時間:2023-03-24 15:20:43
序論:在您撰寫綠色建筑論文時,參考他人的優秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發您的創作熱情,引導您走向新的創作高度。
與傳統建筑不同,綠色建筑從項目實施規劃、設計階段,就將環境因素納入考慮、分析的范圍,力求人造建筑與自然環境充分結合,降低建筑生產對自然環境的負面影響。建筑使用時可以滿足人們生活、居住、工作的要求,為使用者提供安全、舒適、綠色、環保的居住空間;使用期限到期后的拆除回收階段也不會對自然環境產生明顯損害。綠色建筑是環保理念的一個重要發展分支,是環保理念和建筑產業相結合的產物。它將人造建筑和自然環境在設計上有機地結合為一體,從而達到生態環境健康發展的目標。綠色建筑以可持續發展為中心思想,遵循科學規劃、高效利益資源、廢棄物循環利用、建筑功能豐富、居住效果優良為原則,為使用者實現物質和精神兩個方面的享受,同時達到自然資源和能源利用效率的最大化,將建筑對自然環境的負面作用降到最低。綠色建筑設計是綠色建筑的前提和基礎。設計者在正式開始設計前,對項目選址周邊環境開展細致深入地調查研究,全面地掌握項目所在地自然地質狀況和社會環境。在此基礎上,圍繞客戶提出的要求,進行科學合理的建筑設計。通過大量先進、高端的建筑材料、施工機械和管理方法,為用戶提供健康和舒適的生活環境,并最大限度地降低能耗和建設及使用成本。實施綠色建筑設計需要全面考慮自然環境、建筑本身使用效能及項目投資等多種影響因素,綜合利用各種資源,采用系統論的管理方法進行設計,達到建筑在社會效益、環境效益和經濟效益上的最優化。
2開展綠色建筑設計的基本原則
2.1堅持以人為本的原則
為使用者創造一個健康的人居環境是綠色建筑設計的一項重要職責。圍繞這個中心,綠色建筑設計在室內空氣質量、熱環境、噪音和電磁場輻射等方面進行了大量深入的改良設計,在很大程度上降低了上述環境因素對人體產生的負面影響。在設計細節上,綠色建筑設計主要或全部采用毒害低施工材料或無毒材料。在墻面和吊頂等重要建筑部分,盡量使用綠色無毒、低毒涂料,一般以陶瓷、硬木等材料進行地面裝修,這些材料不含CH3O,化學耗氧量低,有利于人體健康。在建筑系統和機械系統材料選擇方面,盡量選擇潛在污染能力小的材料,對于污染能力大的木制品、地毯、涂料、密封膏、織物等能不用就不用。通過合理設計,科學設置進風口和出風口,確保室內空氣流通狀況良好。提高室內熱環境水平,根據人體需要選擇最適合的溫度、濕度和氣流,讓使用者獲得最佳感受。提高供水質量,有條件的可以選用直飲水。在采光方面,既要考慮到使用者對光線的實際需求,有利于人體健康,又要通過必要的調整,使室內光照環境更加美觀,并且有利于節能。通過使用吸聲材料或采用隔音設計,提高建筑隔音效果,為使用者提供一個安寧舒適的環境。
2.2堅持能耗最低的原則
所謂能耗最低,有兩個方面的含義,一是指建筑施工材料在生產和運輸過程中消耗的能源最少,二是指建筑工程施工過程中消耗的能源最少。下面分別進行說明:(1)建筑材料生產運輸過程中能耗最小化。綠色建筑的理念不僅僅在于建筑物本身及其建筑施工過程,更是要追溯到施工材料的生產過程中去。由于建筑市場對材料的選擇決定了施工材料發展的方向,所以在進行建材選擇時,要在滿足施工要求的同時,盡量選擇生產能耗低的建筑材料和可以回收再利用的材料,比如金屬材料等,以實現建筑業的良性持續發展。此外,為減少施工材料在運輸環節的能耗,在選擇材料時,要將注意力向本地生產、運輸線路短、成本低的施工材料傾斜。(2)建筑使用過程中消耗能源最小化。建筑的使用過程一般都比較長,這個階段的能耗水平在建筑從施工到拆除整個過程各個階段中是最高的。提高建筑節能水平,就要以使用階段為重點。通過科學合理的設計,提高建筑整體節能水平。通過對建筑平面布局、平面形狀、進深、體形系數、表面面積系數、長寬比和朝向等形體設計及墻體、門窗、屋頂、熱緩沖區等部位的優化設計,都可以有效改善建筑保溫隔熱性能,降低建筑能耗。
2.3大力推廣新型清潔能源的利用
為降低能源壓力,人們已經在多方面開發新型能源應用。光伏太陽能以其資源豐富、清潔環保的特性稱為新世紀重點開發的新型能源之一。加大太陽能在建筑行業的應用,可以有效降低建筑能耗。常見的有在屋頂、墻壁、玻璃等部位使用太陽能設備,通過光電轉換,將太陽輻射轉換為熱能和電能,供建筑正常運轉使用。除此之外,風能也是我國重點開發的新能源之一。我國幅員廣闊,風能資源充沛,通過風力發電設施,可以將風能變為建筑使用的電能。
2.4堅持環境負荷最低化原則
開展綠色建筑設計,最基本的一項原則是保護環境,降低建筑建設、使用及廢棄過程中對自然環境的污染。其中重要一項內容是減少建筑施工期間排放的建筑垃圾、廢水、廢氣等。(1)選擇環保型建筑材料。當前建筑行業在生產過程會產生大量廢棄物,并造成巨額資源、能源消耗。針對這個問題,設計人員在選擇建筑施工材料時,不僅要考慮經濟成本,還要考慮環境成本,盡量在滿足使用要求的前提下選擇對周邊環境污染少的施工材料,常見的有生態水泥、綠化混凝土、高性能長壽建筑材料、家居舒適化和保健化建材等。多使用預制構件,避免產生建筑垃圾。(2)施工工藝科學合理。施工方法、施工工藝可以認為是各種資源、材料的使用、加工方法。通過合理的優化設計,使用更加環保的施工方法,提高材料使用效率,降低廢棄物產生。
3結束語
