綠色建筑設計與技術方面的問題探討

[摘要]本文從綠色建筑內(nèi)涵著手，分析綠色建筑設計理念的相關問題，探討綠色節(jié)能技術的應用，進而指出綠色建筑理念對建筑設計的指導作用。

[關鍵詞]綠色理念； 建筑設計； 節(jié)能技術

1綠色建筑的涵義

關于綠色建筑的涵義，不同專家學者從不同角度出發(fā)做出過不同解釋。其中，具有代表性的是威爾夫婦在其所著的《綠色建筑——為可持續(xù)發(fā)展而設計》一書中提出的關于綠色建筑的六個原則：節(jié)約能源、結(jié)合氣候、材料循環(huán)利用、尊重用戶、尊重環(huán)境和整體設計觀。威爾夫婦指出，綠色設計對于建筑本身來說并不是很新的思維途徑，但真正讓我們感到新奇的是如何將綠色方式作為一個整體運用到建筑設計中去，建造一個可持續(xù)發(fā)展的建筑。

2我國綠色建筑的評價標準

我國2006年實行的《綠色建筑的評價標準》用于評價住宅建筑和辦公建筑、商場、賓館等公共建筑。《標準》的評價指標體系包括以下六大指標：1）節(jié)地與室外環(huán)境；2）節(jié)能與能源利用；3）節(jié)水與水資源利用；4）節(jié)材與材料資源利用；5）室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量；6）運營管理（住宅建筑）、全生命周期綜合性能（公共建筑）。

各大指標中的具體指標分為控制項、一般項和優(yōu)選項三類。綠色建筑評價的必備條件是；應全部滿足標準中控制項要求。按滿足一般項數(shù)和優(yōu)選項數(shù)的程度，綠色建筑劃分為三個等級。對住宅建筑或公共建筑的評價，在其投入使用一年后進行。

3綠色建筑設計理念

3.1節(jié)約能源、資源

充分利用太陽能，采用節(jié)能的建筑圍護結(jié)構(gòu)以及采暖和空調(diào)，減少采暖和空調(diào)的使用。根據(jù)自然通風的原理設置風冷系統(tǒng)，使建筑能夠有效地利用夏季的主導風向。建筑采用適應當?shù)貧夂驐l件的平面形式及總體布局。

在建筑設計、建造和建筑材料的選擇中，均考慮資源的合理使用和處置。要減少資源的使用，力求使資源可再生利用。節(jié)約水資源，包括綠化的節(jié)約用水。

3.2舒適和健康的生活環(huán)境

建筑的土壤中不存在有毒、有害物質(zhì)，地溫適宜，地下水純凈，地磁適中。建筑內(nèi)部不使用對人體有害的建筑材料和裝修材料。室內(nèi)空氣清新，溫、濕度適當，使居住者感覺良好，身心健康。

4綠色建筑節(jié)能技術的應用

4.1建筑圍護結(jié)構(gòu)

建筑圍護結(jié)構(gòu)熱工性能的優(yōu)劣，是直接影響建筑使用能耗大小的重要因素。我國根據(jù)一月份和七月份的平均氣溫，劃分嚴寒地區(qū)、寒冷地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)、夏熱冬暖地區(qū)和溫和地區(qū)五個不同的建筑氣候區(qū)，各地的氣候差異很大，建筑圍護結(jié)構(gòu)應與建筑所處環(huán)境相適應。

廣西屬于夏熱冬暖地區(qū)，夏熱冬暖地區(qū)劃分為南北兩個氣候區(qū)，北區(qū)內(nèi)建筑節(jié)能設計應主要考慮夏季空調(diào)，兼顧冬季采暖。南區(qū)內(nèi)建筑節(jié)能設計應考慮夏季空調(diào)。廣西區(qū)內(nèi)的建筑圍護結(jié)構(gòu)以考慮夏季隔熱性能為主，北區(qū)的兼顧考慮冬季保溫性能。

建筑外維護結(jié)構(gòu)主要包括墻、窗、屋頂?shù)炔糠?。在廣西地區(qū)，建筑節(jié)能的關鍵是遮陽和隔熱，窗戶是建筑節(jié)能最關鍵的因素，比外墻和屋頂更重要。

