屠曉飛
(浙江省超維建筑設(shè)計院,浙江 杭州 310000)
我國在長期發(fā)展過程中始終面臨能源資源緊張問題。在現(xiàn)代化時期,由于過度開發(fā)資源和能源,忽視自然環(huán)境保護(hù),環(huán)境污染和能源短缺問題日益嚴(yán)重。因此注重綠色建筑的發(fā)展,合理開發(fā)和利用現(xiàn)有資源,實現(xiàn)人與自然和諧發(fā)展也顯得越發(fā)重要。在建筑設(shè)計過程中,我們要正確認(rèn)識和了解綠色建筑的設(shè)計要點,遵循綠色設(shè)計的基本原則,全面展現(xiàn)環(huán)保理念,落實節(jié)能措施,以此確保綠色建筑設(shè)計發(fā)展的空間廣闊性,實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境的長久穩(wěn)定發(fā)展。
在人類發(fā)展史上,建筑擔(dān)負(fù)著幫助人類抵御自然危害的重責(zé),幫助人類從自然規(guī)律、環(huán)境變化中超脫出來;到了現(xiàn)代,我們除了對建筑的本質(zhì)需求,還需要建筑回歸到自然中去,與自然環(huán)境和諧共處。
綠色建筑是指建筑與周圍環(huán)境構(gòu)建的穩(wěn)定長久的生態(tài)系統(tǒng),是指節(jié)約資源,保護(hù)環(huán)境,最大限度地減少污染,在建筑的生命周期內(nèi)為人們提供健康、適用和高效的使用空間,與自然和諧共生,綠色建筑是多學(xué)科領(lǐng)域交叉支持,多主體共同管理維護(hù)的一個系統(tǒng)[1]。
綠色建筑設(shè)計是從設(shè)計的本源出發(fā),以經(jīng)濟(jì)美觀實用為基本方針,既注重使用者的實際使用體驗,也考慮與環(huán)境的相互共生。
1.2.1 設(shè)計內(nèi)容
在綠色、生態(tài)的基本大方針政策下,要始終秉持綠色建筑的理念,在保證自然環(huán)境健康發(fā)展的同時,合理應(yīng)用生態(tài)原理,深入探索生態(tài)環(huán)境的創(chuàng)新化建設(shè)路徑。綠色建筑設(shè)計階段比較注重保護(hù)環(huán)境和節(jié)約能耗,以此促進(jìn)建筑設(shè)計的和諧穩(wěn)定發(fā)展,維護(hù)人與自然的協(xié)調(diào)性。結(jié)合環(huán)境和建筑,充分應(yīng)用自然環(huán)境和人工改造方式,全面減少建筑施工、運行行為對生態(tài)環(huán)境的破壞影響[2]。
1.2.2 設(shè)計原則
在設(shè)計過程,應(yīng)充分考慮地域的特殊性,結(jié)合當(dāng)?shù)刈匀坏乩須夂?、人文資源、經(jīng)濟(jì)條件等特征,分析、總結(jié)和吸收當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)建筑對資源環(huán)境的設(shè)計和運行的優(yōu)勢,再通過分析綠色建筑設(shè)計內(nèi)容,可以明確綠色建筑設(shè)計宗旨,必須確保生態(tài)環(huán)境與自然環(huán)境系統(tǒng)的有效融合,建立互補(bǔ)互助的關(guān)系。在設(shè)計綠色建筑時,應(yīng)當(dāng)遵循以下原則標(biāo)準(zhǔn):一是確保建筑施工的低消耗原則。在優(yōu)化設(shè)計綠色建筑時,應(yīng)當(dāng)全面降低資源能源的消耗量,將建筑施工建設(shè),控制在滿足生態(tài)環(huán)境保護(hù)的范圍內(nèi)。二是可再生使用原則。一般來說,綠色建筑是生態(tài)建設(shè)的重要組成部分,應(yīng)確保資源和能源的可持續(xù)利用,確保綠色建筑具備自我調(diào)節(jié)、自我監(jiān)控的功能作用。在規(guī)劃設(shè)計期間,減少建筑外部環(huán)境對自然環(huán)境的破壞影響,全面發(fā)揮出綠色建筑物的功能和作用,以此實現(xiàn)長久穩(wěn)定發(fā)展目標(biāo)。
