浅谈在建筑设计中掌握绿色建筑设计的要点

发表时间:2021/7/26   来源:《工程建设标准化》2021年3月第6期   作者:岳宝宁
[导读] 本文从绿色建筑设计的基本原则出发,分析了绿色建筑设计的指导因素,并以某酒店项目为例,从节约用地设计、节能设计和节水设计三个方面对绿色建筑设计的要点进行了探讨。
        岳宝宁
        北京市住宅建筑设计研究院有限公司 北京 100000
        摘  要:本文从绿色建筑设计的基本原则出发,分析了绿色建筑设计的指导因素,并以某酒店项目为例,从节约用地设计、节能设计和节水设计三个方面对绿色建筑设计的要点进行了探讨。设计者在满足建筑物用途要求的前提下,要重视满足节约用地、节材、节水、节能、防污染以及生态保护等方面的要求。在细致分析本地地形和自然气候条件后,科学、合理地布局绿色建筑。
        关键词:建筑设计;绿色建筑;设计要点
一、引言
        当前,在建筑领域,绿色建筑已经成为未来发展的重要潮流,它把绿色与建筑有机融合在一起,让工业建筑、民用建筑对生态环境产生的破坏减少最低程度,从而为人类创造更好的居住环境和工作环境。按照现有的研究,绿色建筑能够减少能源利用率约百分之三十五,减少二氧化碳排放量约百分之三十六,减少水资源使用率约百分之四,减少废物排放率约百分之七十二。大力发展绿色建筑,将促进社会发展,有效提升社会资源的综合利用效率,发挥保护生态环境的作用。本文从绿色建筑设计的基本原则出发,分析了绿色建筑设计的指导因素,并以某酒店为例,从节约用地设计、节能设计和节水设计三个方面对绿色建筑设计的要点进行了探讨。
二、绿色建筑设计的基本原则
(一)协调发展原则
        通常而言,合理安排建筑各方面的功能和内部空间是绿色建筑设计的重点。在建筑设计过程中,设计者要注重建筑自身与周边环境以及有关外部条件的协调发展。传统建筑设计十分重视建筑的选型,而现代社会的人在满足物质需求的基础上非常重视精神需求的满足。因而,在绿色建筑设计中,建筑的美观也很重要。优秀的建筑不仅要满足建筑功能方面的要求,而且还应当符合社会大众的审美,让在建筑中工作或生活的群体更加愉悦。我们应当认识到,绿色建筑关注人与自然之间的和谐。具体而言,建筑结构与外部环境需要得到协调发展。绿色建筑设计实际上是一个实现人类系统、环境系统和建筑系统之间协调的过程。因此,绿色建筑设计除了满足生产和生活需求之外,还要深入考虑建筑与周围环境的关系。
        就建筑本身而言,绿色建筑是一个由不同部分组成的整体,包括维护结构、内部空间以及功能。绿色建筑的整体与局部密切相关。我们对自然的认识通常是从事物的局部开始的,在对局部有了深入认识的基础上,我们才能真正理解事物的本质,对事物的整体加以把握。绿色建筑亦是如此,其局部不但要发挥各自的作用,而且各个局部不应分割看待。建筑的所有组成部分都应当与整体做到协调一致。在绿色建筑设计中,设计者应当协调好不同部分之间的关系,才能真正实现整体效果大于局部效果,充分发挥建筑的性能。
(二)资源利用效率最大化原则
        在绿色建筑设计中,我们应当遵守资源利用效率最大化的原则。这里的资源,主要指的是自然资源,包括阳光、雨水、土地以及空气等。在绿色建筑的设计过程中,设计者应当实事求是,因地制宜,细致分析具体环境和条件,按照建设工程的特点运用有效的技术措施,充分借助不同的自然资源。此外,绿色建筑设计还应当重视人力资源的分配,结合不同专业人员的能力和经验,才能获得最优的建筑设计方案。
(三)技术最优选择原则
    随着建筑技术和材料的飞速发展,建筑设计者有愈来愈多的技术手段和方案可供选择。如何在众多的手段和方案中选用最优者,对于设计者而言是一个很大的挑战。生活品质存在好坏之分,建筑技术自然也存在高低的差别。人们往往习惯性地认为高技术是实现建筑性能优化的最佳途径。因而,建筑设计者大多倾向于应用传统的技术方案来实现自己的目标。然而,这种做法存在一定的局限性,传统的技术手段可能不适应现代社会发展的一般规律。建筑设计者应当按照环境条件和项目的具体要求,具体问题具体分析,选用与项目匹配程度高的技术手段和方案。在设计中,设计者应当注重将环境效益、文化效益以及经济效益融合起来。
三、绿色建筑设计的指导因素
(一)节地设计
