楊曉東
(北京市凱伯特建設工程股份有限公司,北京 100000)
公共建筑空間是指供人們進行各種公共活動的建筑空間,如商業建筑空間、醫院建筑空間、學校建筑空間、辦公建筑空間等,都屬于民用建筑的范疇,也是建筑中占據較大比重的關鍵組成部分。而將綠色生態理念有效地應用到公共建筑設計施工過程中,則是降低公共建筑能耗與碳排放的有效手段之一。很多低碳思路和做法具有現實的借鑒意義,如就地取材、節水節能、充分利用當地風、光、環境的特征等思維理念,達到低碳建筑目標與社會經濟的平衡。本文就此展開分析。
目前,隨著我國經濟的快速發展,城市化進程的腳步不斷加快,大量建筑裝飾工程在某種程度上體現了城市發展的活力和現代化氣息,公共建筑空間的生態化設計也已有了初步的發展,其主要集中在節約能源和控制成本方面,生態化設計應用還較為局限。在建筑工程中造成的能源消耗和環境污染,也成為城市快速發展過程中不容忽視的問題[1]。因此,在生態環境日益惡化、能源危機日益緊張的當下,設計師必須堅定以可持續發展為目標,通過綠色生態化的設計理念進行建筑空間裝飾設計,減少對生態環境造成的破壞。
在我國快速發展的現階段,綠色生態理念下的建筑空間裝飾設計為滿足城市發展所需要的建筑碳排放量做出貢獻,而且還可以最大限度地降低對生態環境造成的破壞污染。
綠色生態理念下公共建筑空間裝飾設計,相比于傳統建筑空間設計更具創新性更具實用性。在傳統建筑空間設計的評判標準上,是以視覺審美通過色彩、光線和點線面的組合搭配得到獨特的藝術環境,對于裝飾材料的廣泛使用,使裝飾設計往往超越了實際的使用功能。
而綠色生態理念下的建筑空間設計,則更加注重空間的使用率、科技材料的運用、健康環保的環境、節能低耗的設備等方面為基礎進行的設計思考,空間裝飾效果上也是從生態角度作為出發點。在滿足建筑使用功能和舒適性要求的同時,還要在建筑的施工階段、使用階段都能夠維持綠色設計理念的平衡。
建筑設計師也要以綠色生態環保理念為設計基礎,對建筑空間進行全新的合理規劃設計。在設計時,設計師不僅需要使設計滿足建筑物本身的功能性和社會屬性,還要充分考慮公共建筑對周圍生態環境造成的影響,對公共建筑施工做法、建筑材料成分和能源消耗等展開全面分析,這對公共建筑的設計有著非常重要的發展意義。
協調性原則主要在人與空間環境,城市建筑與生態環境,任何建筑物等關系里予以體現。綠色建筑設計理念需對當前城市發展以及建筑彼此間的矛盾引起重視,對建筑業能源消耗進行全面的分析和控制,從而在整個建筑設計規劃里土地資源使用率的最大化實現[2]。選擇達到高標準的環保型材料,結合生態可持續發展的設計理念,將人和空間環境、城市建筑和生態環境的和諧在建筑設計中給予充分展現,達到規劃建設的協調統一。
可持續性原則即需綠色建筑設計理念,從人和自然持續發展視角著手開展建筑設計和建造,把生態意識與建筑設計使用結合,做到綠色建筑設計理念的有效落實,確保人、建筑以及自然在整體上互融。
環保性原則即針對建筑在建設以及使用過程里產生的環境污染,需要建筑行業在發展過程中依照能源消耗以及過度污染等具體狀況,合理地將環保理念與建筑設計相融,做到生態平衡和建筑綠色環?;?,達到建筑設計和自然的協調統一,進行環保型社會的打造。
當下國內公共建筑多為物業公司或后勤管理模式,管理水平較粗放,用能及設備管理更多是從安全使用的角度考慮,對公共建筑的節能改造多多停留在對圍護結構、暖通空調、新能源利用、電氣設備等單體改造階段,缺乏對整體大樓用能系統的綜合診斷,管理上普遍存在問題[3]。
