綠色建筑設(shè)計(jì)理念在工業(yè)建筑中的應(yīng)用初探

李卓群

摘要：隨著時(shí)代發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步，人們生活方式改變的同時(shí)，生態(tài)破壞、極端氣候等次生問(wèn)題日益凸顯。工業(yè)建筑伴隨生產(chǎn)工藝會(huì)產(chǎn)生各種污染物，如何通過(guò)建筑設(shè)計(jì)改善建筑內(nèi)污染物治理方式、提高室內(nèi)空氣品質(zhì)引發(fā)了建筑師的思考。早在上世紀(jì)70年代，歐美國(guó)家就已經(jīng)掀起了有組織的綠色建筑運(yùn)動(dòng)。如今，新型建筑材料不斷涌現(xiàn)出來(lái)，綠色建筑理念與工業(yè)建筑設(shè)計(jì)也成為了新興課題，力求打造低能耗無(wú)污染、生態(tài)綠色的生產(chǎn)環(huán)境，最大程度符合實(shí)際發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：綠色建筑設(shè)計(jì)理念;工業(yè)建筑設(shè)計(jì);BIM應(yīng)用

引言：

隨著全球氣候的變暖，世界各國(guó)對(duì)建筑節(jié)能的整體關(guān)注度正在不斷的快速提升，建筑的能耗是未來(lái)主要的建筑評(píng)價(jià)指標(biāo)之一。我國(guó)工業(yè)建筑正處在工業(yè)化建設(shè)發(fā)展的高速時(shí)期，我國(guó)能源消耗量高居全球第二名。目前，我國(guó)單位面積的建筑能耗是發(fā)達(dá)國(guó)家的3倍左右，污水回收利用也僅為發(fā)達(dá)國(guó)家的20%，因此，推行綠色建筑設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)體系不僅是國(guó)家的一項(xiàng)政治舉措，更是改善生態(tài)環(huán)境的民心工程。

1 綠色建筑設(shè)計(jì)理念的主要特征

1.1 生態(tài)資源全生命周期評(píng)價(jià)

綠色建筑的全生命周期概念提倡盡可能的維護(hù)自然資源、力求減少污染環(huán)境，進(jìn)而建設(shè)一個(gè)與自然環(huán)境和諧相處的高效的工業(yè)建筑空間。綠色建筑的全生命周期可延展至原材料的生產(chǎn)，以及未來(lái)的拆除改造和回收利用。生態(tài)資源的全生命周期評(píng)價(jià)有利于推動(dòng)綠色建筑節(jié)能材料的發(fā)展，倒逼綠色建筑加速發(fā)展。借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家綠色建筑設(shè)計(jì)的成功案例和技術(shù)，結(jié)合我國(guó)的自然環(huán)境特征，根據(jù)不同地區(qū)的氣候條件、海拔高度、太陽(yáng)輻射量、溫濕度分部、植被分布、水體分布、生活習(xí)慣等設(shè)計(jì)條件，制定不同的設(shè)計(jì)參數(shù)及指標(biāo)。充分利用太陽(yáng)能資源，采用節(jié)能的建筑外圍護(hù)體系以及采暖和空調(diào)設(shè)計(jì)，主要的綠色保溫材料如擠塑聚苯板、巖棉板、膨脹珍珠巖，與傳統(tǒng)的保溫材料組合使用，減少耗煤量，以滿足新建建筑的節(jié)能指標(biāo)要求。新興的通過(guò)自然通風(fēng)的原理設(shè)計(jì)風(fēng)冷系統(tǒng)，使建筑能夠有效地利用夏季的主導(dǎo)風(fēng)向，在建筑方案規(guī)劃階段應(yīng)宏觀考慮當(dāng)?shù)貧夂驐l件與建筑總圖布局的結(jié)合。綠色建筑設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)與周邊環(huán)境相融合的理念，和諧統(tǒng)一、動(dòng)靜互補(bǔ)，通過(guò)建筑手段調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣，使室內(nèi)空氣流動(dòng)，溫濕度適宜，給人們生產(chǎn)生活提供良好的體驗(yàn)。