        第一,土地利用。住宅用地主要以人均占地指标为主。现行规范对人均土地利用指标有明确要求,要求低层不高于四十一方米,多层不高于二十六平方米,中高层不高于二十二平方米,高层不高于十三平方米。对于公共建筑来说,由于受到容积率限制的影响,不同范围的容积率得分存在差异。容积率在0.5-0.8范围之内,为五分;容积率在0.8-1.5范围之内,为十分;容积率在1.5-3.5范围之内,为十五分。容积率如果超过3.5,则为十九分。因而,建筑物的层数越多,容积率越大,越有利于节约土地,场地之内就能够拥有更多可以用于绿化用途的土地。
        第二,土地安全卫生。在场地规划建设过程中,设计者应当保障建筑开发不破坏本区域的自然水系、森林、基本农田等,妥善保护文物资源,全面掌握地形图,获得允许开发建设的环境评估报告后,才可以正式进行建设。而且,项目用地不应有对人体健康产生危害的各种有毒有害物质。不良地质条件会对建筑施工产生不利影响,对生产和生活亦会造成不利影响,因此需要排除。在设计中,还应重视减少施工和使用过程中的废液、废气和固体的排放,一旦出现过量排放就有可能对生态环境产生危害。
        第三,场地设计与生态。场地设计应当更好地与本地生态系统紧密结合在一起。在设计过程中,应当契合本地自然环境,根据地形特点科学、合理地安排雨水储存设施。通过合理设置适应本地气候条件的各种植物,设计绿化覆盖层,不但能够降低雨水径流的速度,满足植物正常生长的需求,而且能够将屋顶和地面的积水引到预先安设的雨水沟中进行储存。在植物选择方面,从生态保护的角度来看,应当尽可能选择养护简单、耐候性良好的乔木以及灌木。绿化的布局应当尽量多样化,借助地面、屋顶、墙面、阳台等实现绿化组合,促进建筑物与自然环境的和谐,并尽可能减少能耗。
(二)节能设计
        建筑节能包括建筑方案的优化设计以及围护结构的热工计算。科学的建筑形式对建筑绿色评价能够发挥积极的影响。而与建筑形式直接相关的是建筑的表面积,在建筑造型设计中,设计者不仅要按照建筑的功能完成造型设计,而且还要深入考虑能耗对环境的影响。同时,还要有助于控制能源消耗,减少成本。围护结构的主要功能是保护建筑构件,起到支撑和保温的作用,这一部分的科学设计能够有效减少能源消耗。如果墙体太薄,窗户开启的面积不够大,对于夏季炎热、冬季寒冷的地区来说,在夏季会因隔热不足、散热困难而消耗过多的空调能量;而在冬季,因为室外的温度低、湿度大,空调的能耗亦会加大,从而影响室内空间的舒适度。因而,合理的围护结构能够在一定程度上起到减少能耗的作用。
(三)节水设计
   设计者在考虑整个工程项目的水资源利用时,应当综合考虑不同因素的影响。具体而言,这些因素包括建设项目附近是否有可以利用的水资源、地表水和地下水的储存状况以及管网的供水量、位置。水资源节约主要体现在从供水源头采取节水措施,通过使用合适的节水器具减少生活用水的浪费。若建设工程的范围较大,为确保最不利供水点能够获得足够的供水量,就需要提高给水始端的压力。在这种情况下,就会导致很多供水点都会出现超压供水的状况,出水流量超过额定流量,这种做法显然会造成水资源的浪费。为了消除此种浪费现象,设计者应当采用分区供水的方案,或者借助新建供水设施合理分配管网压力。
四、绿色建筑设计要点分析
        以下本文以某酒店项目为例,从节地设计、节能设计、节水设计三个方面详细分析项目中能够满足绿色建筑设计的要点。
(一)节地设计要点
   绿色建筑的节地设计可以分为下列方面:水平节地设计和竖向节地设计。前者主要指的是在规划用地的范围内尽可能减少建筑物所占用的面积,并使用剩下的土地用于生态用途。在这一方面,主要的设计要求是:住房是以人均居住用地指标进行评估,公共建筑则以公共建筑绿地率进行评估。在合理控制项目成本之后,对剩下的土地进行生态布局以及调蓄,能够促进资源的节约与二次利用。后者则是为科学开发利用地下空间而设立的。设计者要有效使用地面建筑的规划地下空间,可以将其设计成单层或多层的地下室,以用于车库、设备用房乃至商业方面的用途。竖向节地设计不但能够提升容积率的质量,而且能够用于防空、避难用途,发挥防灾以及防战的功能。住宅建筑和公用建筑的限制规则存在差异。住宅建筑按地下建筑面积与地上建筑面积的比值范围限定了不同的分值,而公共建筑则以地下建筑面积与总建筑面积的比值范围进行评估。设计者对建筑物地下空间的开发,是把地上开发延伸到地下空间中,但在具体的建筑设计中,设计者应当科学考虑建筑的用途以及性质,应按照实际的使用环境以及特点完成设计。例如,高层住宅楼的地下室可以利用为车库以及仓库。若地下建筑的位置处于繁华商业综合体之下,设计者可以在负一层位置安设商铺,而把其他地下楼层用于停车位用途。