《建筑業“十二五”發展規劃》由住房和城鄉建設部于2011年8月18日正式公布。這是“十二五”開局之際,針對建筑業制定的發展規劃?!兑巹潯访鞔_至“十二五”期末,努力實現的建筑節能目標:“綠色建筑、綠色施工評價體系基本確立;建筑產品施工過程的單位增加值能耗下降10%。新建工程的工程設計符合國家建筑節能標準要達到100%,新建工程的建筑施工符合國家建筑節能標準要求;全行業對資源節約型社會的貢獻率明顯提高。”推進綠色建筑規?;ㄔO,加速提升綠色建筑規劃設計能力、技術整裝能力、工程實施能力、運營管理能力,提升產業核心競爭力,成為“十二五”期間該規劃的總體目標。國家標準《綠色建筑評價標準》GB50378—2006對綠色建筑的定義是: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,與自然和諧共生的建筑。我國大力推進綠色建筑及綠色施工,那么什么是綠色施工呢?建設部的《綠色施工導則》定義綠色施工為:工程建設中,在保證質量、安全等基本要求的前提下,通過科學管理和技術進步,最大限度地節約資源與減少對環境負面影響的施工活動,實現四節一環保(節能、節地、節水、節材和環境保護)。
2.綠色施工主要控制方面
2.1編制綠色施工規劃大綱綠色建筑技術很多技術需要在施工過程中實現。如果沒有按要求實施,效果將達不到預期。因此,施工管理人員需要在施工開工前按照設計意圖編制綠色施工規劃大綱,在大綱中主要制訂三個方面,包括綠色技術實施關鍵人員點、技術點、時間點。這三個方面并不是相互獨立,而是相互聯系,相輔相承的。其中關鍵人員點是指要查閱圖紙清楚此綠色建筑包含哪些綠色建筑技術,需要哪些專業管理人員,他們要達到何種專業水平層次,以便在施工過程中調整安排管理人員。關鍵技術點是指要設計人員在施工開工之前針對綠色建筑技術組織技術交底,對關鍵技術點要形成書面文件交予施工人員,而施工人員要針對這些關鍵技術點布置專業責任人,落實到位,對人員布置進行改進補充,完善關鍵人員點的布置。在對關鍵技術點的分析布置過程當中,可以得出施工過程影響綠色建筑技術形成的關鍵時間點,其關鍵時間點主要是指綠色建筑技術在實施過程中的工藝時間參數,時間點的控制精確與否將對綠色建筑技術的形成起到至關重要的作用。
2.2編制綠色施工實施規劃綠色施工實施規劃是指根據上述大綱要求,編制具體實施詳案。在此詳案中各個環節實施要落實到人,針對技術特點編制符合自身特點的施工組織規劃,通過規劃工作,重點解決關于使建筑物“綠色化”的技術組織問題,把各方統一到以社會可持續發展為重、以民族長遠使用利益為重的“綠色建筑”目標上來,然后針對施工過程中的“綠色化”問題,研究綠色施工方法,例如:土方工程施工如何有效組織減少對周圍環境影響,樁施工如何減少泥漿及污水排放的方法,混凝土澆筑如何有效養護降低養護用水的方法,鋼筋工程如何下料降低其損耗率,砌筑工程如何添加調和劑降低水泥沙子用量,鋼結構噴砂除銹或門窗、墻面飾面打磨砂紙如何減少粉塵的方法,砂石、粉料運輸如何減少揚塵的方法,焊接等如何減少光污染的方法等。認真分析所選擇各施工工藝的特點,明確檢查點、見證點、停止點等檢查驗收的關鍵部位,尤其是從“綠色”觀念出發所需要檢測的項目。
2.3綠色施工管理要做到綠色施工需要從施工管理、施工工藝技術和施工機械幾方面下手。把信息化技術引入到日常施工管理中,將有效提高工作效率,降低資源耗費。要準確把握時刻動態變化的工作量,調整施工資源的投入。只有采用現代信息化技術,根據動態參數,實施定量、動態的施工管理,以最佳的資源投入產出比完成工程建設,達到高效、低耗、環保的目的,才能稱之為綠色施工。
2.3.1營造綠色施工環境綠色施工環境的建立不但能達到低耗的目的,還能愉悅生產者的心情,使之全身心投入,避免安全事故的發生。我們要合理調配現場“硬化”和現場“綠化”的區域,作好水平方向的場地硬化、綠化等以及豎直方向的圍墻、建筑物主體立面等的綜合“綠化”、立體美化工作,進一步合理選擇材料“綠色化”建筑物實體工程。根據上述大綱及規劃所列內容,合理確定臨時設施的空間布置,例如半成品加工點、材料存放點、現場作業棚及辦公生活設施。其占地面積應按用地指標所需的最低面積設計,同時要求平面布置合理、緊湊,在滿足環境、職業健康與安全文明施工要求的前提下盡量減少廢棄地和死角,臨時設施占地面積有效利用率不低于90%。臨時生活和辦公用房宜采用占地面積小、經濟美觀、對周邊地貌環境影響較小,且適合于施工平面動態調整布置的多層輕鋼活動板房、鋼骨架水泥活動板房等標準化裝配式結構。應分開布置工人生活區與生產區,并設置符合國家規范標準的分隔設施。施工現場圍擋宜使用連續封閉的輕鋼結構預制裝配式活動圍擋,減少建筑垃圾,保護環境。臨時設施布置應充分考慮市政工程管線布置,避免由于占用管線道路而在施工后期搬遷場地造成浪費。
2.3.2節約能源消耗施工節能要通過調整能源使用結構,控制施工能耗,根據情況合理組織施工、積極推廣節能新技術、新工藝的使用。宜使用國家、行業推薦的節能、高效、環保的施工設備和機具,例如選用變頻技術的節能施工設備等。施工機械設備選用功率與負載相匹配的,避免設備額定功率大于使用功率或超負荷使用設備的現象發生;采用節電型機械設備,也可以添加節能型油料添加劑,降低油耗。建立施工機械設備管理制度,開展用電、用油計量,完善設備檔案,及時做好維修保養工作,使機械設備保持低耗、高效的狀態。根據情況在施工現場制定各個區域和施工設備的用電控制指標,定期進行檢查計量、核算、對比分析,發現偏差分析原因及時糾正,通過以上措施提高機械設備利用率,有效降低能耗。安排施工工藝時,應優先考慮能耗較少的施工工藝。在施工組織設計中,要合理安排施工順序、工作面,以減少作業區域的機具數量,相鄰作業區充分利用共有的機具資源,提高各種機械的使用率和滿載率,降低各種設備的單位耗能。