1.2 綠色建筑材料全生命周期管理

綠色建筑的建設(shè)過(guò)程對(duì)于綠色建筑材料的選用和管理提出較為嚴(yán)格的要求。[1]建筑材料種類繁多，傳統(tǒng)粗獷式的建筑材料管理方式已經(jīng)不能適應(yīng)綠色建筑材料的管理要求，對(duì)于綠色建筑材料生產(chǎn)應(yīng)實(shí)行精細(xì)化管理方式。BIM技術(shù)能夠促進(jìn)建筑工程項(xiàng)目全生命周期內(nèi)信息的共享和交流，實(shí)現(xiàn)建筑工程項(xiàng)目各參與方的可視化管理，加強(qiáng)綠色建筑材料管理中BIM技術(shù)的應(yīng)用，能夠?yàn)榫G色建筑項(xiàng)目提供更加直觀的建筑材料三維模型和施工模擬三維模型，利用BIM技術(shù)建立綠色建筑材料的信息庫(kù)，打破以往建筑材料管理信息閉塞現(xiàn)狀，為綠色建筑項(xiàng)目的綠色建筑材料后期維護(hù)和管理提供了信息追溯，同時(shí)也可以協(xié)助建筑師了解綠色建筑材料，在設(shè)計(jì)過(guò)程中合理選材，積極推進(jìn)綠色建筑的發(fā)展。利用Revit可以解決項(xiàng)目跨專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)的問(wèn)題，建立BIM模型，跨專業(yè)在BIM模型的技術(shù)上進(jìn)行設(shè)計(jì)估算和預(yù)測(cè)，BIM模型可以協(xié)助建筑師做能源模擬、采光設(shè)計(jì)、用水分析等。BIM在綠色建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中逐漸凸顯優(yōu)勢(shì)。

1.3 可持續(xù)性設(shè)計(jì)

可持續(xù)性設(shè)計(jì)所強(qiáng)調(diào)的是減少溫室氣體的排放量。低碳建筑所指的是在設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)行、改建和拆除的整個(gè)過(guò)程中，建筑釋放最少的溫室氣體，目前我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展仍處在“高碳”的排放階段，建筑是溫室氣體排放的主要來(lái)源之一，建筑低碳化已經(jīng)成為世界建筑相關(guān)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。[2]

在工業(yè)建筑發(fā)展過(guò)程中重視無(wú)污染原則，整個(gè)建設(shè)過(guò)程中可以使用可再生資源與非可再生資源相互結(jié)合的方式，同時(shí)要保護(hù)和節(jié)約寶貴的水資源，以及水資源再利用。目前綠色建筑理念在工業(yè)建筑設(shè)計(jì)中無(wú)污染原則使用的主要體現(xiàn)在建筑材料的選擇上，降低建筑材料的使用并選擇對(duì)環(huán)境有益的材料。工業(yè)建筑不同于民用建筑，建筑空間彈性靈活，具有較高的改造價(jià)值，可持續(xù)性設(shè)計(jì)應(yīng)用于工業(yè)建筑可以使工業(yè)建筑發(fā)揮出更大的作用。工業(yè)建筑設(shè)計(jì)已經(jīng)越來(lái)越重視對(duì)于建筑周?chē)h(huán)境的各種研究，通過(guò)對(duì)各種材料的合理搭配能夠完成與自然環(huán)境的和諧發(fā)展，盡可能運(yùn)用玻璃、金屬等可反復(fù)利用的材料，處理工業(yè)垃圾的時(shí)候，需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪M(jìn)行建材分類，減少建筑改造和拆除對(duì)周邊環(huán)境造成的污染，最大程度使工業(yè)建筑可以符合實(shí)際發(fā)展要求。

2 綠色建筑理念在工業(yè)建筑中的原則

2.1 地域性原則

工業(yè)建筑設(shè)計(jì)方法中提倡綠色建筑設(shè)計(jì)的理念，建筑選址應(yīng)從宏觀角度出發(fā)，充分發(fā)揮地域性特色，遵循各地傳統(tǒng)文化和建筑材料。盡可能選取當(dāng)?shù)靥烊徊牧希梢员苊鈴?fù)合材料過(guò)度使用，減少材料運(yùn)輸和生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的浪費(fèi)和污染物排放等問(wèn)題。工業(yè)建筑規(guī)劃受環(huán)境的風(fēng)向、光照等因素制約，降水以及地勢(shì)等條件也是需要關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容之一。在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要對(duì)各種排污系統(tǒng)合理處理，從根本入手來(lái)解決建筑對(duì)環(huán)境的影響。工業(yè)建筑的選址與設(shè)計(jì)還應(yīng)符合遠(yuǎn)期發(fā)展要求，高效循環(huán)利用能源。