        某酒店项目总体布局集中紧凑,项目周边还存在其他建设项目,均围绕公路沿线建设,设置了配套的商业和生活区。在这种情况下,不需要在每个项目中都设置配套生活设施,这样既可以满足不同项目的商业需求,而且不会对酒店项目的内部规划和布局产生不利影响。从布局的角度来看,这是一种节约用地的方式。在土地利用方面,如果只是从改善容积率而不是减少绿地率的角度考虑,我们可以考虑增加酒店楼层。但是,从项目的功能和未来可能产生的经济效益来看,设计者不应过度增加酒店的楼层数。设计者应当充分考虑某酒店在当地市场的定位状况、项目的总体运作情况以及酒店的生命周期。在本项目设计中,设计者可以按照项目地处三线城市的情况,分析周边的消费水平和环境。由于酒店项目的地块周边缺少大型的旅游景点,而且位于城郊地带。因而,酒店客房和会议室的数量不应安排太多,主要是为了满足本地社会大众的宴请和娱乐需求。
      
(二)节能设计要点
        建筑节能主要基于建筑方案的优化设计和围护结构的控制。通过对建筑形式和体形系数的合理优化,设计者能够减少不必要的能源消耗。酒店项目在单体平面设计方面的考虑主要围绕下列方面进行:一是对酒店单体空间布局的评估,目的在于考虑酒店各个建筑的用途与所安排位置的关系;二是建筑形体的优化,主要指的是体型系数的优化。在建筑物平面设计的时候,设计者应当考虑建筑物的朝向以及平面形态。尽管酒店沿街呈现条形,外表面积也超过一般方正形态的建筑,但因为酒店的设计可以利用太阳能,借助材料的性质就能够防止西晒所产生的问题。
        在绿色建筑节能设计过程中,围护结构作为速筑物概念的表达和造型的示意,可谓是十分重要的组成部分。合理的围护结构设计不仅能够减少环境因素所带来的不利影响,而且能够促进绿色节能的实现。对于本项目而言,围护结构能耗设计的重心应当放在外墙的保温设计方面。我们应当认识到,下列因素影响了外墙保温效果:一是墙体本身的性能,二是保温材料的性能。当前,建筑中得到普遍应用的墙体主要包括两种类型:单层墙体和复合墙体。前者会增加工程建设成本,导致材料出现浪费。与其相比,后者具有明显的优势。复合墙体可以分为外保温墙体、夹芯保温墙体和内保温墙体三种类型。在这几种墙体中,外墙外保温墙体具有热桥少、施工技术简便、施工速度快、成本低等特点。因而,我们在本项目的设计中应当尽可能选用外墙外保温技术,以达到节能的效果。
(三)节水设计要点
        目前,在绿色建筑卫生洁具的设计中,大部分使用了节水型产品。由于安装节水型器具较为简单,且价格方面具备优势,能够达到良好的节水效果。在当前的市场上,得到普遍使用的节水器具包括自动冲水马桶、节水感应龙头、节水冷却器、水温调节器以及节水淋浴喷头等。例如,在这些节水器具中,节水感应龙头能够起到约百分之四十的节水效果。在本文讨论的酒店项目中,节水器具可以区分为室内和室外两部分。前者包括两个方面:一是酒店公共区域的卫生洁具设计,二是酒店住宿区域的卫生洁具设计。本案例具体采用的节水器具以及节水率参见表1。
 
        室外节水,主要是通过科学的灌溉方式以达到有效利用水资源的效果。本酒店项目应用的是半固定式微喷灌系统。这一系统是介于滴灌和喷灌之间的节水灌溉方式,其输送管使用了塑料软管,按照实际需要在管上设置了不同密度和尺寸的孔。因为本项目所使用的水源是再生水,即二次过滤后的水,在通过喷孔进行喷灌的时候,不会造成喷孔的堵塞现象。而且,输送管的成本不高,适合在本项目中大规模使用。
四、结束语
        当前,随着经济和社会的发展,建筑设计不但要满足社会大众的基本生活和工作需求,而且要符合舒适、节能、环保以及审美等方面的要求。在这一背景下,绿色建筑业已成为将来建筑业发展的潮流。设计者在满足建筑物用途要求的前提下,要重视满足节约用地、节材、节水、节能、防污染以及生态保护等方面的要求。在细致分析本地地形和自然气候条件后,科学、合理地布局绿色建筑。
        参考文献:
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        [2]张晓建.建筑设计中绿色建筑设计理念的运用分析及研究[J]. 江西建材, 2017(06):26-27.
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        [4]刘宗江.浅谈绿色建筑设计在建筑设计中的应用[J].科学与财富, 2017(21):129-130.
        [5]刘超.建筑设计中绿色建筑设计理念的运用分析及研究[J].建筑工程技术与设计,2017(23):151-152.
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