探讨建筑设计中绿色设计理念的应用问题

2020-02-16丛元峰王天夫

四川水泥 2020年5期

张宁丛元峰王天夫

（中国市政工程东北设计研究总院有限公司，吉林长春 130021）

0 引言：

市政项目通常而言为公共建筑，设计过程运用绿色理念能够保证生态、经济二者效益的平衡性。但是实践过程，仍存在各类问题，无法对环境、资源以及能源等充分利用。故此，为保证设计方案合理性，节约资源的同时，为人们提供良好的生存环境，需对此类项目的设计当中绿色理念的运用深入探讨。

1 市政建筑项目当中绿色设计应用存在问题

当前，市政建筑的设计过程，绿色理念的运用为重点关注内容。总体分析，该理念的运用还存在如下几点问题：第一，建筑项目设计过程，部分设计者未能结合建筑特点，对于土地资源高效利用，同时，未能结合室外环境，评估建筑设计效果，分析设计可行性，进而优化室内空间设计。第二，在节能措施的运用方面，建筑内部电气系统为高耗能系统，其中照明系统的设计和建筑能耗消耗休戚相关，部分工程设计过程，未能按照建筑功能，优化设计。在围护结构方面，材料选择可靠性不足。第三，在水资源的利用方面，效率不高。

2 市政建筑项目设计中绿色理念的应用策略

2.1 项目概况

本建筑为某城市金融大厦设计项目，建筑为超高层结构，地上结构共计44 层，地下结构3 层，楼面高度为179.5m，建筑存在裙楼结构，并含有酒店、办公区域等功能区域。下文对该项目设计过程绿色理念的运用途径展开分析。

2.2 绿色理念运用

1.土地方面

项目设计过程，对于土地利用方面充分运用了绿色理念，项目共计占地17219.6m2，地上建面约140775m2，地下建面约445855m2，容积率为7.89。其中地下一层建面15356m2，占据总用地面积约89%。同时，建筑地下空间设计结构3层，地下1 层作为配套用房，地下2 层为车库，地下3 层为设备房。总体设计上展现了土地的集约化利用，在绿色理念下，最大化开发地下空间。

2.环境方面

该项目在环境方面，运用的绿色理念主要体现在室外环境和室内环境两方面：

一方面，在室外环境上，分析该地区不同季节的风速条件，并对建筑周围人行区的风速展开评估，放大系数＜2.0，因此符合行人对环境的舒适度要求。并且建筑周围气流的分布相对均匀，便于污染物快速消散以及室外散热。分析建筑室外环境，冬季建筑人行区的风速＜5m/s，放大系数＜2.0，分析春、夏、冬风向和风速条件，人行区域不会产生无风区亦或者旋涡等问题。根据上述环境分析结果，建筑的室外风环境，能够满足人们活动和行走舒适度要求，同时，利于建筑自然通风，设计过程对于建筑夏季的风速工况进行监测，风速为3.4m/s，冬季和春秋等季风速4.1m/s，以实践结果确保环境方面符合绿色设计的理念要求[1]。

另一方面，在室内环境的设计方面，重点从环境质量角度入手。分别从噪声、采光等方面运用节能理念。考虑到建筑的使用期间噪声来源主要是地下车库和设备房中排气风机、发电机和塔楼位置的水泵、裙楼位置的冷却塔等。在项目设计过程，将上述设备尽可能设置于室外或者远离建筑功能区域，并且在设备周围采取减震措施，在空调机位当中安装室外空调机，控制其使用过程对相邻房间产生干扰。在采光方面，该建筑利用玻璃幕墙，光系数符合采光设计规范，保证建筑室内80%的功能区域采光充足，重点功能房间，设置在幕墙相邻区域，可随时观赏到室外美景。项目使用楼板的厚度保证撞击声音＜56dB，具有良好的隔音效果。

3.节能方面

项目的节能设计，主要对照明以及维护等结构运用绿色理念，并对再生能源充分利用。

首先，在照明节能方面，设计分区控制方式，以降低照明消耗，对室内天然光线充分利用，不同房间设置多列灯具，和侧窗平行设置，使用智能控制照明系统，对建筑公共楼梯、地下车库、办公区域等场所展开综合控制，可结合使用需求，按照不同场所功能，实施调光、定时、感应等控制方式。