3.結語
建設部與科技部共同承擔的“十五”國家科技重大攻關項目——“綠色建筑關鍵技術研究”,主要圍繞我國發展綠色建筑必須解決的突出問題,瞄準國際前沿,結合我國實際和潛在需求,重點研究我國綠色建筑評價標準和規劃設計指南,開發符合綠色建筑標準的若干項具有自主知識產權的關鍵技術和成套設備,實現建筑技術的跨越式發展。通過系統的技術集成和工程示范,形成我國綠色建筑核心技術的研究開發基地和自主創新體系。“綠色建筑關鍵技術研究”項目從八個方面開展研究:
課題一“綠色建筑的規劃設計導則和評估體系研究”,結合中國的自然資源與環境條件、社會與經濟發展的國情,研究確定綠色建筑的概念,界定綠色建筑的范疇,建立綠色建筑評估體系,制定綠色建筑規劃與設計導則。針對我國社會主義市場經濟管理體制的特點,探討政策控制和市場機制結合,引導和推廣綠色建筑的途徑。
研究內容包括:對世界上各主要國家的綠色建筑評估體系和技術指南進行比較研究;建立綠色建筑評估體系;與地域氣候條件有關的建筑熱工指標研究;綠色建筑評估體系的實踐;完成綠色建筑規劃設計導則及技術指南;針對我國社會主義市場經濟體制,結合我國建設工程管理的特點,探討政策控制和市場機制結合,引導和推廣綠色建筑的途徑;開發綠色建筑評估體系軟件平臺和基礎數據庫;開發用于定量評價建筑環境的模擬軟件,包括建筑熱環境模擬軟件、日照和采光軟件等的進一步研發和完善。
課題二“綠色建筑的結構體系評價方法研究”,主要進行五方面的深入研究:建筑結構體系全生命周期技術經濟分析;建筑結構綠色評價體系研究;提高建筑結構體系綠色性能的技術手段研究;綠色建筑結構選型技術導則研究;鋼結構(含公共建筑與住宅兩類)推廣應用的制約因素和成套關鍵技術的研究。
課題三“綠色建材技術與分析評價方法研究”,圍繞建筑材料在綠色建筑中應用的關鍵技術展開,主要研究工作分為綠色建材及建筑部品評價分析技術建筑廢棄物、再生利用技術和產品的研發、新型環境協調產品的研究開發三部分。課題下設9個子課題,包括:綠色建材技術及分析評價方法的研究、綠色建材分析評價技術的研究、建筑部品分析評價技術的研究、綠色建材及建筑部品基礎數據庫和評價軟件的編制、建筑垃圾再生集料及其配制新混凝土的研究、建筑垃圾循環再生及其應用技術的研究、建筑垃圾再生產品在新型建筑材料中應用研究中、室內濕度調節及抗菌防霉功能建筑材料關鍵技術的研究、產生負離子功能建筑裝飾品關鍵技術的研究、高效凈化空氣材料和技術的研究。
課題四“綠色建筑水的綜合利用關鍵技術研究”,圍繞綠色建筑的水資源可持續利用問題,研究開發水安全綜合性保障技術與兩種專項技術(包括濕地-水體復合生態水質凈化技術和以降低沖廁用水為核心的節水技術與節水器具)。結合工程項目,通過對供排水系統的分析、工程性試驗及跟蹤研究,從水量、水質兩方面提出不同地域生態、不同自然條件、不同水資源狀況的綠色建筑水安全保障的綜合控制策略與技術
課題五“降低建筑能耗的綜合關鍵技術研究”,針對影響建筑能耗的三個關鍵環節——圍護結構、室內環境控制系統和建筑能源供應與轉換系統,以及新建建筑能耗標識制度,瞄準國際前沿,從我國實際和潛在需求出發,聯合科研機構、設計院、設備產品制造商等技術轉化過程主體,集中力量于智能可調節型圍護結構、獨立控制型低能耗環境控制系統、以天然氣為動力的建筑高效熱電冷聯供系統、以及新建住宅建筑單元能耗標識體系等關鍵問題,開展系統研究、瓶頸突破和產品開發,并在清華大學和上海建筑科學研究院綠色建筑集成示范平臺上安裝、調試、測試和評價,形成降低建筑能耗的關鍵技術系統集成,加快技術產品化和產業化,實現跨越式發展。
課題六“綠色建筑室內環境污染控制與改善技術研究”,針對已有建筑和新建建筑存在的室內環境問題,從室內空氣質量、熱環境、聲環境、光環境和室內綜合環境等方面系統開展源分析、源傳播途徑、源作用機理研究,探索不同因素對人體和環境的影響規律,研發室內環境設計預測、檢測評估和控制改善等實用技術體系,為綠色建筑的決策、設計、實施、管理提供有效、可靠的室內環境控制與改善技術手段,提高我國在綠色建筑室內環境領域的研究水平,推進我國綠色建筑的發展。
課題七“綠色建筑綠化配套技術研究”,致力于建立綠色建筑適生植物資源信息庫,資源信息庫中植物種類不少于500種;不同的綠色建筑植物群落的生態效益測試;編制綠色建筑綠化配置技術標準和評價指標體系。
