绿色建筑的设计方法探讨
摘要:随着人们对“人类”“建筑”“环境”认识的深入, 人居环境恶化, 而且燃料所排放的二氧化碳及其他废气、废物等对环境造成污染, 使得地球温暖化进程加速, 全球异常气候的出现周期缩短,可持续发展逐渐成为普遍关注的问题, 建筑环境特别是居住环境质量受到越来越多的重视, 绿色建筑的概念越来越被人们所接受。
本文介绍了绿色建筑的内涵和设计原则,探讨了绿色建筑的设计方法。
关键词:绿色建筑内涵设计原则设计方法
中图分类号:s611 文献标识码:a 文章编号:
随着人类科学和技术的进步, 以及“以人为本”的观念逐渐被人们接受, 人类生活水平不断提高, 对生活环境标准的需求也日渐增高, 居住环境的功能不再单单是遮风避雨,人们不仅要求自己的居住环境舒适, 而且要保证人们的身体健康。
为了得到舒适健康的居住环境, 需要消耗大量的能量来创造出一个令人满意的人工环境, 在中国, 建筑的能耗占总能耗的25 %以上, 且呈逐年递增趋势。
在人类与自然界斗争的历史进程中, 尤其是工业革命后的几百年时间内, 人类掠夺式的消耗着化石燃料等不可再生的能源, 目前各种化石能源已露出枯竭之势, 而且燃料所排放的二氧化碳及其他废气、废物等对环境造成污染, 使得地球温暖化进程加速, 全球异常气候的出现周期缩短,各种疾病威胁人类的生存, 人们的家园——地球已经濒临失衡。
在总结许多惨痛教训的基础上, 人们开
始认识到人类过度掠夺自然界, 同样会受到自然界的报复, 于是
人们开始尝试与自然界和睦相处。
随着人们对“人类”“建筑”“环境”认识的深入, 人居环境的可持续发展逐渐成为普遍关注的问题, 建筑环境特别是居住环境质量受到越来越多的重视, 绿色
建筑的概念越来越被人们所接受。
一、绿色建筑的内涵
1、绿色建筑的定义
2004 年8 月,建设部将绿色建筑明确为:为人们提供健康、舒适、安全的居住、工作和活动的空间,同时在建筑全生命周期(物料生产、建筑规划、设计、施工、运营维护及拆除、回收过程)中实现最高效率地利用资源(节能、节地、节水、节材),最低限度地影响环境,并尽可能采用有利于提高居住品质的新技术、新材料的建筑物。
2、绿色建筑的理念
节能理念:一般建筑能耗严重,在使用能耗的过程中50%的能源
被消耗掉,并由此产生严重的环境污染;绿色建筑要求将能耗的使用在一般建筑的基础降低70%~75%,并减少对水资源的消耗与浪费。
环保理念:一般建筑实行商品化生产,设计实行标准化、产业化;绿色建筑强调尊重本土文化、自然、气候,减少温室气体排放和废水、垃圾处理以及提高室内环境质量,实现环境零污染。
和谐理念:一般建筑设计理念是封闭的,将建筑与外界进行隔离,
无法感知气候变化;绿色建筑与外界交叉相连,外部与内部可以自动调节,有利于人体健康,追求建筑“四节”和环境生态共存。
二、绿色建筑设计原则
绿色建筑在设计过程中, 必须针对其各个构成要素,确定相应的设计原则和设计目标。
绿色建筑中最核心的不是某种固定的结论或方法,而是这种思想所蕴涵的设计原则。
从建筑的选址、规划、设计、功能设定、材料和技术的选用、设备的安装, 到建筑建成后的营运、维护,绿色建筑的思想都以人为中心,与自然融为一体,贯穿建筑的整个使用周期。
绿色建筑设计必须遵循整体及环境优化、简单高效、健康舒适、节约利用资源的原则。
并且绿色建筑设计中应该充分考虑以下几点:
⑴充分利用旧建筑;
⑵尽量少占用土地;
⑶设计要结合自然;
⑷尽量减少建筑面积;
⑸合理地选择建筑材料;
⑹积极开发和利用地下空间;
⑺尽可能使用可再生能源,积极推广高效节能的新科技。
三、绿色建筑的设计方法
1、建筑选址和现场设计
所有建筑都是处于一定环境条件下, 根据当地的气候和地理条件, 为建筑物选择一个好的建设地址对实现建筑物的绿色设计至
关重要。
通常建筑选址所应考虑的因素如下:
(1)与公共交通系统的距离要短, 方便人们步行去乘坐公共交通系统。
(2)尽量在已经城镇化的区域内, 具有必要的城镇基础设施, 方便人们的日常生活。
(3)避免选择生态敏感区域, 以免对周围的生态环境造成影响。
(4)根据当地的气候条件和地理环境, 尽量选择便于利用自然能源的地段。
一旦选定建筑的建设地址, 对建设地段进行现场设计是保证建
筑与自然环境和谐的必要条件, 只有与自然环境协调的建筑才能
称得上绿色建筑。
绿色建筑的现场设计应根据当地的地理环境, 具体问题具体分析。
绿色建筑现场设计的基本原则为:
