綠色建筑設(shè)計(jì)理念應(yīng)用分析研究

吳貝 李逸輝 劉一丹 梁慧敏 高展望

摘要：綠色建筑是指在建筑的全壽命周期即包括初期設(shè)計(jì)、施工生產(chǎn)、使用、到拆除的所有階段內(nèi)，最大程度上節(jié)約資源（如水資源、電力、建筑材料等），同時(shí)達(dá)到保護(hù)地球生態(tài)環(huán)境、減少污染排放的目標(biāo)，營(yíng)造出一個(gè)更為綠色、符合可持續(xù)發(fā)展理念、并且能夠與自然和諧共生的建筑。文章首先對(duì)綠色建筑的理念和相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行闡述，然后對(duì)綠色建筑模擬分析及應(yīng)用做出介紹，最后對(duì)綠色建筑技術(shù)與當(dāng)下建筑業(yè)現(xiàn)狀的融合進(jìn)行展望，并提出合理建議。

Abstract： Green building refers to saving resources to the greatest extent （such as water resources， electricity， building materials， etc.） in the full life cycle of the building， including all stages of the initial design， construction and production， use and demolition， while achieving the goal of protection of the earth ecology environment and the reduction of pollution emissions， so as to create a greener building that is consistent with the concept of sustainable development and that can coexist harmoniously with nature. The article firstly explains the concept and related content of green building， then introduces the simulation analysis and application of green building， and finally prospects the integration of green building technology and the current status of the construction industry， and makes reasonable suggestions.

關(guān)鍵詞：綠色建筑;全生命周期;綠色建筑技術(shù)應(yīng)用

Key words： green building;full life cycle;application of green building technology

中圖分類(lèi)號(hào)：TU201.5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2020）11-0246-02

0? 引言

近年來(lái)，根據(jù)國(guó)家相關(guān)政策的指導(dǎo)，綠色建筑已經(jīng)成為接下來(lái)建造方式的主流，我國(guó)的建筑方針從“適用、經(jīng)濟(jì)、在可能條件下注意美觀”，調(diào)整成為最新的八個(gè)字——“適用、經(jīng)濟(jì)、綠色、美觀”（《中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見(jiàn)》）。特別增加了“綠色”二字。這是緊跟時(shí)代步伐，綜合了我國(guó)現(xiàn)階段綠水青山就是金山銀山的可持續(xù)發(fā)展的需要的結(jié)果。

1? 綠色建筑理念于建筑設(shè)計(jì)初期階段的應(yīng)用

1.1 室外通風(fēng)模擬分析

正如大家所知，綠色建筑以及其附屬產(chǎn)物所關(guān)注的人類(lèi)居住環(huán)境，不單單之中包括了對(duì)人工環(huán)境相關(guān)部分的需要，還包括了其對(duì)自然條件與環(huán)境的特殊需求。隨著人民生活水平的日益提高，我們更應(yīng)該考慮房屋怎樣才能更好的與當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛惨约捌渌恍┓矫娴膬?nèi)容更好的結(jié)合起來(lái)。

建筑通風(fēng)是城市環(huán)境設(shè)計(jì)中的重要組成因素，所以進(jìn)行建筑室外通風(fēng)模擬也顯得尤為重要。模擬使得在后期建造過(guò)程中能更好的避免不必要的麻煩也使得所設(shè)計(jì)的方案更具有前瞻性。它可以對(duì)交通空間進(jìn)行更合理的布局，通過(guò)調(diào)整規(guī)劃區(qū)內(nèi)所具備元素的布局（包括開(kāi)放公共空間、私密空間、綠化景觀設(shè)施等）來(lái)改善渦流、滯風(fēng)等現(xiàn)象。