課題八“綠色建筑技術集成與平臺建設”,為綠色建筑的設計、建設、運營與管理提供關鍵技術集成平臺。結合綠色建筑規劃設計導則及評估體系的研究和綠色建筑關鍵技術,遵循可持續發展戰略,建造綠色建筑關鍵技術集成平臺,為綠色建筑關鍵技術提供測試、實驗、技術改進和展示的平臺,并成為綠色建筑關鍵技術的教育和培訓中心。“綠色建筑關鍵技術研究”,針對我國當前形式下急待解決的綠色建筑關鍵技術進行了研究。其中結構體系的評價研究是從可持續發展角度通過對各種不同的結構體系進行分析評價,總結不同的自然資源、地理環境條件及應用對象下最適宜的綠色建筑結構體系。綠色建材技術分析與評價則是在對我國各種建材的生產過程中資源、能源消耗情況和對環境的污染以及使用壽命,維護費用及可再生利用性進行深入調查分析的基礎上,分別針對墻體、門窗、內外裝飾、管材等各類建筑部件做全生命周期分析,總結指導性的選取原則與推薦作法。水的綜合利用研究則是從節水技術、雨水收集利用、污水處理及再生水利用等方面給出建筑節水與綜合利用的全面解決方案和具體技術措施。降低建筑能耗是從提高圍護結構的保溫、隔熱性能和降低環境控制系統能耗兩方面研究系統的節能方案與相關的關鍵技術與產品。建筑室內環境控制與改善則著重改善室內空氣質量和聲、光、熱環境,研究相應的解決途徑與關鍵技術,營造健康、舒適、高效的室內環境。綠色建筑綠化配套技術主要研究與綠色建筑配套的各種綠化形式及其功能和適生植物種類,建筑外環境、建筑體以及室內綠化配置的生態環境效果評價,綠化與建筑有機結合的一體化技術等。在充分利用植物的生態效應和景觀功能的基礎上,提出綠色建筑綠化配套技術和標準,為建設綠色建筑綠化示范區提供指南。
我國傳統的設計模式主要是由建筑、結構、水、暖、電氣專業共同完成設計工作,其中建筑專業為主導,其他專業輔助完成。分成4個階段:①前期策劃階段建立總的目標,對場地及環境進行充分分析,確定建筑意向;②建筑方案設計階段建筑專業為主,其他專業按照本專業的總則進行輔助;③擴初設計階段各專業根據所決定的建筑方案進行初步的專業設計,由建筑專業提出作業圖,其他各專業反提資料;④施工圖設計階段主要是按照施工圖紙的標準完善、細化初步設計圖紙。
2當前綠色建筑設計流程中存在的問題
當前綠色建筑的設計大多數是依據《綠標》設定建筑的綠色建筑認證目標后,由綠色建筑咨詢顧問制定綠色建筑設計方案,指導項目設計團隊完成設計。在目前這種綠色建筑設計流程中,尚存在一些問題,阻礙了綠色建筑技術與建筑的自然融合?,F對幾類典型問題進行分析,以便設計人員和相關咨詢人員對綠色建筑設計流程有更加清晰的認識。
2.1綠色建筑設計指導滯后
一些建設者(甲方)對綠色建筑理念缺乏深入了解,等到了施工圖階段才會考慮聘請綠色建筑咨詢工程師,制定綠色建筑技術方案,對設計方案的修改也只能是以“打補丁”的形式出現,不能從根本上解決技術與建筑的沖突,并且也會增加不必要的成本。例如綠色建筑對室內采光、室內外通風、綜合能耗等有定量要求,如在施工圖階段才進行模擬分析,一旦發現不滿足設計要求,則可能需進行較大改動,甚至返工,造成不必要的浪費[3]。同時,綠色建筑設計不僅僅是對建筑本體設計有要求,建筑與周邊環境的關系也同樣是綠色建筑設計的關注內容,部分關注點在項目前期策劃階段就需考慮,如場址的選擇、場地生態的保護、場地內舊建筑的利用、場地內以及周邊的物理環境、建筑周邊的交通、與周邊建筑的設施共享情況、建筑對周邊環境的影響、地下空間的利用等[4-5]。但因為在項目前期無綠色建筑設計指導人員的介入,此部分因素無法進行合理優化。
2.2設計團隊缺乏良好的溝通與協作
很多綠色建筑技術屬于綜合性技術,需要多專業以及相關的技術廠家配合設計。例如場地內非傳統水源的利用,如果要設計合理的雨水收集回用系統,則需要對場地內的雨水收集量和利用量進行用水平衡分析,這就需要景觀專業給排水專業提供景觀用水數據,同時需要雨水設施廠家給予技術支持。但在傳統的建筑設計建造流程中,景觀專業以及設備廠家的介入往往已經到了施工圖設計后期。這對于綠色建筑技術的合理設計造成了一定影響。
2.3設計團隊對綠色建筑理念模糊,職責不明確
現在很多綠色建筑項目中,設計人員對綠色建筑設計理念理解有限,且并未意識到自己在綠色建筑設計中的職責,而是僅僅將綠色建筑咨詢顧問的要求放入設計圖紙中,缺乏主動設計意識。例如,在最初方案設計時,建筑師多是以建筑美學和功能作為設計目標進行設計,提交綠色建筑咨詢顧問審核,如存在不滿足《綠標》條文的情況,則按照綠色建筑咨詢顧問的建議進行方案調整,并未在方案設計之初將自然資源、氣候、地形等環境因素融入建筑設計中,更缺乏對被動技術的利用意識和對潛在適宜技術的估計。
3綠色建筑設計流程優化
針對綠色建筑設計流程中存在的問題,現從綠色建筑顧問的角度,以《綠標》為基礎,對現有的建筑設計流程進行優化,使其符合綠色建筑設計特點。
3.1項目設計團隊
綠色建筑設計團隊人員更加復雜。在原有人員的基礎上,又增加了綠色建筑咨詢顧問、綠色建筑專項技術廠家等。在不同的設計階段有不同的人員參與到設計團隊中,在充分理解綠色建筑目標的基礎上協調一致,確保項目目標的完整實現[6]。
3.2項目設計流程
項目設計流程包括前期策劃階段、方案設計階段、擴初設計階段、施工圖設計階段。設計團隊的成員應在各自相應的時間參加到設計團隊中,綠色建筑咨詢顧問應當在最初向甲方介紹綠色建筑設計理念時,也將綠色建筑設計的工作流程向其進行介紹,協助項目負責人及時組建團隊開展相應的設計工作。依據綠色建筑的設計理念和要求,建立綠色建筑設計流程,并給出各個階段的主要參與者以及各階段形成的綠色建筑設計成果。1)前期策劃階段組建綠色建筑設計團隊—召開綠色建筑啟動會,進行綠色建筑理念宣講———綠色建筑可行性分析研討會(2次以上):分析場地性質、地區氣候資源、周邊交通、服務設施等因素,探究適宜技術、增量成本。參與人員包括:甲方、綠色建筑咨詢顧問、建筑師、規劃師、造價評估師、環境評估工程師。2)方案設計階段綠色建筑方案設計方案研討會(2次以上)—下發各專業綠色建筑方案設計要求—綠色建筑方案設計—審核設計指標(并反復優化)—完成綠色建筑設計方案—報建方案。