(1)现场设计要保护现场的生态完整性和生物的多样性。
(2)对要尽量少的干扰现场的水源系统, 尽量减少现场因暴雨造成的水土流失, 尽量减少使用自来水进行浇灌。
(3)尽量减小现场的热岛效应, 使绿地面积尽量最大化。
2、建筑布局设计
一个好的建筑布局可以最大限度地利用现场的资源来减少建筑
得热和改善室内的环境质量, 采用以下措施可使建筑的布局得到
优化:
(1)使用现场已存在的树木或其他植物来减少建筑的热负荷。
(2)根据当地的纬度和主要风向, 对建筑物的朝向进行优化,
最大限度地利用太阳能和风能, 最大限度地利用其他形式的自然能源。
(3)利用已存在的地形作为建筑的围护结构, 可以减小建筑物的能源消耗。
(4)仔细划分建筑内的使用功能区, 使不需要窗户的功能区域尽量安排在建筑物的北面, 使具有相似使用功能的功能区域尽量位于同一区域, 以利于建筑物通风和空调系统的设计及节能。
美国亚利桑那州南部城市tucson 的一个小镇civano 的民居, 这些民居的墙体是采用稻草压制而成, 可以产生很好的节能效果, 其能耗比这个地区的正常建筑能耗低约50 %, 这些民居所采取的措施主要有: 窗户采取了可调式遮阳措施, 根据当地纬度优化太阳能的使用, 根据当地的主流风向, 考虑风能的利用等。
civano 的民居还采取了节水措施, 采取了雨水回收措施, 将屋顶的雨水回收至地下的蓄水池内, 用空调冷却和冲洗, 采用两套水系统, 一套为自来水系统, 另一套为其他回收的不能饮用水系统,与其他建筑相比, 可以节水约65 %。
3、建筑及其配套系统设计
建筑及其配套系统设计是保证建筑物室内环境的舒适性和健康性, 以及是否高效的关键, 除了在设计中采用各种环保型建筑材料外, 绿色建筑中建筑及其配套系统设计还可以采取的措施有: (1)新风系统设计。
是保证建筑室内环境质量的关键手段, 要想提高室内空气的质量, 势必加大新风量的使用。
无论在寒冷的冬
季, 还是在炎热的夏季, 从外部环境进入建筑物内的空气( 新风) 的温度与室内环境空气相比, 都有较大的温差, 较大的新风量意
味着对新风的处理需要耗费更多的能源。
为了既能保证室内环境的质量, 而又不至于耗费太多的能源,风系统是解决新风系统的非常
好的方法。
为了进一步减小新风负荷, 可在新风系统中采用全热交换器, 在春、秋过渡季节采用自然通风系统等措施。
(2)自然能源的使用。
绿色建筑最大的特点之一就是节能, 一
般绿色建筑的能耗水平大约是同类普通建筑的1/ 4~ 1/ 2, 绿色建筑的要求是在节能的同时, 又不能降低建筑室内环境的质量, 自
然能源的利用对实现绿色建筑的节能至关重要。
可利用的自然能源大体包括以下几种: 太阳能是不需要耗费成
本的清洁能源, 最大限度地使用太阳能对实现绿色建筑的节能意
义重大。
太阳能的使用有以下三种方式: 利用太阳光作为照明, 太阳能加热系统和太阳能光伏发电。
在白天, 尽量利用太阳能作为室内照明能源, 日本大林组建筑设计公司本部大楼为采用太阳能照
明的一个工程实例, 根据建筑结构, 利用阳光天井来实现建筑内
部的照明。
为提高太阳能的使用效率, 可以与自动控制系统相结合, 采用主动式太阳跟踪系统。
在我国西部、北部和许多沿海, 风能充沛, 可以利用风能作为建筑能源的供应。
风能利用的方式一般是利用风能发电, 再将电能用于建筑的照明、空调等。
除了太阳能和风能外, 由于各地的地理条件差异, 还可以利用
当地所独有的自然能源, 例如地热和海洋能源等。
烟台就是一个美丽的沿海城市, 烟台海域的海水温度在夏季约为20℃ ~ 25℃ ,冬季约为0℃ ~ 4 摄氏度 , 海水是一个巨大的能源储藏库, 若能将海水用于热泵系统, 夏季利用海水热泵进行建筑空调, 与常用的冷却塔形式的空调系统相比, 效率可提高10 %以上; 冬季利用海水热泵供暖, 与气源热泵相比, 效率可提高15 %以上。
(3)利用自然通风。
自然通风是利用大气的热压作用而进行的一种通风方式, 该方式最大的特点是不需耗费任何能源, 就能达到改善室内环境质量的效果, 同时还可以达到空调的效果。
但自然通风受到当地气候条件和建筑结构的限制, 为了能达到预定的效果, 还需配备其他自动控制措施。
参考文献:
[1]曹丽新.浅谈绿色建筑设计的发展趋势[j].中国新技术新产品,2010,(07).
[2]姜长征,周庆华. 在现实条件下如何体现绿色建筑设计原则[j]. 安徽建筑,2002(1):13-14;。