綠色建筑的關(guān)鍵設(shè)計(jì)理念及方法
綠色建筑在發(fā)展原則上堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展,在理念上貫徹綠色平衡,在整體設(shè)計(jì)上講究科學(xué),集成綠化配置、通風(fēng)和采光的設(shè)計(jì)上都強(qiáng)調(diào)自然化,對(duì)于圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用低耗能材料,在太陽(yáng)能利用、地?zé)崂?、中水利用、綠色建材和智能控制等高新技術(shù)的使用上,充分展示人文與建筑、環(huán)境及科技的和諧統(tǒng)一。
1綠色建筑設(shè)計(jì)的核心
綠色建筑核心內(nèi)容是盡量減少能源、資源消耗,減少對(duì)環(huán)境的破壞,并盡可能采用有利于提高居住品質(zhì)的新技術(shù)、新材料。
要有合理的選址與規(guī)劃,盡量保護(hù)原有的生態(tài)系統(tǒng),減少對(duì)周邊環(huán)境的影響,并且充分考慮自然通風(fēng)、日照、交通等因素。要實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用,盡量使用再生資源。盡可能采取太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)?、生物能等自然能源。盡量減少?gòu)U水、廢氣、固體廢物的排放,采用生態(tài)技術(shù)實(shí)現(xiàn)廢物的資源化處理??刂剖覂?nèi)空氣中各種化學(xué)污染物質(zhì)的含量,室內(nèi)通風(fēng)、日照條件良好。
2綠色建筑的設(shè)計(jì)理念
(1)低碳能源。
充分利用太陽(yáng)能,采用低碳的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)以及采暖和空調(diào),減少采暖和空調(diào)的使用。根據(jù)自然通風(fēng)的原理設(shè)置風(fēng)冷系統(tǒng),使建筑能夠利用夏季的主要風(fēng)向。建筑采用適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂驐l件的平面形式及總體布局。
(2)節(jié)約資源。
在建筑設(shè)計(jì)、建造和建筑材料的選擇中,均考慮資源的合理使用和處置。要減少資源的使用,力求使資源可再生利用。節(jié)約水資源,包括綠化的節(jié)約用水。
(3)回歸自然。
綠色建筑外部要強(qiáng)調(diào)與周邊環(huán)境相融合,和諧一致、動(dòng)靜互補(bǔ),做到保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境。建筑內(nèi)部不使用對(duì)人體有害的建筑材料和裝修材料。室內(nèi)空氣清新,溫、濕度適當(dāng),使居住者感覺(jué)良好,身心健康。
綠色建筑的建造特點(diǎn)包括:對(duì)建筑的地理?xiàng)l件有明確的要求,土壤中不存在有毒、有害物質(zhì),地溫適宜,地下水純凈,地磁適中。綠色建筑應(yīng)盡量采用天然材料。建筑中采用的木材、樹(shù)皮、竹材、石塊、石灰、油漆等,要經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)處理,對(duì)人體沒(méi)有害處。綠色建筑還要根據(jù)地理?xiàng)l件,設(shè)置太陽(yáng)能采暖、熱水、發(fā)電及風(fēng)力發(fā)電裝置,以充分利用天然可再生能源。
3綠色建筑設(shè)計(jì)方法要點(diǎn)
(1)重視節(jié)地設(shè)計(jì)
節(jié)約用地,從建筑的角度上講,是建房活動(dòng)中大限度少占地表面積,并使綠化面積少損失、不損失。節(jié)約建筑用地,并不是不用地,不搞建設(shè)項(xiàng)目,而是要提高土地利用率。
在城市中節(jié)地的技術(shù)措施主要是:建造多層、高層建筑,以提高建筑容積率,同時(shí)降低建筑密度;利用地下空間,增加城市容量,改善城市環(huán)境;城市居住區(qū),提高住宅用地的集約度,為今后的持續(xù)發(fā)展留有余地,增加綠地面積,改善住區(qū)的生態(tài)環(huán)境。
