王鎖宏
近年來,綠色建筑設計理念,在建筑設計中得到了廣泛的應用,順應節能環保的發展趨向,并在建筑行業中占據著至關重要的地位。市場競爭局勢越來越激烈,建筑行業要想自身永葆生機與活力,就必須通過應用綠色建筑設計理念,實現建筑全壽命周期內各項資源的高效利用,減少資源浪費與流失,進而為建筑行業的可持續發展注入能量。
綠色建筑是城鄉建設中實現可持續理念的方法,它需要創新的設計理念,運用先進的技術支撐和可操作的評估體系,在建筑的全壽命周期內,最大限度地節約資源(節能、節地、節水、節材)、保護環境和減少污染,為人們提供健康、適用和高效的使用空間,與自然和諧共生[1]。現階段,得益于節能環保政策的大力推行,建筑的能耗越來越嚴重的問題逐漸減少,在建筑生產中,由于高能耗問題的存在,給人們正常的生活造成了極大的影響。而在建筑設計中,能耗的控制是至關重要的,這就要將綠色建筑應用理念貫穿于建筑設計的方方面面,以此來推動建筑設計可持續發展目標的實現,順應建筑設計的發展趨向(具體詳見圖1)。

圖1 綠色建筑應用理念
1.2.1 新舊資源的高效利用原則
要想將傳統能源的使用負擔降至最低,就要最大限度地利用已有資源,加強能源的開發與研究,比如太陽能、風能和水資源,已經成為現代能源中不可缺的組成部分,最大限度地減少對有限資源與環境的影響。優化建筑設計,既是對新型能源的高效利用,又是對建筑能耗問題得到有效解決。
例如,商洛設計院辦公樓,把太陽能、屋面花園、樓層花園、雨水收集等技術應用到屋頂設計等方面,通過“光電轉換”原理和“海綿城市”設計理念,實現由太陽能轉化為熱能和電能,給公共盥洗間供熱水,給公共空間夜景照明,采用屋面收集的雨水用于樓層花園的澆灌等,該樓用水、用電分別節約了30%和20%,節能效果顯著,發揮了自然能源優勢。
1.2.2 回應環境原則
人類發展帶來環境生存壓力,可持續發展源于環境問題,綠色建筑設計是對環境問題的回應。加強建筑所在區域的環境保護,是綠色建筑實施的關鍵所在,也就是采用優化設計技術的手段,把建設的環境成本、建筑直接經濟成本控制在可控制的范圍內,也就是既要充分利用自然可再生能源及資源,又要對建筑全壽命周期問題進行深入分析,對能耗低、環境污染小的建筑材料加以優先選擇,與保護環境的目的相契合。在保護環境原則中,要不斷減少對環境壓力,降低對環境負荷,減少耗能,回收利用比如風能、水能、太陽能等自然能源;充分利用比如地勢、氣候、陽光、空氣、水流等環境因素,有效解決環境問題。例如,商洛設計院辦公樓,使用自然太陽能發電,供室外場地景觀照明、樓體夜景照明和空中花園、屋頂花園照明;對屋面雨水進行回收,用于樓層花園澆灌,保護了環境,減少了污染,實現了自然環境與社會生態環境的緊密結合。
1.2.3 以人為本原則
建筑是人類抵御大自然對人類的傷害和威脅的庇護所,綠色建筑的目標就是通過人類的建設行為,達到人與自然和諧共生,滿足人類追求適宜生存居所的需求和愿望[2]。要實現這一目標,在進行建筑設計時,就要落實好以人為本的原則,決好人與建筑的關系,實現人“對美好生活向往”,既要滿足人日常出行、生產、生活、安全、健康、舒適等的基本需求,又要滿足人日益增長的精神需求、社會生態和人文關懷,更好地把人類的智慧、文明與文化、美學、哲學緊密相連。既有歷史性,又有傳承性,更有人文特性。
例如,在報送建設部陜南商洛特色民居圖集中,為了強調商洛的地域特點、環境特征和人文情懷,專題組織認真調研,從民間挖掘了許多具有地域特點的建筑元素,作品采用傳統屋脊、馬頭墻,祥龍、梅花、向日葵、桐籽花等表示吉祥的圖案,采用傳統的粉墻黛瓦、坡屋頂風格,以青磚、石材為主,達到了就地取材、特色鮮明、美觀經濟節能的效果,深受老百姓歡迎。
把綠色建筑設計理念,運用于場地規劃中,是實現綠色建筑的前提。規劃首先要遵守土地資源節約原則,控制建筑物容積率,其次要想實現對土地資源的高效利用,將建筑的占地面積縮減至最低,確保土地利用率最大提升,結合建筑的實際場地條件,保證原有地勢形態的完整性,盡可能減少對場地的過度平整,對周邊生態環境的人為破壞,在規劃指標的控制之下,進行生態設計,科學選址,科學設計。
例如:商州區中學項目,充分利用地形的自然特點,適度改造,合理利用高差,不同功能區根據場地標高分成若干個臺地,而在每個大臺地內又結合功能、空間需要,合理利用高差,形成空間層次豐富的地上、地下、半地下空間,營造出比較理想的規劃方案(圖2)。
在建筑設計中,要加強綠色建筑設計理念的運用,結合建筑場地的氣候條件,相對溫度、直接太陽輻射、間接太陽輻射、平均風速、平均云量、最佳朝向等情況進行分析(圖3)。對建筑朝向進行設計研究,并對周邊建筑相互影響因素進行充分考量,最大限度地把綠色建筑技術分析成果應用于工程設計中(具體詳見圖3)。