1.2.3 以人為本原則
綠色建筑設(shè)計必須遵循以人為本理念,設(shè)計活動都應(yīng)當(dāng)滿足基本功能性、實用性需求。在設(shè)計綠色建筑時,首先應(yīng)當(dāng)滿足人類身體需求,注重建筑的聲、光、熱工和室內(nèi)環(huán)境等方面,以免影響人類的正?;顒?。在選擇和使用建筑材料時,我們必須減少污染源的排放,尋找新的和可回收的能源和資源來取代不可再生能源,并為環(huán)境保護(hù)做好充分準(zhǔn)備[3]。
近年來,我國推動有關(guān)節(jié)約能源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、應(yīng)對氣候變化的相關(guān)法律法規(guī),深入踐行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,提高能源資源利用效率,推動可再生能源的利用,落實碳達(dá)峰、碳中和的決策部署。建筑領(lǐng)域開始廣泛推廣應(yīng)用環(huán)保型材料,降低建筑碳排放,實現(xiàn)資源能源的二次利用,以此減少材料投入成本,同時營造良好的建筑室內(nèi)環(huán)境,滿足經(jīng)濟(jì)社會高質(zhì)量發(fā)展的需求。在保證工程建設(shè)質(zhì)量的同時,可以幫助建筑企業(yè)減少資源能源浪費,合理利用現(xiàn)有資源,積極融合環(huán)境保護(hù)理念。在政府部門的支持下,有助于提升建筑企業(yè)知名度,進(jìn)一步加強(qiáng)企業(yè)市場競爭力。
在現(xiàn)代建筑設(shè)計期間,合理滲透環(huán)保、節(jié)能的綠色思想,有助于擴(kuò)大建筑企業(yè)的市場份額,確保建筑企業(yè)可以采用新型設(shè)計方式加大關(guān)注度,吸引消費者注意,以此提升建筑企業(yè)的市場占有率,增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)利潤。因此,綠色建筑既能夠提升居住舒適感,也能夠為建筑企業(yè)帶來可見效益[4]。
建筑與環(huán)境屬于相輔相成關(guān)系,在現(xiàn)代生產(chǎn)力發(fā)展中,建筑開始轉(zhuǎn)變單一的“庇護(hù)”功能,逐漸擴(kuò)展為生產(chǎn)、運行等多項功能,建筑形式也不斷多樣化。建筑形成人與自然、人與社會的溝通橋梁。在具備上述功能后,建筑開始具備資源消耗、廢物排泄等功能,和周邊環(huán)境的關(guān)系密切。建筑對于周邊環(huán)境的影響較大,所以必須合理選擇建造場地,避免在惡劣環(huán)境地區(qū)開展建筑行為,合理應(yīng)用土地資源。在前期規(guī)劃設(shè)計、施工建設(shè)等環(huán)節(jié),都必須注重周邊環(huán)境保護(hù),場地內(nèi)建筑物的布局、形式、高度、體量、色調(diào)等應(yīng)與場地周圍環(huán)境和城市空間肌理相協(xié)調(diào),并與周邊自然環(huán)境建立有機(jī)共生關(guān)系。在項目運營期間,也應(yīng)當(dāng)注重環(huán)境保護(hù)功能,保持或提升場地及周邊地區(qū)的生物多樣性指標(biāo)。采用綠色建筑設(shè)計,可以有效實現(xiàn)上述功能,維護(hù)生態(tài)環(huán)境效益[5]。
