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绿色建筑设计理念及方法
摘要:绿色建筑对实现可持续发展战略有着特殊重要的意义。本文在梳理绿色建筑设计及节能理念的基础上,阐述了在进行绿色建筑设计中应包含的技术要点,以营造良好的人居环境。
关键词:绿色建筑;设计理念;设计方法
绿色建筑是我国实施21世纪可持续发展战略的重要组成部分。绿色建筑在发展原则上坚持可持续发展,在理念上贯彻绿色平衡,在整体设计上讲究科学,集成绿化配置、通风和采光的设计上都强调自然化,对于围护结构采用低耗能材料,在太阳能利用、地热利用、中水利用、绿色建材和智能控制等高新技术的使用上,充分展示人文与建筑、环境及科技的和谐统一。
1绿色建筑设计的核心
绿色建筑核心内容是尽量减少能源、资源消耗,减少对环境的破坏,并尽可能采用有利于提高居住品质的新技术、新材料。要有合理的选址与规划,尽量保护原有的生态系统,减少对周边环境的影响,并且充分考虑自然通风、日照、交通等因素。要实现资源的高效循环利用,尽量使用再生资源。尽可能采取太阳能、风能、地热、生物能等自然能源。尽量减少废水、废气、固体废物的排放,采用生态技术实现废物的无害化和资源化处理。控制室内空气中各种化学污染物质的含量,保证室内通风、日照条件良好。
2绿色建筑的设计理念
(1)节能能源。充分利用太阳能,采用节能的建筑围护结构以及采暖和空调,减少采暖和空调的使用。根据自然通风的原理设置风冷系统,使建筑能够有效地利用夏季的主导风向。建筑采用适应当地气候条件的平面形式及总体布局。
(2)节约资源。在建筑设计、建造和建筑材料的选择中,均考虑资源的合理使用和处置。要减少资源的使用,力求使资源可再生利用。节约水资源,包
平整的工程量,减少对原有生态环境和景观的破坏;同时应尽量将建筑体量、角度、间距、道路走向等因素合理组合,以充分利用自然通风和日照。
3)在规划建筑朝向时,可以先根据日照和太阳入射角确定建筑朝向范围后,再根据夏季主导风向,从考虑建筑群整体通风效果的角度确定具体朝向。
4)为达到有良好日照和建筑间距的最优组合,建筑群可采取交叉错排行列式,利用斜向日照和山墙空间日照等。从建筑群体的竖向布局来说,前排建筑可以采用斜屋面或把较低的建筑布置在较高建筑的阳面方向;也可以进行退层处理,或合理降低层高。
5)在规划设计和后期的建筑单体设计中,可结合实际情况(如地形地貌、地下水位的高低等),合理规划并设计地下空间,用于车库、设备用房、仓储等。
6)在配套设施规划建设时,在服从地区控制性详细规划的条件下,应根据建设区域周边配套设施的现状和需求,统一配建教育、商业服务等公用设施。配套公共服务设施相关项目建设应集中设置并强调公用,既可节约土地,也可避免重复建设,提高使用率。
7)交通组织规划时应注意建筑和住宅小区主要出入口的设置,做到人车分流,方便建筑使用者选择公共交通工具出行。
(3)绿色建筑单体设计
1)建筑的体型系数即建筑物表面积与建筑的体积比,它与建筑的热工性能密不可分。曲面建筑的热耗小于直面建筑,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,具体设计时减少建筑外墙面积、控制层高,减少体形凹凸变化,尽量采用规则平面形式。
2)外墙设计要满足自然采光、自然通风要求,减少对电器设备的依赖,设计时采用明厅、明卧、明卫、明厨的设计,外墙设计要努力提高室内环境的热稳定。①采用良好的外墙材料,利用更好的隔热砖代替粘土砖,节省土地资源。②采用选择性镀膜窗户,其导热系数较小,能够改善室内环境的热稳定性。③加强门窗的气密性,减少热交换。④使用各种轻便可调节的遮阳设备抵卸夏季太阳的直接辐射,同时冬季能够调节便于采光。
3)采用弹性设计方案,提高房屋的适用性、可变性,具体表在建筑结构、建筑设备等灵活性要求上。
①楼梯的可生长性,包括基础的预留量、楼段板承重的预先考虑,周边环境的生长预留地等。②预留管道空间,包括水电、通讯的发展空间。③家具系统的可变化性。
(4)绿色建筑节约能源设计