在建筑空間設計中為了能夠有效節約資源,降低能源消耗,需要結合公共建筑所在區域的氣候條件因地制宜的選擇合適的設計方法,改善公共建筑空間的室內氣候條件,對建筑的照明系統、通風系統、采暖系統和制冷系統等進行合理的優化設計。如利用玻璃透明墻提升建筑的采光效果,將外墻做成集熱墻,采用雙層玻璃提升保溫效果,為建筑室內提供熱能。合理采用太陽能、風能、等無污染能源,為公共建筑提供電能[4]。公共建筑的節能減排是實現環境保護的重要措施,設計師應以生態設計為理念基礎,合理的進行建筑空間布局,滿足公共建筑的生態環境保護要求,利用可再生和清潔能源,對公共建筑內部的能源供給進行優化配置,降低能源消耗。
4.2.1 優化空調水系統
循環水系統是建筑采暖空調熱量交換的重要結構,驅動改系統所需要的能源占據整體耗能的15%~30%,由此可見,控制好這部分的水能源控制是非常關鍵的。變頻節能技術可以在建筑采暖通風空調系統中進行應用,其節能效果相對比較理想。這個技術的應用原理是結合空調運行的實際負荷需求來調整空調系統,進而可以實時調整風機、水泵等設備,使得整個系統高效協作,有效節能。暖通系統中應用變頻技術能夠將系統能耗降低到原來的60%。建筑的中央空調系統中應用變頻技術,根據溫度限值來進行設計,確定出需要注入的水量,然后留好預留的10%水量。這樣在空調系統中冷凍水的溫度在保持5~7℃一段時間后,水泵調動就會自動進行最大功率工作,造成較大的能耗。而在變頻技術應用之后,可以有效節約能耗。對水泵測試分析之后發現,制冷量為75%時,機組所需的冷卻水流量是34%,水泵的耗電量為20%;制冷量為50%時,機組所需冷卻水流量是22%,水泵的耗電量為15%??梢娮冾l技術在暖通空調系統中應用的效果。
4.2.2 公共空間及其他房間空調設計節能
公共空間通常面積較大,如指體育館、門廳等,并且人們使用的時間比較長,而且人員相對密集、集中,因此,公共空間的空氣質量情況對人的健康有著直接影響,所以,對于公共空間室內空氣環境有著較高的要求。針對建筑物的公共空間要做好通風能力的設計,傳統的空調系統是采取單風道、機組類的空調系統,有些房間是利用著變風量系統[5]。建筑工程設計人員,應該根據不同場所對空調系統的要求,來分別設計出適合獨立運行的空調系統,便于不同空間的區分和控制,進而有效控制室內溫度,減少空調系統的能源消耗,實現節能減排的目標。
以“遵循人的節律健康”作為節律照明的目標,實現高效率節律健康照明,
在照明設計過程中,須仔細對比不同燈具的節律效應與視覺效率。選擇視覺效率高滿足節律效應指標的產品。照明設計一定要重視照明系統對人體節律的影響。在辦公、醫療、酒店、商業等有視覺作業要求的場所,特別是地下室、醫院治療病房等有特殊節律需求的空間,須按照白天和夜晚不同的節律要求,來設計照明系統。
照明設計一定要控制好照度均勻度,原則上,均勻度越高越好。在辦公、醫療、商業等有視覺作業要求的場所,需要求照明設計中的照度均勻度不低于相關場所對應的設計標準限定指標,同時可以采取以下措施提高照度均勻度。
(1)燈具具備合適的配光曲線,在辦公、閱讀、會議、操作臺等水平工作面的場所,選擇蝙蝠翼式寬型配光曲線的燈具。
(2)合理布置燈具,在照度不超過設計標準的前提下,采取增加燈具數量、將整個空間的頂部設計成發光頂棚等措施,提高照度均勻。