參與人員包括:甲方、綠色建筑咨詢顧問、建筑師、給排水、暖通、電氣工程師、室內設計、景觀設計、結構設計、模擬分析師、造價評估師。3)擴初設計階段技術深化落實設計研討會(2次以上)—綠色建筑擴初設計—審核設計圖紙—對設計圖紙進行計算機模擬:室外風環境;室內自然采光;室內自然通風;建筑綜合能耗(優化設計)—完成綠色建筑擴初設計。參與人員包括:甲方、綠色建筑咨詢顧問、建筑師、給排水、暖通、電氣工程師、室內設計、景觀設計、結構設計、專項技術廠家、設備供應商、模擬分析師、造價評估師。4)施工圖設計階段綠色建筑設計深化—完成綠色建筑施工圖—審核施工圖,如參數有變化,則再次進行相應的算機模擬—綠色建筑施工圖出圖—校對,審核,會簽。參與人員包括:甲方、總承建商、綠色建筑咨詢顧問、建筑師、給排水、暖通、電氣工程師、室內設計、景觀設計、結構設計、專項技術廠家、模擬分析師、造價評估師。5)施工及驗收階段施工圖交底—綠色施工培訓—施工—調試—竣工驗收。參與人員包括:甲方、總承建商、分包商、綠色建筑咨詢顧問、建筑師、結構設計師、給排水、暖通、電氣工程師、室內設計、景觀設計、監理、調試工程師、設備供應商、專項技術廠家、造價評估師。
3.3綠色建筑設計流程特點
上述綠色建筑設計流程是以《綠標》為基礎,秉承“整體設計方法”的理念,對現有的設計流程進行優化,其將綠色建筑咨詢顧問的工作流程與傳統的建筑設計流程相融合,該設計流程的主要特點如下。
1)綠色建筑咨詢顧問全程指導設計工作
在前期策劃階段,綠色建筑咨詢顧問參與到項目策劃中,并向項目甲方宣傳綠色建筑理念和設計流程,協助甲方在前期組建設計團隊,并召開綠色建筑啟動會,向設計團隊成員宣傳綠色建筑設計理念以及綠色建筑的設計流程,介紹團隊設計人員各自的職責及其介入設計的階段,鼓勵設計人員積極參與到綠色建筑方案的討論中,增強建筑設計師對被動技術的利用意識。
2)定期的會議討論制度保障了設計團隊成員的有效溝通與協作
項目負責人應制定嚴格的例會制度,定期召開設計溝通會及專家研討會,協調各專業的及時溝通。議程要合理,所有人都事先同意,建議一周一次,每次會議要決定下一周的計劃。
3)借助模擬軟件優化設計
每個階段,綠色建筑咨詢顧問都會借助模擬軟件輔助優化設計。方案階段,借助模擬分析軟件開展各設計方案的對比分析,為團隊成員檢驗各種想法,然后整合到一起,不斷地提出意見、反饋、優化方案;擴初設計階段,借助模擬軟件檢驗擴初設計是否達到設計要求;施工圖階段,則借助模擬軟件完成對項目最終設計結果的分析整理。
4結語
中國的國情
中國作為最大的發展中國家,二氧化碳排放居第二位,根據《京都議定書》的要求,中國要采取一系列減少溫室氣體排放的政策和措施,包括努力提高能源利用效率,改善能源結構,促進新能源和可再生能源的利用等。
就能源消費而言,在我國化石能源資源探明儲量中,90%以上是煤炭,人均儲量也僅為世界平均水平的二分之一;人均石油儲量僅為世界平均水平的11%;天然氣僅為45%;而目前我國單位建筑面積能耗水平是發達國家的2~3倍以上。就土地的情況而言,我國人均耕地只有世界人均耕地的1/3,水資源僅是世界人均占有量的1/4;實心黏土磚每年毀田12萬畝;物耗水平與發達國家相比,鋼材消耗高出10%~25%,每拌和1立方米混凝土要多消耗水泥80公斤;衛生潔具的耗水量高出30%以上,而污水回用率僅為發達國家的25%。嚴峻的事實表明,中國不僅要走可持續發展道路,發展節能與綠色建筑也刻不容緩。
我們應該認識到我國不僅經濟上“窮”,在資源和環境上更“窮”,但要想做到可持續發展的目標就要擺脫狹隘的“唯經濟窮論”,全面在“四節一環?!鄙咸岣邩藴?,用強有力的稅收、金融、土地政策鼓勵有條件的地區或開發綠色建筑項目,走在地區、國內甚至國際的前列。同時,強制要求經濟發達地區和大型城市的節約標準,提到一個和自身地區資源相符合的程度。
成本問題
從全國范圍里來講。絕大多數普通的民用建筑在節能等方面存在巨大的缺陷和不足,因此需要我們進行綜合的設計來增加建筑這些方面的品質和性能,每一方面的改善基本上都需要增加一定的成本,比如成本增加10%以上,是必然的。就住宅而言,一說到因為“節能要增加成本”,就有許多人說會增加購房人的負擔,好像以后使用過程中的使用成本對老百姓無關緊要一樣。因此,我們不僅要關注建造的經濟成本,更要關注今后使用中的經濟成本以及生態成本和社會成本。就生態成本來講,今天對環境的污染今后需要花費更大的代價去治理;就社會成本來說,綠色建筑由于改善了室內的環境,使人的疾病發生率大幅度下降,因為人有80%的時間是在室內活動,這樣疾病發生率將會大幅度下降.壽命將會延長,生存質量也大大提高,這就是另一方面的節約;同時,在建筑數十年的使用過程中.使用成本將高于建造成本數倍以上。,因此,我們應該把注意力放在生態成本、社會成本和全壽命周期的經濟成本上,況且現在的房價即使沒有技術含量和“四節”,性能的提高也在不斷的增加,這種價格的增加加大了房地產泡沫的可能性,因此房地產價格的理性回歸應該是建立在價值的增加基礎上的。我認為可以鼓勵各個地方的高檔住宅或其他民用建筑通過適當的高投入,帶來項目的內外環境質量、提升“綠色”性能,從而提高房子的品質,以品質來支撐高于其他普通房子的價格,讓這些高價房成為“綠色建筑”的榜樣,以此帶動地方住宅技術及產業化的發展,最終讓更多的普通房子更容易實現“綠色”夢想。
綠色建筑需要什么樣的技術?