近年來，在建筑圍護結(jié)構(gòu)中，玻璃的使用面積越來越大。從綠色建筑角度考慮，透明的圍護結(jié)構(gòu)可以增加室內(nèi)采光及冬季白天的太陽輻射量。但基于目前的技術發(fā)展條件，在一個合理的價格范圍內(nèi)，透明圍護結(jié)構(gòu)的熱阻還是遠遠小于非透明圍護結(jié)構(gòu)的，更何況直接進入室內(nèi)的太陽輻射在夏季常是空調(diào)系統(tǒng)的主要負荷，透明部分的外側(cè)必須設有效的遮陽（最好是卷簾、百葉窗之類的活動遮陽），以降低進入室內(nèi)的太陽輻射量。由于透明圍護結(jié)構(gòu)的熱工性能比非透明圍護結(jié)構(gòu)差，因此從節(jié)能角度出發(fā)，以達到隔熱的節(jié)能效果，控制透明圍護結(jié)構(gòu)的大面積使用還是很有必要的。

4.2室內(nèi)環(huán)境控制技術

室內(nèi)環(huán)境控制包括自然通風利用、自然光利用、空氣處理系統(tǒng)等。

良好的自然通風可以大大縮短空調(diào)設備的實際運行時間，良好的朝向有助于在夏季避開強烈的陽光直接照射，在冬季獲取盡可能多的太陽輻射熱。因此為了達到綠色建筑的節(jié)能要求，居住建筑的平面、立面及剖面設計應有利于自然通風、自然采光，建筑物的朝向宜采用南北向或接近南北向，建筑間的間距不宜過小，建筑的進深不宜太大。

在采用空調(diào)系統(tǒng)的公共建筑中，暖通空調(diào)系統(tǒng)的技術應用至關重要。各類空調(diào)系統(tǒng)的能效存在較大的差異，建筑內(nèi)部空調(diào)的合理分區(qū)對運行能耗的影響也很大，系統(tǒng)的科學運行管理對實際節(jié)能與否有相當重要的影響。公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗至少占建筑總能耗的50%以上，優(yōu)化系統(tǒng)設計是節(jié)能的前提，系統(tǒng)的自動控制則是節(jié)能成敗的關鍵。目前，暖通空調(diào)系統(tǒng)基本上采用集散控制技術，系統(tǒng)節(jié)能效率達10%～30%。

4.3可再生能源應用技術

（1）太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)

太陽能屬可再生能源，其最大優(yōu)點是減少污染、保護生態(tài)環(huán)境。獨立運行的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池板、控制器、蓄電池和逆變器組成，若并網(wǎng)運行，則無需蓄電池組。目前，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)應用場所主要包括：建筑物部分用電設備、環(huán)境照明（如庭院燈、草坪燈等）、道路照明、體育場照明等。在筆者的工作實踐中，由于太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)造價比傳統(tǒng)的電力設備要高，應用的范圍不大，主要應用在居住建筑的公共區(qū)域照明上。未來，隨著系統(tǒng)造價的降低，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的應用場所會越來越多。

（2）太陽能熱水系統(tǒng)

隨人們生活水平的提高，熱水供應逐漸成為住宅建筑必須具備的功能，熱水能耗也會越來越大，利用太陽能提供生活熱水應是符合綠色建筑原則的。在住宅建筑中普及太陽能熱水供應的最大障礙還在于太陽能熱水器與建筑的一體化時，只有當太陽能利用與建筑設計真正一體化，才能實現(xiàn)完全意義上的太陽能熱水供應。太陽能屋頂應成為綠色建筑、尤其是綠色住宅建筑的一項重要措施。在筆者的工作實踐中，多層居住建筑、高層居住建筑的屋頂下幾層、低層多層的公共建筑等，均較適宜安裝屋頂太陽能熱水供應系統(tǒng)，達到太陽能利用與建筑設計真正一體化的節(jié)能綠色建筑的要求。其余的建筑尚需在太陽能應用系統(tǒng)的發(fā)展中，逐步形成完善的一體化設計。

4.4建筑智能化系統(tǒng)