我國(guó)各地域具有很大的差異性，比如在夏熱冬冷地區(qū)需要注意遮陽(yáng)設(shè)計(jì)以達(dá)到節(jié)約能源的作用，有效的遮陽(yáng)設(shè)計(jì)可以節(jié)省約三分之一的能源消耗量。設(shè)計(jì)方式分為內(nèi)遮陽(yáng)、外遮陽(yáng)和活動(dòng)遮陽(yáng)三種方式，內(nèi)遮陽(yáng)通過(guò)增加百葉窗，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用便利，但是這種遮陽(yáng)方式只是減少了太陽(yáng)的直射面積，并沒(méi)有阻擋熱量的傳遞，太陽(yáng)輻射還是以短波形式進(jìn)入了車(chē)間內(nèi)部。外遮陽(yáng)可以與建筑立面設(shè)計(jì)統(tǒng)一考慮，并可以有效阻擋太陽(yáng)光線進(jìn)入車(chē)間，從而控制建筑對(duì)熱量的吸收，降低建筑內(nèi)空調(diào)使用量，減少能源消耗。

2.2 自然性原則

通過(guò)工業(yè)建筑的節(jié)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，對(duì)廢水、雨水進(jìn)行回收循環(huán)利用，用于對(duì)周邊綠化進(jìn)行灌溉，水資源利用最大化。利用綠色建筑技術(shù)將雨水收集凈化，從而達(dá)到人與自然和諧統(tǒng)一的目的。綠色建筑可利用可再生自然資源，比如水資源、太陽(yáng)能等清潔能源，使工業(yè)建筑與周邊自然環(huán)境形成一個(gè)有機(jī)整體。工業(yè)建筑設(shè)計(jì)還可以利用綠色植物調(diào)節(jié)空氣質(zhì)量，并達(dá)到美觀的視覺(jué)效果。在工業(yè)建筑中的污染區(qū)應(yīng)設(shè)置綠化隔離帶，自然植物對(duì)改善工業(yè)建筑的環(huán)境起著至關(guān)重要的作用，合理配置自然植物可以凈化空氣、調(diào)節(jié)微環(huán)境、降溫減噪。此外，綠色植物具有呼吸作用，將綠色植物覆蓋在建筑外圍護(hù)體系可以調(diào)節(jié)整個(gè)建筑的隔熱系統(tǒng)。

2.3 彈性原則

工業(yè)建筑彈性化設(shè)計(jì)應(yīng)考慮未來(lái)后期改造和再利用，土建一體化設(shè)計(jì)與靈活自如的隔斷，提高建筑的利用率和未來(lái)建筑功能的轉(zhuǎn)變。工業(yè)建筑應(yīng)具有一定適應(yīng)性，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)未來(lái)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、環(huán)境變化有所預(yù)測(cè)，根據(jù)工業(yè)建筑使用年限預(yù)留發(fā)展空間，提升工業(yè)建筑的動(dòng)態(tài)適應(yīng)性。同時(shí)也可以加強(qiáng)對(duì)既有建筑的綠色技術(shù)改造，以推動(dòng)綠色建筑的發(fā)展。[3]

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)綠色建筑的發(fā)展雖然突飛猛進(jìn)，但工業(yè)建筑能源消耗大、污染嚴(yán)重，可從時(shí)間維度、空間維度、適應(yīng)性三方面構(gòu)建工業(yè)建筑綠色建筑評(píng)價(jià)體系，促進(jìn)工業(yè)建筑綠色建筑設(shè)計(jì)的快速發(fā)展，同時(shí)也可避免過(guò)度追求造成浪費(fèi)。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭云鵬. 綠色建筑全生命周期中的BIM技術(shù)應(yīng)用策略研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2013.

[2]陳召明.綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)應(yīng)用[J].建筑技術(shù)開(kāi)發(fā)，2021，48（13）：139-140.

[3]楊正波，劉志寶，董占波，時(shí)晨龍，高瑞.綠建技術(shù)與綠色建材在綠色建筑工程中的應(yīng)用[J].低溫建筑技術(shù)，2021，43（06）：39-42.