绿色建筑是一个能积极地与环境相互作用的、智能的、可调节系统。因此,它要求建筑外层的材料和结构,一方面作为能源转换的界面,需要收集、转换自然能源,并且防止能源的流失;另一方面,外层必须具备调节气候的能力,以消除、减缓,甚至改变气候的波动,使室内气候趋于稳定,而实现这一理想,在很大程度上必须有赖于未来高新技术在建筑中的广泛运用。
1)绿色建筑合理使用建筑材料、就地取材(主要是木材),尽量使用对人体健康影响较小的建筑材料,包括无放射、低挥发、低活性材料;另外,对油漆、胶水、粘合剂、地板砖、地毯、木板和绝缘物的选择,除了要考虑性能优良外,还开始强调没有毒性物质的释放。
2)注重对外墙保温节能材料的使用。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%。
3)绿色建筑主张太阳能等可再生能源的利用。例如:利用空调冷凝热作为生活热水的辅助热源,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。在混凝土中埋设光导纤维,可以经常地监视构件在荷载作用下的受力状况,自我修复混凝土可得到实际应用。建筑物表面材料,通过多功能的组织进行呼吸,可净化建筑物内部的空气,并降低温度。形状记忆合金材料可用于百页窗的调整或空调系统风口的开关,自动调节太阳光亮。建筑物表面的太阳能电池可提供采暖和照明所需要的能源。
(5)室外环境绿化设计
在建筑设计中应充分利用绿化这一有效的生态因子,为居民创造出高质量生活环境。
1)建筑四周绿化。在夏季,地面受到的辐射热反射到外墙和窗户的热量约占总热量的一半,为了降低这部分从地面来的反射热,适宜在建筑物室外种植灌木和草坪,尽量减少反射到房间的热量。对于冬季寒冷的地方,适宜种植落叶性植物。
2)建筑立面绿化。通过种植攀缘性植物使墙面绿化,如常春藤和野葡萄属于自攀缘性植物,不需要其他辅助支持物,常春藤可以生长30m高的墙面,野葡萄可以长到15m左右,可减少热辐射,对建筑物装饰性也很好,可以使高大的建筑物更具有特色。
3)阳台与屋顶绿化。阳台是室内与室外自然接触的媒介,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。阳台有凹、凸及半凹半凸三种形式,形成不同的日照及通风情况,产生不同的小气候。要根据具体情况选择喜阳还是喜阴,喜潮湿还是抗干旱的不同品种的植物。阳台绿化注意植物的高度,不要影响通风和采光。屋顶绿化给居民的升华环境以绿色情趣的享受,它对人们心理的作用比其他物质享受更为深远。此外屋顶绿化具有蓄水,减少废水排放,还可以保温隔热、隔声等作用。
(6)室内环境设计
1)光环境。设计采光性能最佳的建筑朝向,发挥天井、庭院、中庭的采光作用,使天然光线能照亮人员经常停留的室内空间;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;采用一般照明和局部照明相结合;采用高效、节能的光源、灯具和电器附件。
2)热环境。优化建筑外围护结构的热工性能,防止因外围护结构内表面温度过高或过低、透过玻璃进入室内的太阳辐射热等引起的不舒适感;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。
3)声环境。采取动静分区的原则进行建筑的平面布置和空间划分,减少对有安静要求房间的噪声干扰;合理选用建筑围护结构构件,采取有效的隔声、减噪措施,保证室内噪声级和隔声性能符合《民用建筑隔声设计规范》的要求。
4)室内空气品质。结合建筑设计提高自然通风效率;合理设置风口位置,有效组织气流,采取有效措施防止串气、泛味;采取有效措施防止结露和滋生霉菌。
(7)地域人文环境设计
使建筑融入历史与地域的人文环境包括以下几个方面:对古建筑的妥善保存
,对传统街区景观的继承和发展;继承地方传统的施工技术和生产技术;继承保护城市与地域的景观特色,并创造积极的城市新景观;保持居民原有的生活方式并使居民参与建筑设计与街区更新。
4结语
绿色建筑的发展是实现建筑可持续发展的关键。不同地区绿色建筑的设计宜遵循因地制宜、从传统建筑文化吸取精髓的理念,体现健康、自然的生活态度。以规划、设计、环境配置的建筑手法来改善和创造舒适的居住环境,使建筑有效地成为环境的过滤器和调节器,创造出健康舒适的生活环境。