陈凡1 李晓霖1 宋子霞2
1中国建筑标准设计研究院有限公司
2北京德水建筑设计有限公司
摘要:我国建筑运营总能耗约占社会终端能耗比例1/5以上,且呈现逐年增加的趋势,关注建筑节能,降低建筑能耗已经成为我国节能减排的重要环节。要切实推动城乡建设走上绿色、循环、低碳的科学发展轨道,推动绿色建筑各项标准与技术措施的落地实施,以期建筑达到“零能耗”的为最终目标,需要从建筑生产的源头抓起,因此,文章结合笔者工作经验,对当前建筑设计在方案设计阶段的绿色节能设计要点提出一些建议和探讨。
关键词:建筑能耗;方案设计阶段;绿色节能设计
“十四五”节能面临的国际形势是百年未有之大变局,我国能源的国际保障面临单边保护和制裁的不确定性;我国的大开放格局和“一带一路”建设对能源和节能技术、管理经验的国际间融通日益紧密。根据新时期建筑建设要求及低碳经济时代的形势变化,应抓住绿色转型的契机,坚持绿水青山就是金山银山理念,对绿色节能创新运用方面进行深入思考。
1 建筑能耗与节能设计策略
建筑能耗包括两个层面,狭义层面上指的是建筑在使用和运营过程中产生的能耗。从广义层面应该包括建筑材料生产、建筑施工以及建筑运营的建筑全生命过程的能耗总量。
建筑节能设计,既要重点对狭义层面上的运营的持续能耗进行设计控制,又应该同时从广义层面出发,全方位控制能耗源头。将节能环保理念应用于建筑设计中,做到资源的优化配置,以此减少后续建造和运营阶段的资源消耗与浪费,减轻项目在设计、建设、运营的过程中对能源消耗和环境的负面影响,打造真正舒适、安全、绿色、节能的生活环境。
2 建筑绿色节能方案设计要点
方案设计阶段是建筑从无到有的关键阶段,方案设计之初的理念确定更是重中之重。在设计之初引入的绿色节能设计理念,更能具备系统性和整体性,可以为在后期深化和实施时不断提升和完善提供强大的基础条件。
绿色节能方案设计,应该在方案设计中的选址布局设计、功能分区交通组织设计、环境景观设计、建筑体型和立面设计、功能空间设计等各个层面和阶段,都应有明确的节能环保理念和需要关注的设计要点,切实指导实现从狭义层面和广义层面均能达到建筑节能的绿色目标。
2.1选址布局设计
在项目前期策划和规划咨询阶段,设计就应积极介入,将先进的绿色节能选址理念植入项目中。在此阶段需要重点考虑的要点是:①场地选择与公共交通站点联系便捷性选择;②周边的城市绿地、广场及公共运动场地城市共享空间,是否步行便捷可达;③周边是否有与本地块功能适应的公共服务设施,如商业、医疗、教育等,可为本地块的功能提供便利的公共服务。④分析地块是否有太阳能、地热能、风能等可再生能源的利用的可能性。
建筑规划布局阶段是建筑组织的雏形阶段,随着方案的推进,该阶段可能会有多次的反复。在每次的布局过程中,都应从从绿色节能角度考虑下列要点:①布局尽量充分利用容积率指标,节约、集约利用土地;②通过建筑布局降低场地内的噪声等级,同时核对国家标准《声环境质量标准》GB 3096 中对场地声环境要求,可结合景观规划同时考虑;③重视布局对场地内风环境的影响,创造有利于室外行走的舒适的自然通风环境,可通过数字化辅助工具,在布局基本成型时进行风向、风速和风压等相关参数进行关键建筑部位测算,根据测算成果调整布局;④全方位考虑建筑与外部环境与周围环境的协调与融合,使建筑与周边生态融为一体。
2.2功能分区、交通组织设计
方案设计在建筑功能分区和交通组织设计阶段,在解读使用方需求、延续设计理念和满足规范要求的基础上,应同时运用绿色节能的设计思路,给使用方提出绿色节能的设计理念。