在探索綠色建筑的技術路線時.經常會聽到一些專家主張應該采用“低技術”,有些認為應該采用“適宜技術”,還有些認為應該采用“適宜技術結合高技術”等等不同的觀點,我個人認為這種爭論沒有意義。技術是用來解決我們所面臨的具體問題的,應該根據具體項目的具體情況和實際需求來選擇。更多技術選擇的可能性一方面能夠滿足建筑師的創造需要,另一方面能夠滿足市場的需求。。在我們國家目前普遍技術非常落后的今天,如果不是大力去發展高新技術而一味強調低技術,只能是更落后,離我們自己的標準也會越來越遠。
與傳統建筑相比較,我國現代建筑的種類在拓展,規模在增加,復雜程度在提高,在新的建筑類型和空間模式條件下,缺乏對氣候適應性理論的深入研究與應用。會展建筑動輒幾十萬,甚至上百萬平米的建筑規模。在傳統建筑中,看似便于實現的自然調節內容,在當今不斷膨脹的建筑規模和類型面前,似乎變得越來越困難。此外,無論身處何地,均是千城一面,地域建筑所應具有的特殊性沒有絲毫體現。高層辦公建筑大多是玻璃幕墻、中央空調。缺少自然調節機制,室內環境的調節過多地依賴人工調節(空調設備),使建筑的自然調節、自我適應機能幾乎喪失殆盡(圖2)。建筑氣候適應性的缺失造成以下三個方面的負面影響。
1.1建筑與技術問題
對于建筑本體而言,適應機制的喪失直接反映在建筑空間、形體及技術運用上。設計方法與氣候適應性的原則相違背,將室內環境完全置于空調的控制之下,導致自然調節機制完全喪失。
1.2建筑節能問題
對于環境而言,建筑氣候適應性的喪失導致建筑人工空調使用時間的延長,能耗的居高不下,造成極大的環境負荷。
1.3建筑健康問題
對于人而言,建筑氣候適應性的喪失導致內外缺少交互,直接影響建筑環境質量的安全性、舒適性和健康性??紤]到此類建筑往往為高層或大跨度的大型公建,生命周期很長,因此帶來的影響將是長期的且難以逆轉的。建設得越多,帶來的能耗問題就越嚴重,對于健康的不利影響越大。
2建筑氣候適應性的研究內涵
我國幅員遼闊,地跨熱帶、亞熱帶、溫帶、寒帶等多個氣候帶,氣候差異大,立足于不同的地域氣候,建筑的建造模式與方法也應具有明顯的區別。建筑的氣候適應性在不同氣候條件下的表現迥然不同,應該深入探索不同建筑空間類型的氣候適應性方法,通過建筑的氣候適應性深入研究——建構正確的規避與調節機制,如此建筑才能適應自然氣候,才能達到建筑與氣候的協同統一、達到節能與減少環境負荷、并創造健康的人居環境(圖3),才能最終實現人居環境的可持續發展。這是實現完整意義上綠色建筑的基礎,是綠色建筑亟待解決的基礎性課題。
2.1基于氣候適應性的建筑與技術的整合
兩種適應機制的作用機理及其相互關系直接決定建筑空間、形態及其技術體系的整合方式。在一般觀念中,綠色建筑一定是通過各種高科技實現的,其實不然,綠色建筑并非高科技的濫用和技術的堆砌,而是應該根據適應機制的調節目標而進行選擇相應的綠色建筑技術,應注重通過被動節能技術的應用加強建筑的自我調節。原則上應以被動技術為主,主動技術為輔。①基于規避機制的建筑模式及技術體系:當自然環境不適宜時,利用規避機制創造封閉的空間環境,并主動技術補償創造相對宜人環境。主動技術是工業革命后出現的各種環境控制技術和建筑設備工程技術的統稱,它們以消耗能源為代價,廣泛存在于各種現代建筑中。②基于調節機制的建筑模式及技術體系:當自然環境優良時,需要充分發揮調節機制的作用。這需要調整其形體、空間、界面同被動技術(自然通風、采光等)的結合,為自然能源適宜地流向運動環境作好鋪墊,最大程度利用自然能源實現環境自然更新(圖4)。被動技術,是指以非機械電氣設備干預手段實現建筑能耗降低的節能技術,比如通過對建筑朝向的合理布置、遮陽的設置、自然通風、自然采光的建筑設計等。被動技術強調建筑與自然環境的共存,強調建筑的氣候適應性。③建筑的實時應變性——兩種適應機制的轉換:根據室外氣候的變化,兩種機制的適時轉換需要相應實時應變技術支撐。一年之中不同季節,這兩種適應機制應該交替發揮作用。冬季、夏季的嚴寒與酷熱需要啟動規避機制;而春、秋兩季則需運用調節機制,促進室內環境的更新;同時也適用于一天中不同時段,根據一天中的不同氣候條件進行兩種模式的轉換;而這兩種模式又因不同氣候區劃、地域的不同氣候條件而又有不同比例的運用。因此,建筑是否能夠積極應對氣候,處理好規避、適應兩種機制的關系也是綠色建筑需要解決的最為核心的問題之一。正確處理建筑氣候適應性——建筑與氣候的關系問題是綠色建筑的基礎性課題。依據氣候特征,適應機制的轉換效率越高,建筑氣候適應性越強。而這取決于設計的優劣,被動式節能技術手段的適應性調節,而非高科技的濫用、更不是技術的堆砌。
2.2基于氣候適應性的建筑節能——實現環境目標