(2)綠色建筑整體設(shè)計(jì)
整體設(shè)計(jì)的優(yōu)劣將直接影響綠色建筑的性能及成本。建筑設(shè)計(jì)須結(jié)合氣候、文化、經(jīng)濟(jì)等諸多因素進(jìn)行綜合分析。整體設(shè)計(jì)時(shí),切勿盲目照搬所謂的綠色技術(shù),也不能僅著眼于一個(gè)局部而不顧整體。
(3)綠色建筑單體設(shè)計(jì)
1)建筑的體型系數(shù)即建筑物表面積與建筑的體積比,它與建筑的熱工性能密不可分。曲面建筑的熱耗小于直面建筑,在相同體積時(shí)分散的布局模式要比集中布局的建筑熱耗大,具體設(shè)計(jì)時(shí)減少建筑外墻面積、控制層高,減少體形凹凸變化,盡量采用規(guī)則平面形式。
2)外墻設(shè)計(jì)要滿(mǎn)足自然采光、自然通風(fēng)要求,減少對(duì)電器設(shè)備的依賴(lài),設(shè)計(jì)時(shí)采用明廳、明臥、明衛(wèi)、明廚的設(shè)計(jì),外墻設(shè)計(jì)要努力提高室內(nèi)環(huán)境的熱穩(wěn)定。
①采用良好的外墻材料,利用更好的隔熱磚代替粘土磚,節(jié)省土地資源。
②采用選擇性鍍膜窗戶(hù),其導(dǎo)熱系數(shù)較小,能夠改善室內(nèi)環(huán)境的熱穩(wěn)定性。
③加強(qiáng)門(mén)窗的氣密性,減少熱交換。
④使用各種輕便可調(diào)節(jié)的遮陽(yáng)設(shè)備抵卸夏季太陽(yáng)的直接輻射,同時(shí)冬季能夠調(diào)節(jié)便于采光。
3)采用彈性設(shè)計(jì)方案,提高房屋的適用性、可變性,具體表在建筑結(jié)構(gòu)、建筑設(shè)備等靈活性要求上。
①樓梯的可生長(zhǎng)性,包括基礎(chǔ)的預(yù)留量、樓段板承重的預(yù)先考慮,周邊環(huán)境的生長(zhǎng)預(yù)留地等。
②預(yù)留管道空間,包括水電、通訊的發(fā)展空間。
③家具系統(tǒng)的可變化性。
(4)綠色建筑節(jié)約能源設(shè)計(jì)
綠色建筑是一個(gè)能積極地與環(huán)境相互作用的、智能的、可調(diào)節(jié)系統(tǒng)。因此,它要求建筑外層的材料和結(jié)構(gòu),一方面作為能源轉(zhuǎn)換的界面,需要收集、轉(zhuǎn)換自然能源,并且防止能源的流失;另一方面,外層須具備調(diào)節(jié)氣候的能力,以消除、減緩,甚至改變氣候的波動(dòng),使室內(nèi)氣候趨于穩(wěn)定,而實(shí)現(xiàn)這一理想,在很大程度上須有賴(lài)于未來(lái)高新技術(shù)在建筑中的廣泛運(yùn)用。
1)綠色建筑合理使用建筑材料、就地取材(主要是木材),盡量使用對(duì)人體健康影響較小的建筑材料,包括無(wú)放射、低揮發(fā)、低活性材料;另外,對(duì)油漆、膠水、粘合劑、地板磚、地毯、木板和絕緣物的選擇,除了要考慮性能優(yōu)良外,還開(kāi)始強(qiáng)調(diào)沒(méi)有毒性物質(zhì)的釋放。
2)注重對(duì)外墻保溫低碳材料的使用。
外墻保溫低碳材料屬于保溫絕熱材料,僅就一般的居民采暖的空調(diào)而言,通過(guò)使用絕熱維護(hù)材料,可在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上低碳50%~80%。
3)綠色建筑主張?zhí)?yáng)能等可再生能源的利用。
例如:利用空調(diào)冷凝熱作為生活熱水的輔助熱源,利用太陽(yáng)能和地?zé)崮墚a(chǎn)生的熱水作為日常生活用熱水。利用太陽(yáng)能光電系統(tǒng)來(lái)支持日常生活用電。在混凝土中埋設(shè)光導(dǎo)纖維,可以經(jīng)常地監(jiān)視構(gòu)件在荷載作用下的受力狀況,自我修復(fù)混凝土可得到實(shí)際應(yīng)用。建筑物表面材料,通過(guò)多功能的組織進(jìn)行呼吸,可凈化建筑物內(nèi)部的空氣,并降低溫度。形狀記憶合金材料可用于百頁(yè)窗的調(diào)整或空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)口的開(kāi)關(guān),自動(dòng)調(diào)節(jié)太陽(yáng)光亮。建筑物表面的太陽(yáng)能電池可提供采暖和照明所需要的能源。