本阶段的主要绿色节能理念可包括:①采用提升建筑适变性的措施,建议使用方理解并选用采取通用开放、灵活可变的使用空间功能,使建筑空间和功能适应多种需求的变化;②采取措施优化主要功能房间的室内声环境,如采用对噪声源的判断和隔离等方法;③充分利用天然光,保证室内有良好的利用自然光效果,在诸多采光方式中,自然光是环保性最强的一种采光方式,是节能且可持续的。在建筑方案设计的过程中,应增加建筑的自然采光可能性,之后根据实际实现自然采光与人工照明的完美结合,从而有效减少电能的损耗;④优化建筑空间和平面布局,改善自然通风效果,核算房间通风开口比例,保证度季典型工况下主要功能房间平均自然通风换气次数。
在本阶段,可以利用利用设计辅助软件,对噪声、照度、照度均匀度、采光系数、换气次数等数据进行辅助设计分析,将上述数据作为参照值,优化调整平面布局至综合评价最优状态。
2.3环境景观设计
建筑环境景观设计区别于城市公园景观设计和旅游风景区景观设计,是依附于建筑周边的区域性环境设计,设计时应该结合城市综合生态系统和地块内自身的特点进行绿色节能设计。需要科学合理地选择建筑和景观材料,并对建筑外部环境的绿植进行合理配置。绿色环保的景观设计不仅可以净化空气、降低污染,而且可以改善气温、调整气候。因此,在进行建筑外部景观设计时,更需要充分体现绿色节能这一设计理念,保证建筑外部景观设计的美观性、环保性和生态性。
本阶段的主要绿色节能设计理念有:①充分保护或修复现状用地中的场地生态环境,保护场地内原有的自然水域、湿地、植被等,保持场地内的生态系统与场地外生态系统的连贯性,采取有效的生态恢复或补偿措施,②水景的设计中,可以结合雨水综合利用设施设计室外景观水体,室外景观水体利用雨水补水和采用保障水体水质的生态水处理技术,主要表现在对进入室外景观水体的雨水,利用生态设施削减径流污染,同时利用水生动、植物保障室外景观水体水质;③设计可以被利用的场地空间,作为绿色雨水基础设施的布置场地,如下凹式绿地、雨水花园等有调蓄雨水功能的绿地和水体,屋面和道路雨水进入地面生态设施,以及可以设置透水铺装的硬质铺装地面。
2.4建筑体型和立面设计
形象设计中可以采用的绿色环保理念有:①建筑造型要素应简约,减少纯装饰性构件的用量;②选用的建筑材料,尽量结合建筑的地域性特征应就近取材,选用可循环材料、可再利用材料及利废建材,选用地方和国家认可的绿色建材;③在方案阶段选用耐久性好、易维护的装饰装修建筑材料;④设置可调节外遮阳设施,配合外立面效果改善室内热舒适,综合经济性和外观效果设计可调节遮阳设施的比例。
4、数字化节能辅助工具的应用
绿色节能方案设计除了有先进的思想理念和明确的设计要点外,还需要需要有科学合理的先进工具进行设计辅助,采用数字化方式量化分析,采用科学的手段对绿色节能要点的实施效果进行预判。
常用的数字化设计辅助工具,比如PKPM,清华斯维尔等软件,在绿色节能方案设计过程中可以给设计师大量支持,能通过很直观的方法将我们所有的绿色节能设计信息反馈给使用方,起到事半功倍的作用,常用的需要数字化节能辅助方面,有如下内容:采光分析;换气次数计算;建筑视野率计算;内区采光分析;建筑构件隔声设计;建筑颗粒物预评价;建筑有机挥发物预评价;室外风环境模拟分析;室外噪声分析;眩光分析;热岛强度报告;热环境评价等。
.png)
结束语
绿色节能理念渗透于社会生产中的多个领域,建筑设计也不例外。在建筑设计的最前期方案设计阶段中,采用先进的绿色节能设计理念,利用数字化节能设计工具和方法,将绿色节能设计从建筑设计的初始阶段就引入建筑中,结合不同建筑要求采取切实可行的建筑节能策略,以此推进全面降低建筑能耗,具有深远的现实意义。
参考文献
[1]《绿色建筑评价标准》GB/T 50378-2019.