通過(guò)室外通風(fēng)模擬，我們能更好的利用自然通風(fēng)，眾所周知，自然通風(fēng)在現(xiàn)如今的階段中也仍然被廣泛的應(yīng)用，如此一來(lái)，如果能更好的利用它，就能夠減少利用機(jī)械所產(chǎn)生的余熱或排放出的二氧化碳。計(jì)算模擬分析相應(yīng)地塊的風(fēng)環(huán)境的分布情況，即CFD，室外通風(fēng)軟件Oven成為了大家計(jì)算室外風(fēng)環(huán)境中更為普遍應(yīng)用的軟件。合理的風(fēng)環(huán)境能夠?yàn)椴徽撌彝膺€是室內(nèi)創(chuàng)造更舒適的環(huán)境，運(yùn)用軟件計(jì)算等過(guò)程對(duì)通風(fēng)進(jìn)行模擬，并一步一步對(duì)所發(fā)現(xiàn)問(wèn)題做出整改和優(yōu)化，是非常有必要的。

1.2 熱環(huán)境模擬分析

在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的初期階段，除了對(duì)室外通風(fēng)需要進(jìn)行模擬之外，對(duì)熱環(huán)境的模擬分析也是必不可少的。建筑在申請(qǐng)LEED認(rèn)證等各類(lèi)綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，有多項(xiàng)所參考的指標(biāo)，建筑中各種環(huán)境的模擬也是其中非常重要的參考指標(biāo)之一。建筑的熱環(huán)境模擬和分析雖然不是割裂開(kāi)來(lái)的但是也絕不能混為一談。我們可以借用Ladybug、Honeybee等計(jì)算機(jī)軟件對(duì)影響建筑熱環(huán)境的諸多因素進(jìn)行模擬，例如太陽(yáng)輻射的強(qiáng)度、氣溫的高低、風(fēng)速的大小、降水量的多少以及相對(duì)濕度等因素。

1.3 日照及采光模擬

在我們的日常生活中，舒適的光環(huán)境對(duì)每個(gè)人來(lái)說(shuō)都是非常重要的。綠色建筑本著節(jié)能低碳的原則和宗旨，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們應(yīng)該盡可能的使用自然光，減少照明時(shí)間，降低能耗。由于科技的進(jìn)步，我們?nèi)諠u發(fā)現(xiàn)通過(guò)一些技術(shù)對(duì)日照及采光進(jìn)行模擬分析，可在很大程度上降低建筑物擺放不合理、朝向錯(cuò)誤、門(mén)窗開(kāi)洞位置不科學(xué)的可能性，如若采光和日照能夠百分之百進(jìn)入室內(nèi)，便可大幅度減少人工照明工具的使用，從而降低建筑物或構(gòu)筑物的能耗。所能影響日照和采光的條件也有很多，如地形地貌、建筑布局、外墻使用材料、百葉安裝位置、窗口開(kāi)洞位置等等。我們可通過(guò)模擬提供多種方案并選出最優(yōu)解。在對(duì)日照及采光進(jìn)行模擬時(shí)，常采用的軟件有Ecotect、IES等。

2? 綠色建筑理念于建筑生產(chǎn)使用階段的應(yīng)用

2.1 能耗控制

2.1.1 建筑材料選擇

當(dāng)今可稱(chēng)為綠色材料的建筑材料首先應(yīng)在以下幾個(gè)方面滿足要求：生產(chǎn)建材的原材料宜盡量采用人類(lèi)日常生活與生產(chǎn)中制造的各種廢棄物，尤其是建筑垃圾，磚、混凝土等建造廢料經(jīng)過(guò)粉碎后，可以代替砂，這樣的再生建材性能更佳且制造成本低，諸如此類(lèi)的可再利用建材種類(lèi)多達(dá)一百多種，這種生產(chǎn)方式能夠有效提高廢棄物的回收利用率，更是能夠達(dá)到循環(huán)利用的目的;綠色建筑材料加工制造過(guò)程中，任何環(huán)節(jié)及原材料不應(yīng)包含有毒有害物質(zhì);對(duì)于綠色建筑材料的設(shè)計(jì)，應(yīng)能夠滿足不同人群對(duì)生活的不同需求，有針對(duì)的選擇，如設(shè)計(jì)老年人使用建筑時(shí)，所選建材應(yīng)具備防滑、隔音、防蟲(chóng)、降低磕碰傷害等特點(diǎn)。另外，在建筑使用功能和安全性得到保障的前提下，應(yīng)更多的選用制造成本低、所消耗能源少、資源使用量小的建筑材料。