其次，在围护结构方面，使用保温设计方式，降低能源消耗。项目属于甲类建筑，节能设计要求为65%，因此在建筑屋面使用聚苯板材料，厚度为70mm，此材料的传热系数可达 0.4 5W /m2·K；在建筑的外部墙体，使用岩棉材料进行保温，厚度为63mm，此材料的传热系数可达 0.5 8W /m2·K；建筑幕墙部分，使用金属型材进行保温，材料隔热性能优良，存在多个密封腔，传热系数可达 5.0 W /m2·K。使用此围护结构可满足建筑的节能设计要求，高于规定节能量10%左右。

最后，在能源利用方面，充分利用能再生能源。项目当中餐厅、酒店、卫生间等功能区域对热水的需求量较高，据统计，年需热水量约为41570m3。因此，为保证建筑对自然能源的高效利用，在8 层位置屋面区域设置了集热板，利用太阳能加热热水，总量可达建筑总用水热水需求量24%。与此同时，按照绿色建筑的评价标准，对建筑区域气候、自然等可再生能源的利用，该项目还在屋顶设置单晶光伏152 块，使用19×8 方式进行拼接，并按照4×1 方式向2 台逆变器内接入。通过上述方式，实现对再生能源的高效利用。

4.资源方面

项目资源的节能设计主要体现在水资源的利用方面。设计过程，设置雨水回收以及市政水利用等系统对于非传统的水资源合理利用。在雨水回收方面的设计，按照建筑回用雨水数量展开计算，在广场、西北方向屋面以及道路等位置设置回收系统，面积约为3500m2，收集得到雨水初步处理之后可用于绿化灌溉、道路清洗以及景观补水等。设计蓄水池，容量175m3，配置清水池2 个，其一，容量为20m3，没有补水管，主要为建筑入口以及中庭等位置的水体景观进行补水；其二，容量为17m3设置补水管，可吸收市政自来水，作为建筑内部备用水源，当清水池内没有水的时候，可启用此清水池。将上述蓄水池系统构筑物设置在绿化面之下。该项目在规划过程对市政中水进行利用，为确保建筑功能区域的用水，冷却塔补水、公共卫生间冲水等使用市政中水。

建筑的绿化用水，选自回水系统容量为17m3的清水池中回用水，若其中雨水量不足，则从市政供水当中获取。由于建筑的5～6 层屋面位置绿化区域相对分散，并且7 层存在多个移动花盆，因此不适合敷设给水管道，故此选择中水展开人工灌溉。在绿化灌溉过程使用微喷技术，设置人工取水阀，并采取自动控制喷灌的方式，安装雨量传感器，确保绿化灌溉的节能效果。

在节水措施的运用方面，设计了节水器具，使用Ⅰ级节水水嘴，保证其流量≤0.1L/s；使用Ⅰ级节水淋浴器和坐便器，淋浴器的流量≤0.08L/s，坐便器使用低容、双档水箱，冲水量≤4.5L，确保节水需求。此外，该项目还设置冷却水循环，作为节水技术，利用超大型集水盘，以平衡管、平衡水箱等方式，防止冷却泵停运时水从中溢出。在冷却塔的设置方面使用市政中水作为冷却补水。

5.材料方面

该建筑主、裙楼二者存在明显的偏置，因此需要在主裙楼之间设置抗震缝，保证平面结构规则。南北裙楼设置为C 型，此平面布局方式造成平面不规则，可在X 方向设置抗震缝一条，区分南北裙楼，为独立单体，对整体结构加以优化，同时，还可提升裙楼抗震性能，降低造价。项目施工材料均使用预拌砼和预拌砂浆。级别高于HRB400 钢筋使用量约29090t，总钢筋使用数量约33750t，因此，三级钢筋用量为总体86.2%。可再生材料用量43200t，建材总用量333550t，环保料用量约占总建材的12.95%。