光学环境优化设计

3 以绿色性能为主导的小型公共建筑实践

麓湖生态城，位于成都天府新区核心，是利用浅丘地形打造亲水性湖泊生态城。麓客岛是麓湖生态都市活力中心，麓客岛上的花房餐厅作为岛上社区活动的节点，需要提供餐饮、接待、休憩、展览、体验等多种功能。同时，因为其代表了都市农业+绿色健康的生活方式，所以建筑的绿色生态性能需要尤为强调。为了更好的适应场地气候、改善舒适度。我们根据建筑总造价拟定了本次设计的预设目标：国家绿色建筑二星级及LEED金级。预估花房餐厅的综合表现能够节省65 %的能耗，保证室内空气龄不大于3h，控制85 %的雨水径流和节省43 %的用水。这都是之后我们需要综合设计和各项技术完成的重要指标。项目首先搭建了技术选择框架，从建筑、景观、材料三个方面出发：建筑方面以被动式技术为主，全面考虑自然通风、自然采光、屋顶绿化等设计要点，以主动式技术为辅，结合雨水收集、VRV新风系统等技术完善建筑功能；景观方面以低影响开发作为基本点贯穿整个场地设计；材料方面尽量选择现场原生态材料修建。最后，在加入增量成本因素后，逐项论证措施的合理性，并对可行方案进行了进一步优化(图7)。

图7 成都天府新区“麓湖杯”绿色建筑创意竞赛一等奖方案

进行具体方案前，我们了解到除湿防潮是岛上建筑面临的严重问题。因此，我们通过将建筑迎风面局部抬高，引入自然风，并在北向入口结合人行流线、立体种植和景观水体形成了一个有趣的灰空间，同时起到很好的自然通风降温作用。形体架空形成的“8”字型回环，与建筑“生态回环”的主题也十分契合。

在大厅和厨房部分，由于建筑在这一部分嵌入“山体” ,自然地形与建筑屋顶自然连接，虽然有屋顶绿化、保温节能等优点，但是也产生了空气流通性降低的问题。所以，我们结合架空层和双壁风井来提升室内通风。具体做法是将大厅整体架空，利用大厅地板的通风口将夏季经周边湖泊、植物冷却的自然风引入大厅，并在大厅东侧覆土区域设置了一个拔风井，同时拔风井顶部北侧略高于南侧，利用热压、风压效果增大它的拔风效果，使室内热量能尽快的排到室外，降低大厅区域室内热量残留，改善用餐、厨房环境。 此外，设计利用热压通风设置套双壁风井系统。 对整个双壁风井而言，拔风井的宽度和排风口、地板的进风口尺寸的大小，将直接决定建筑室内的自然通风效果。 通过之前的理论研究，这三个值的取值范围可以从300～1000mm，显然一个个的组合去验证哪种尺寸组合最优是不明智的，因此，我们引入了正交试验的选取方法，将这三个数值的各8种取值共512种组合方式，缩减成8种典型的组合方式，然后对这八种组合方式进行室内自然通风模拟，以室内空气龄为判断依据，得出拔风井排风口500mm、风井宽度800mm、地板进风口500mm的组合形式下，建筑室内空气龄最低，也就是说在这个组合形式下，建筑室内能最快的进行空气置换，能大大改善室内空气质量(图8)。

图8 双壁风井系统尺寸

4 思考与展望

通过在麓湖生态城小型公共服务建筑的绿色实践，充分论证了“绿色创意——绿色测评——专题支撑”对于建筑设计绿色理念的植入和绿色性能的提升的重要性。低效的绿色技术堆积不是真正的绿色建筑，成熟的绿色建筑需要绿色设计与传统设计相互促进、同步发展。而绿色可持续的理念需要贯穿始终。