2.1.2 施工過(guò)程中的能耗控制

在現(xiàn)今的多種建筑方式中，裝配式是更為符合綠色建筑理念的施工方式。裝配式建筑是指在工廠中成批量地制作出建造過(guò)程中所需的各種結(jié)構(gòu)構(gòu)件，將其運(yùn)輸至工地后在工地快速裝配而成的建筑。由于其在保證本身質(zhì)量的前提下，構(gòu)件可以反復(fù)拆卸、重復(fù)利用且是提前預(yù)制的特性，這種建造方式對(duì)于建筑施工及運(yùn)輸期間的能耗是有很強(qiáng)的控制能力的。

預(yù)制件在建筑中主要應(yīng)用于：通風(fēng)排水等管道設(shè)備、幕墻、模塊化的單元如衛(wèi)生間廚房、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件等。有數(shù)據(jù)顯示：未來(lái)預(yù)制裝配構(gòu)件在醫(yī)院類(lèi)的建筑中將會(huì)得到最為廣泛的應(yīng)用，可高至14%;酒店及旅館可達(dá)11%;物流倉(cāng)庫(kù)建筑11%其他建筑如監(jiān)獄、工廠10%。裝配式建造模式結(jié)合先進(jìn)BIM技術(shù)中所具備的精準(zhǔn)管控、云信息庫(kù)、多部門(mén)集成于同一平臺(tái)等特點(diǎn)，將形成綠色理念在建筑的創(chuàng)新應(yīng)用策略。

2.2 可再生能源利用

綠色建筑在能源的利用方面，可根據(jù)建筑物所處地理位置、當(dāng)?shù)貧夂颉?dāng)?shù)販囟葷穸鹊葪l件，對(duì)利用哪種能量進(jìn)行選擇與設(shè)計(jì)，包括直接利用如采光通風(fēng)，及間接利用即將各種能源轉(zhuǎn)化為電能等后再利用的方式。

其中以太陽(yáng)能為例，太陽(yáng)能是如今可使用范圍分布最廣、最易獲取的清潔能源之一。它在綠色建筑中的應(yīng)用方法包括：在建筑物屋頂設(shè)置太陽(yáng)能光伏板、建造太陽(yáng)能電力墻和光電玻璃、安裝太陽(yáng)能集熱器、使用太陽(yáng)能熱水器（水熱利用程度更高效）、合理設(shè)計(jì)窗洞口占建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)比例以更大程度利用太陽(yáng)光采光進(jìn)一步減少人工照明，設(shè)置天井形成煙囪效應(yīng)改善室內(nèi)通風(fēng)等。

同時(shí)還要注意能源的重復(fù)利用，例如屋頂存儲(chǔ)雨水的使用，洗手池的水可經(jīng)過(guò)建筑物內(nèi)單獨(dú)設(shè)置的水處理系統(tǒng)處理后用于非生活用水等。這類(lèi)自然能源的應(yīng)用可減少人工能源的使用對(duì)環(huán)境形成的負(fù)荷。

3? 總結(jié)

在綠色建筑中的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)、各個(gè)方面（包括采光、熱環(huán)境等）的分析以及綠色建筑在未來(lái)一階段中如何發(fā)展進(jìn)行了更加深入的了解與研究。不可再生能源的短缺，地球上不論是空氣還是其他方面的污染已經(jīng)成為全民不得不關(guān)注的并迫在眉睫需要解決的問(wèn)題。根據(jù)我國(guó)現(xiàn)階段的國(guó)情，不難看出它是實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。綠色建筑已經(jīng)成為新的風(fēng)向標(biāo)，關(guān)注建筑的全生命周期，強(qiáng)調(diào)因地制宜。從而為使用者提供一個(gè)更加低碳舒適、能夠與自然和諧共生、符合可持續(xù)發(fā)展理念的生活環(huán)境，共同構(gòu)建可持續(xù)未來(lái)！

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