面對能源緊缺,建筑節能誠然十分迫切,但過于單純強調改善保溫隔熱等問題,就會以偏概全。綠色建筑強調與自然環境和諧相處,通過遵循氣候適應性原則,即強調建筑在不同季節與環境的互動,利用建筑自身的自然調節,來實現人居環境的控制,并形成有效循環,來達到節能的目的。建筑節能包含了兩方面的內容。一方面,通過“規避”機制的運用,加強建筑的保溫、隔熱來實現節能,也就是強化建筑界面的熱穩定性,減少建筑內部的能耗損失,從而實現建筑節能;另一方面,是通過“適應”機制的運用,提高建筑設計的方法,提高建筑的氣候適應性,順應建筑所在的氣候環境,強化其自然調節的能力,減少對人工空調的依賴,以此來實現節能。前者是立足于在人工調節時減少損失,后者是減少人工調節的使用時間,從節能的角度來理解,對于人工環境的依賴程度越高,則能耗越高;反之建筑的自然調節能力越高,則能耗越低。兩者對于降低建筑整體能耗而言同樣重要,相輔相成,不可相互替代。但從當前的實際現狀來看,顯然前者在綠色建筑的實施中,得到更多強調和貫徹;而后者則往往被忽視。如果將這兩種節能方式進行形象的比喻的話,前者這種構造、材料節能是節能中的“硬件”;而后者,是建筑節能中的“軟件”,是融合在建筑的空間形體之中的。而恰恰這一點是被忽視的。如果只強調前者而忽視后者,就會導致只控制了能耗損失,而沒有減少能耗的使用時間。這種節能是片面的,很難從整體上達到降低建筑能耗的目的。因此,我們所應該強調的節能不能僅是建筑材料節能,同時應思考如何減少對空調的依賴,在建筑設計時對節能整體層面上進行把握。
2.3基于氣候適應性的人居環境健康——實現人居目標
人的健康不僅源于自身機體,同時健康的人居環境也同樣重要。采用空調等機械設備進行通風換氣不僅消耗大量能源,同時封閉式的空調環境易形成塵埃、病菌的積聚,造成室內空氣的污染和疾病的傳播,危害人的健康。長期使用人工照明,亦會導致室內衛生條件下降,同時對人的生理也產生不良影響。自然通風、采光技術是一種以利用可再生、自然清潔的被動能源為特征的技術方式,是一種既可節能又能為環境創造舒適條件的技術手段,亦可滿足人們對于自然互動的需求。立足于不同區域的氣候條件,我們應該根據室內環境的各項健康標準,塑造建筑健康環境時應注重建筑設計、自然能源、被動技術的有機整合。通過建筑設計方法的調整,實現以被動技術為主、主動技術為輔的環境調節機制,以強化對有利自然能源的有效利用,規避不利氣候的影響,從而使室內環境滿足健康的熱環境、空氣質量環境、光環境的要求。
3亞熱帶氣候適應性大空間建筑的創作實踐
下面結合兩個亞熱帶氣候條件下的體育館作品設計進一步闡述基于建筑氣候適應性原則的應用。亞熱帶氣候的主要特征是高溫、高濕。自然通風、遮陽、隔熱和適度的自然采光建筑技術是要解決的主要問題,而其中如何實現有效的自然通風可明顯改善室內的人體舒適度。
3.1廣州大學城廣東藥學院體育館——建筑形式與亞熱帶氣候環境的融合
廣州大學城廣東藥學院體育館全面采用了適宜亞熱帶氣候條件下的自然采光、自然通風、遮陽、隔熱等被動技術(圖5)。在自然通風方面采用了多種新穎的建筑設計手法以提高大空間的自然通風效能。具體來講,體育館的屋頂形態突破傳統,采用了非對稱的布局,呈南低北高逐級跌落的形態,從而有效增加建筑的南向進風面積,強化正負風壓區的對比,加強室內的自然通風(圖6~7)。在進出風口的選擇上,首先是利用南向疊級桁架形成錯落的屋頂,布置豎向天窗,形成屋頂進風口,可用機械控制開啟,將風引入室內;南立面的進風口為樓座下的通風百葉窗,可將東南風引入室內;同時東西立面的遮陽板分別向南旋轉30°形成風翼形構造,構成側向進風口(圖6)。這種多角度、全方位的進出風口設計,有效強化了體育館室內的自然通風。在采光方面,則利用跌級狀天窗作自然采光,直射的光線照射在桁架上懸掛的折射板上,在室內形成漫射光,改善室內的光環境。體育館東西立面的豎向遮陽板分別向南旋轉30°,豎向遮陽板也擴大了遮陽面積,配合彩釉玻璃可遮擋掉東西向的大部分日光,同時可將適度光線折射到館內,形成漫射光,加強了體育館自然照明(圖8)。適應性設計同時也表現在訓練館屋頂的景觀設計上。屋頂平臺上設置了大面積植被綠化,層次豐富。這種設計不僅使體育館與周邊環境融為一體,而且茂密的綠化更能為體育館形成一層綠色隔熱膜,通過夏天連續三天與附近金屬屋面大空間的對比實地測量,發現覆土屋面的訓練館能夠有效控制室內溫度的波動,緩解室外溫度升高對館內的影響,降低能耗(圖9~10)。
3.2重慶理工大學體育館——建筑隨氣候的實時應變性
1.1創造舒適、健康、安全的生活空間