綠色建筑與智能建筑的共同點是建筑節(jié)能與環(huán)境控制。智能建筑（IB）是以建筑為平臺，兼?zhèn)浣ㄖO備、辦公自動化及通信網(wǎng)絡系統(tǒng)，集結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務、管理及它們間的最優(yōu)化組合，向人們提供安全、高效、舒適、便利的建筑環(huán)境。建筑設備自動化系統(tǒng)（BAS），將建筑物、建筑群內(nèi)的電力、照明、空調(diào)、給排水、防災、保安、車庫管理等設備或系統(tǒng)構(gòu)成綜合系統(tǒng)，以便集中監(jiān)視、控制和管理。系統(tǒng)顯著的功能就是建筑節(jié)能與環(huán)境控制。

通信網(wǎng)絡系統(tǒng)（CNS）是樓內(nèi)的語音、數(shù)據(jù)、圖像傳輸?shù)幕A，同時與外部通信網(wǎng)絡（如公用電話網(wǎng)、綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)、計算機互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)及衛(wèi)星通信網(wǎng)等）相聯(lián)，確保信息暢通。系統(tǒng)的服務功能就是為提高工作效率創(chuàng)造條件。

4.5照明技術

照明也是建筑的耗能大項，在商業(yè)建筑中，照明能耗可占總能耗的20%～30%。照明不僅本身消耗能量，在有空調(diào)降溫需求的場合，照明能耗還增大了空調(diào)系統(tǒng)供冷的需求。在綠色建筑中，可通過采用晝光照明、先進的照明技術和高效合理的照明設計來降低照明能耗。晝光照明是“綠色”的照明方式，不僅降低能耗，還可起到降低供電峰值的作用。在大體量建筑中，房間進深通常都很大，利用一些折光板和反射天花板就能將光線引入房間內(nèi)部，減少白天照明的需求。晝光資源的利用作為一項專門的課題，在綠色建筑中有很大的舞臺。

照明技術的發(fā)展為照明節(jié)能提供技術支撐。為滿足同樣的照度要求，高光效的光源和燈具比普通光源和燈具消耗的電能要低得多。另外，從建筑設計角度應對降低照明能耗作出強制性規(guī)定。我國新版《建筑照明設計標準》規(guī)定了各類房間照明功率密度（LPD）限值，就是要在設計環(huán)節(jié)控制過度照明的發(fā)生。

照明系統(tǒng)的控制對系統(tǒng)實際消耗的電能也有著很大影響，因而采用先進的系統(tǒng)控制方式是非常必要的。一是采用獨立運行的二線制控制系統(tǒng)，如ABBi-bus、奇勝C-Bus2、松下全2線式控制系統(tǒng)等。二是采用BAS系統(tǒng)，將照明系統(tǒng)作為BA系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)設計。相比較而言，方式一的優(yōu)點是系統(tǒng)獨立運行，場景預設與亮度調(diào)節(jié)靈活，尤其適用于控制點多且功能要求高的場所，而方式二則適于大空間場所的集中控制。

綜上所述，隨著經(jīng)濟，環(huán)境，健康等諸多因素的迫切要求，綠色建筑正在迅速發(fā)展，在建筑領域里，我們呼吁更多的設計師投入到綠色建筑設計和施工中，提倡各種建筑生態(tài)技術的應用，發(fā)展綠色建筑。這不僅有助于推動全球環(huán)境品質(zhì)的改善，而且有助于人們生活品質(zhì)的提高。我國是人口大國，能源消耗大國，因此加大綠色建筑設計與施工的研究，無論從環(huán)境的角度還是能源的角度都將有深遠的現(xiàn)實意義。

參考文獻

[1]GB/T50378-2006，中國建筑科學研究院綠色建筑評價標準[S]北京：中國建筑工業(yè)出版社，2006.

[2]智能與綠色建筑文集編委會.智能與綠色建筑文集[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004.

[3]齊憶.以建筑節(jié)能為視角淺談綠色建筑的營建[D].成都：西南交通大學，2010.

[4]韓帥.綠色技術與可持續(xù)性建筑初探[D].西安：西安建筑科技大學，2010.