(5)室外環(huán)境綠化設(shè)計(jì)
在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)充分利用綠化這一生態(tài)因子,為居民創(chuàng)造出高質(zhì)量生活環(huán)境。
1)建筑四周綠化。
在夏季,地面受到的輻射熱反射到外墻和窗戶(hù)的熱量約占總熱量的一半,為了降低這部分從地面來(lái)的反射熱,適宜在建筑物室外種植灌木和草坪,盡量減少反射到房間的熱量。對(duì)于冬季寒冷的地方,適宜種植落葉性植物。
2)建筑立面綠化。
通過(guò)種植攀緣性植物使墻面綠化,如常春藤和野葡萄屬于自攀緣性植物,不需要其他輔助支持物,常春藤可以生長(zhǎng)30m高的墻面,野葡萄可以長(zhǎng)到15m左右,可減少熱輻射,對(duì)建筑物裝飾性也很好,可以使高大的建筑物更具有特色。
3)陽(yáng)臺(tái)與屋頂綠化。
陽(yáng)臺(tái)是室內(nèi)與室外自然接觸的媒介,陽(yáng)臺(tái)綠化不僅能使室內(nèi)獲得良好的景觀,而且也豐富了建筑立面造型并美化城市景觀。陽(yáng)臺(tái)有凹、凸及半凹半凸三種形式,形成不同的日照及通風(fēng)情況,產(chǎn)生不同的小氣候。要根據(jù)具體情況選擇喜陽(yáng)還是喜陰,喜潮濕還是抗干旱的不同品種的植物。陽(yáng)臺(tái)綠化注意植物的高度,不要影響通風(fēng)和采光。屋頂綠化給居民的升華環(huán)境以綠色的享受,它對(duì)人們心理的作用比其他物質(zhì)享受更為深遠(yuǎn)。此外屋頂綠化具有蓄水,減少?gòu)U水排放,還可以保溫隔熱、隔聲等作用。
(6)室內(nèi)環(huán)境設(shè)計(jì)
1)光環(huán)境。
設(shè)計(jì)采光性能建筑朝向,發(fā)揮天井、庭院、中庭的采光作用,使天然光線(xiàn)能照亮人員經(jīng)常停留的室內(nèi)空間;采用自然光調(diào)控設(shè)施,如采用反光板、反光鏡、集光裝置等,改善室內(nèi)的自然光分布;采用一般照明和局部照明相結(jié)合;采用低碳的光源、燈具和電器附件。
2)熱環(huán)境。
優(yōu)化建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能,防止因外圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度過(guò)高或過(guò)低、透過(guò)玻璃進(jìn)入室內(nèi)的太陽(yáng)輻射熱等引起的不舒適感;設(shè)置室內(nèi)溫度和濕度調(diào)控系統(tǒng),使室內(nèi)的熱舒適度能得到調(diào)控;根據(jù)使用要求合理設(shè)計(jì)溫度可調(diào)區(qū)域的大小,滿(mǎn)足不同個(gè)體對(duì)熱舒適性的要求。
3)聲環(huán)境。
采取動(dòng)靜分區(qū)的原則進(jìn)行建筑的平面布置和空間劃分,減少對(duì)有安靜要求房間的噪聲干擾;合理選用建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件,采取隔聲、減噪措施,室內(nèi)噪聲級(jí)和隔聲性能符合《民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求。
4)室內(nèi)空氣品質(zhì)。
結(jié)合建筑設(shè)計(jì)提高自然通風(fēng)效率;合理設(shè)置風(fēng)口位置,組織氣流,采取措施防止串氣、泛味;采取措施防止結(jié)露和滋生霉菌。
(7)地域人文環(huán)境設(shè)計(jì)
使建筑融入歷史與地域的人文環(huán)境包括以下幾個(gè)方面:對(duì)古建筑的妥善保存,對(duì)傳統(tǒng)街區(qū)景觀的繼承和發(fā)展;繼承地方傳統(tǒng)的施工技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù);繼承保護(hù)城市與地域的景觀特色,并創(chuàng)造積極的城市新景觀;保持居民原有的生活方式并使居民參與建筑設(shè)計(jì)與街區(qū)更新。