綠色低碳建筑為人類創造了舒適、健康、安全的生活空間和建筑自身的性能與特點是不可分割的。因為綠色低碳建筑不僅涉及建筑物自身,還涉及建筑物包含的生態構建、安全舒適的生活環境等等。對于綠色低碳建筑而言,其包含的生活環境通常要使用科學合理的規劃設計方案,并使用自然采光、自然通風、低碳建筑材料、新型能源等等模式來建設建筑物,進而使得建筑和使用過程遵循“科學恰當選址、循環利用資源、高效節約能源、建筑環境安全、降低廢氣排放、建筑合理實用”等等建設特征。一般情況下,建筑環境對于使用者有直接影響,使用彩色建筑的設計方法,依據建筑施工情況來規劃涉及建筑,使用綠色低碳的施工方法來滿足人們對于綠色施工里面的追求,并且在給予人們綠色、低碳與舒適的生活空間的同時保證人們的生命與財產安全。
1.2改善氣候問題
綠色低碳建筑技術就是使用新型低碳技術甚至是負碳技術來建設建筑物,使得建筑物不僅達到綠色低碳的要求,還能實現高效能、少污染的目的。近些年,人們對于氣候越來越關注,就當前建筑業而言,實現降低廢物排放量與節約能源更為重要,構建舒適安全、綠色環保的生活環境日益成為解決氣候問題的主要環節。雖然綠色建筑與低碳建筑具備相同含義,但是實際建設時,兩者關注節點不同,綠色建筑更為關注環境污染,低碳建筑更為關注二氧化碳排放量,所以,在進行綠色碳建筑建設時,將兩者結合起來更為有效。
1.3節約環境資源和天然能源
建筑物自身就具備較高的能源與資源消耗,并且對自然環境具有難以預估的影響。依據有關數據顯示,全球大部分能源與資源都運用到建筑業之中,并且人們在自然環境與生態環境所挖掘的原材料大多數也是運用在建筑建設中以及建筑所需的設備設施之中。另外,建筑物形成的廢氣污染與光污染也是非常嚴重的。我國是發展中國家,城市人口數量不斷增加,城市發展進程不斷加快使得城市人口不斷增加,導致建筑物生活需求不斷增加,能源消耗也就不斷增加,建設綠色低碳建筑能夠在很大程度上節約環境資源與天然能源,促進建筑業可持續發展。
2綠色低碳技術在商品房中的應用
2.1降低能源使用率
新型綠色低碳建筑與傳統建筑技術不用,其主要使用新型原材料進行建筑施工,例如:使用隔熱保溫原材料,可以維護室內溫度,從而節約能源。另外,還有些新型原材料可以使用在建筑物外層,降低建筑物消散速度,從而節約能源。新型綠色低碳建筑材料在建筑業達到了廣泛運用,不僅尤其其實用與便捷,還具備保溫隔熱的效果,因此備受關注。
2.2減少電能使用量
眾所周知,電能為人類生產與生活中相當重要的因素。我國目前電能處于嚴重短缺的狀態,現階段我國電能主要來源于火力發電,需要使用大量煤炭資源,在很大程度上影響了環境的發展,因此,不斷推廣綠色低碳建筑施工技術能夠在很大程度上降低電能使用量。
2.3減少用地面積
我國人口數量不斷增加,城市經濟不斷發展,用地情況日益突出,尤其表現在經濟發達的地區,建筑用地問題不斷加劇,因此,應該使用綠色低碳建筑技術不斷減少建筑用地面積。
2.4節約水資源
我國具有大量淡水資源,但是人均淡水資源量卻非常少,很多地區都處于水資源短缺的現狀?,F階段,我國建筑業對于水資源循環再利用技術相對較為卻是,因此,只要能夠發展區域技術來實現綠色低碳建筑水資源的循環再利用的建設任務或者是對于建筑物產生的廢水進行凈化處理并且使用到其他領域,就會在很大程度上節約水資源。
3應用綠色低碳建筑技術的關鍵點
3.1結合建筑實際環境
建筑物是否能夠結合自然環境是較為關鍵的一個問題。根據建筑物所在地區的自然環境來選擇科學合理的建筑模式,并且根據建筑模式的應用促進人類與自然的協調發展與共同進步是建筑物應該做到的一個方面。例如:對建筑屋頂進行綠化工程,在屋頂種植植物,不但能夠綠化環境,還能增加資源使用率。對于一些聲污染嚴重的地區而言,更適合在屋頂進行植物種植,不僅能夠使用植物隔音作用來對城市聲污染問題進行改善,還能增加建筑物通風口的數量,選擇人工智能模式,使用電腦程度改變室內濕度與溫度等等因素,促進建筑物不斷滿足人類需求。
3.2發揮物理環境作用
目前,大量建筑設計師在對建筑物進行規劃設計時,會結合建筑物周圍物力環境。例如:在建筑物通風選擇時,會使用天井,使得建筑物上方涌進新鮮空氣,并且對較輕的氣體可用使用建筑天井輸出到建筑物之外,較重的氣體可以使用地下管道排除室外。在對陽光進行利用時,建筑設計師能夠使用天然陽光滿足建筑內部照明功能,使用智能感應的方式來對室內感光度進行改變,使得建筑物得到更為舒適的光線,并且光度會伴隨時間變化而進行恰當地調整。
3.3關注建筑選址
在建筑物建設的過程中,選址是一項非常關鍵的工作。
①選擇合適的地址能夠在很大程度上降低建設成本,為工程建設提供更多資源能量。例如:使用合適的光照角度能夠提供更佳的光線。
②在進行建筑物選址時,應該對地域日照、風向與溫度等等要素進行充分考慮,因為良好的建筑選址能夠使所構建的建筑物在相同的自然因素下擁有更好的光線、更通暢的通風設施等。
4結語