圖2 商州區高級中學被動式太陽能技術分析

圖3 商州區高級中學綠色建筑分析
例如:商州區中學項目設計,結合場地前期條件分析,進行了綠色建筑分析,該場地夏天主要以東南風為主的氣候特點,考慮建筑物周邊的陽光照射時間過長,在熱傳遞的影響下,將會增強室內溫度,因此,在建筑設計中,建筑朝向要盡可能選擇東偏南15°的方向為最佳,在吹東南風時,可以通過風的吹向作為建筑物室內溫度降低的必要手段,盡量減少使用空調時間,達到建筑節能環保目標。
2.3.1 窗節能設計
要想充分發揮出建筑采光和通風功能,就必須要高度重視門窗設計這一問題,由于門窗的安裝是相對簡單的[3],傳熱系數也比較低,所以在門窗設計中,要加強節能門窗的采用,框料要采用塑鋼、斷橋鋁合金等可阻熱框料,玻璃要采用中空玻璃、雙層玻璃等,發揮獨有的隔音、隔熱等作用。同時要結合建筑實際所需,注重門窗的樣式和尺寸的合理選用,為室內通風和采光率的合理化創造條件,既具有良的透光性、裝飾性,又具有良好的隔熱保溫性。達到夏季能阻止熱量進入室內,冬季能阻止室內熱量傳出室外的效果。
2.3.2 采暖空調的設計
隨著我國建筑業的不斷發展,綠色建筑逐漸走入人們的生活,這其中暖通設計中的綠色建筑應用更是受到人們的關注。暖通設計的空氣調節、通風以及采暖是建筑工程設計中的重要組成部分,為了給人們創造更為舒適的室內居住及工作環境,很多建筑均配備了空調設備和供暖通風設施,這些設備對自然環境構成了一定威脅,不僅會排放大量有害氣體及溫室氣體,還消耗大量能源。因此,促進建筑節能,發展綠色建筑能有效的減緩自然環境的壓力,在采暖空調設計時,要圍繞熱源進一步完善供暖系統,避免太陽光的直射,以免影響到節能系統的正常使用。
運用綠色建筑的設計理念,在進行工程建設中采用各種新型墻保溫材料,在外墻材料的選擇中,要注重節能環保理念的滲透。比如,要加強新型加氣混凝土的廣泛應用,發揮出外墻的隔熱和保溫的性能,我國墻體材料發展總趨勢是高強、輕質、保溫、隔熱、防火、無環境污染,由實心向空心,塊類向板類發展,由小塊向大塊發展,由單一材料向復合綠色發展,墻體傳熱在建筑外表皮所占比例較大,目前在陜西商洛主要采用外墻外保設計,采用范圍大,使用壽命長,技術成成熟,經濟效益顯著,通過優化墻體設計,達到了節能的效果。
要想將綠色建筑功能的優勢充分體現出來,就要合理規劃建筑格局,充分考慮綠色建筑物之間的各項指[4],比如溫度、濕度、日照、朝向、風向等,注重綠色建筑物的安全性與環保性。要積極推廣使用新型節能建筑體系的運用,把建筑功能與綠色建筑設計理念有機結合,運用技術手段和評估標準為綠色建筑設計作質量保障。
例如:以商州區中學設計中,通過引用綠色建筑理念,在具體設計中,在滿足建筑功能需求的情況下,對被動式太陽能技術分析(具體詳見圖2),和綠色建筑分析(具體詳見圖3)、季節性植物的選用、屋面綠化、建筑進排風口的設計以及外圍護結構的整體保溫設計加以合理化利用,在滿足建筑功能要求的前提下,強化了綠色建筑理念的設計。
建筑物的正確選址,要結合建筑的實際要求,從建筑生命周期分析,兼顧建筑系統、景觀、功能、文化需求定位,結合實施對策,技術標準,進行合理科學規劃,控制占地面積,避免出現資源消耗現象[5],減少各類自然災害對周邊生態環境的影響和破壞。要對建筑物的自身情況和施工工序進行全面了解,避免對周邊生態造成不利影響。
在建筑物布局設計中,綜合考慮整個建筑群的布局,結合區域特點、建筑周邊環境等進行充分考慮。對日照間距進行合理控制,確保最佳的通風條件和朝向,使建筑主體與外圍環境、室內等綜合系統協調,綜合考慮建筑的資源、能源、風、光、聲、水、材料等系統,達到因地制宜和宜人舒適的目標。注重歷史地域文化的傳承,充分體現出“鄉愁”,實現綠色家園。
總而言之,加強綠色建筑設計理念的應用是非常關鍵的,要將建筑設計推向綠色化、可持續化發展的道路,實現綠色環保理念與建筑設計的有機融合,彰顯綠色建筑設計理念的應用價值。因此,在實際應用過程中,要結合當地實際情況,強調以人為主體,創建理想的建筑,贏得用戶的滿意度,最大限度的實現經濟效益和社會效益取得雙贏。
[1]《綠色建筑評價標準》(GB50378-2014).中國建筑工業出版社.
[2]饒戎.綠色建筑/《綠色建筑》教材編寫組編著.中國計劃出版社,2018(8):80.
[3]張曉建.建筑設計中綠色建筑設計理念的運用分析及研究[J].江西建材,2017(05):20~21.
[4]雷永長.淺談綠色建筑設計理念在建筑設計中的整合與應用[J].建材與裝飾,2015(45):119~120.
[5]呂夢.淺談綠色建筑設計理念在建筑設計中的整合與應用[J].中國新技術新產品,2016(09):131~132.