建筑氣候緩沖空間位于功能性使用空間與自然環境之間,其目的是促進建筑外部與內部之間的氣候要素交流,中庭、邊庭以及外廊、入口空間等灰空間是其代表性形式。氣候緩沖空間設計時應通過對其尺度、體形及位置進行優選,并通過模擬分析優化設計獲得最佳效果。中庭作為最常見的氣候緩沖空間形式,其頂面應進行遮陽及通風設計,剖面形狀宜設置為矩形,高寬比一般控制在3:1 左右,最有利于采光和通風。通過連接房子與房子之間的橋,豐富的半室內、室外空間,就構成了組成豐富的熱緩沖空間。這些空間為建筑提供了多個氣候緩沖區。在夏季,這些空間能夠減緩建筑內部的功能空間獲得熱輻射,在冬季,又能夠減少功能空間的熱量流失,因此,熱緩沖空間延長了夏熱冬冷氣候的過渡季,給空間使用者提供了長時間的舒適空間。在建筑內各方向形成多樣的自然通風路徑,改善建筑內空氣環境。明亮的采光中庭還改變了原建筑較深的進深,使之實現了雙向自然采光。更關鍵的是,這種綠色節能的設計手法還很好地同建筑的功能設計與使用需求相結合。
隨著城市化的發展,人們已經意識到城市公共建筑屋頂利用的重要性,即通過將空間利用率達到最大化而減少不必要的空間浪費,從而有效解決困擾已久的城市擁堵困境。針對屋頂停車場利用中的難點,需要采取有針對性的措施來解決。對于自然環境方面,雨、雪、暴曬等對屋頂有侵害性的天氣,可根據需要設置“屋頂停車棚”、固定繩等。技術方面的問題則需要有相關建設需求的單位在規劃階段找專業人員咨詢材料、工藝、技術等問題,制訂嚴密的建設計劃及應對方案等,以提高建設專業水平,降低建設技術問題的出現。屋頂停車場的運營是一個長期的過程,所以對材料、工藝應該具有更高的要求,雖然短期看建設成本較高,但是從長期來看,緩解了停車難問題,節約了土地資源。人們的認知還需要慢慢通過感受、體驗才會改變,為了吸引人們停車,經營單位應經常做一些優惠活動,這樣才能提高車主的使用率,車主使用得舒心自然就不再排斥屋頂停車場。提高城市公共建筑屋頂功能型空間利用還有其他措施。屋頂空間不應僅局限于屋頂停車場的利用,還應有更多的利用空間,根據需要,目前的屋頂還可以分為3 種類型。
(1)活動型。針對辦公樓,很多年輕人現在都沒有太多的時間運動,其實,“屋頂運動場”不失為絕佳的運動場地,設立有圍欄的旱冰場、溜冰場也非常適合。
(2)休閑型。屋頂空氣好、遠離道路,在喧囂的城市中,晚上可以上屋頂看場電影,逛個夜市,夏季吃個燒烤,都是非常悠閑自得的項目。商用樓經營此類休閑型的項目,相對會吸引很多年輕人以及下班后需要得到放松的人。
(3)景觀型。目前運用最為廣泛的屬于此類,因屋頂采光好、雨水充沛,所以“空中花園”被廣泛建設起來,人們在閑暇之余可以盡情感受與爬山一樣的樂趣,距離城市近,不用花費很多的時間、走很遠的路途,就可以享受新鮮的空氣、宜人的植物,還可以眺望美麗的城市。
綠色生態理念下公共建筑空間裝飾設計需要盡可能選擇使用符合綠色環保要求的建筑裝飾材料。綠色環保材料符合健康、環保、安全要求,建筑材料本身不含有害物質,不會對人體健康和生態環境造成危害,甚至一些材料還具有調節人體機能和延長建筑使用壽命的特殊功能。公共建筑空間裝飾設計不僅需要滿足人類社會活動的功能性、舒適性和安全性要求,還需要滿足生態平衡。因此,人們對建筑裝飾材料提出了極為嚴格的要求。綠色環保材料可以有效降低對自然資源的消耗,并且不會對施工人員造成傷害,不會對周圍的生態環境造成破壞,還會促使生產生活廢料實現自然轉換和降解。
公共建筑空間是人類社會活動的主要場所,公共建筑占地面積大、施工周期長、能源消耗多,對生態環境造成的影響較大。隨著生態環境問題日益嚴峻,將生態化設計理念融入現代建筑工程中已經成為時代發展的必然要求。生態設計理念強調在建筑工程設計過程中,將生態建設理念、節能環保理念、綠色施工理念、可持續發展理念等融入規劃設計中,采用新能源、新工藝、新技術,減少施工環節中造成的環境污染。綠色生態理念下公共建筑空間裝飾設計通過生態化設計,能夠在維護生態平衡的條件下提升建筑物的適用性和美觀度。