在建筑設(shè)計中,應(yīng)優(yōu)先采用被動式設(shè)計方法,減少建筑能耗,提高室內(nèi)舒適度,建筑極易受到外界自然條件的影響,在設(shè)計時必須做好考慮和平衡問題。例如:充分利用天然采光、自然通風(fēng),可以改善維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能,但是外窗玻璃面積過大,又不利于建筑節(jié)能,并且容易對周邊環(huán)境造成光反射等危害;遮陽措施會對建筑采光造成影響,但是合理地遮陽措施又有助于提高維護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱性能。在不同溫度地區(qū),由于日照時間與強(qiáng)度不同,受季風(fēng)影響不同,在滿足生產(chǎn)生活的同時,合理選擇建筑朝向、體型,優(yōu)化設(shè)計建筑窗墻比,以此滿足節(jié)能要求。比如北方地區(qū)必須對建筑體型系數(shù)進(jìn)行限制,因為體型系數(shù)越高,對建筑保溫節(jié)能效果的影響就越大。對于我國南方地區(qū)來說,注重增加自然通風(fēng),縮短空調(diào)系統(tǒng)的使用時間,以此促進(jìn)自然通風(fēng),此時就無需限制建筑體型系數(shù)。建筑外立面設(shè)計時,不同氣候地區(qū)所應(yīng)用的措施不同,例如南方建筑比較注重太陽輻射熱,因此會對東西向窗墻比進(jìn)行限制。
在基本確定建筑體型后,就要合理地選擇建筑材料。例如合理選用高強(qiáng)度鋼筋、高強(qiáng)度混凝土、高強(qiáng)度鋼材等建筑結(jié)構(gòu)材料,可優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計、減小構(gòu)件的截面尺寸及材料用量,同時也可減輕結(jié)構(gòu)自重,減小地震作用和地基基礎(chǔ)的材料消耗,以達(dá)到節(jié)材的效果。砌體材料可選用自保溫砌體,減少墻身自重,增加保溫性能。玻璃外門窗的面積較大時,可以選擇斷熱鋁合金型材和中空玻璃等,不僅考慮到了節(jié)能的需要,也對建筑的隔聲、氣密性要求有顯著提升。建筑內(nèi)部裝修采用裝配式吊頂、裝備式內(nèi)墻、整體式衛(wèi)浴廚房、管線集成與設(shè)備設(shè)施等也有利于節(jié)約建筑材料。在選用建筑材料時,都應(yīng)注意材料的有害物質(zhì)釋放量應(yīng)滿足國家相關(guān)規(guī)定。
在實施“降低建筑能耗”時,需要采取以下方法:合理選擇保溫隔熱材料,減少空調(diào)暖風(fēng)系統(tǒng)負(fù)荷。在使用期間還應(yīng)當(dāng)減少水資源浪費,可以使用低流量蓮蓬頭,具備節(jié)能性能的馬桶和洗衣機(jī)。在建筑內(nèi)部應(yīng)用節(jié)水工具與設(shè)備,有助于提升水資源的利用效率。在設(shè)計建筑給排水系統(tǒng)時,設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)推廣節(jié)水型工具與設(shè)備。例如選擇浮球閥,提升節(jié)水效率。同時選擇節(jié)水型給排水器具、閥門和水龍頭。選用節(jié)能型電氣設(shè)備和節(jié)能控制措施,例如走廊、樓梯間、大堂、地下停車場等場所的照明系統(tǒng)采用分區(qū)、分組、定時、感應(yīng)等節(jié)能措施。道路和景觀照明具有深夜調(diào)光控制功能。電梯選用節(jié)能運行功能。當(dāng)兩臺以上電梯成組設(shè)置時,配置具有節(jié)能運行模式和群控功能的控制系統(tǒng)。根據(jù)適用條件和當(dāng)?shù)刭Y源,合理選擇太陽能系統(tǒng)、地源熱泵系統(tǒng)、空氣源熱泵系統(tǒng)等可再生能源系統(tǒng),減少傳統(tǒng)能源系統(tǒng)的環(huán)境污染和生態(tài)資源消耗。
相比于傳統(tǒng)建筑來說,建筑企業(yè)必須將現(xiàn)代節(jié)能技術(shù)應(yīng)用于具體施工。通過使用新型環(huán)保材料,可以將傳統(tǒng)的建筑技術(shù)逐步轉(zhuǎn)化為智能技術(shù),從而促進(jìn)建筑的智能化發(fā)展。例如,在特定的施工時間,可以使用外墻保溫集成板。它不僅具有良好的抗壓性和抗沖擊性,而且具有良好的隔熱效果,因此被廣泛應(yīng)用于智能建筑的施工過程中。新型環(huán)保型材料具有以下特性:新型環(huán)保型材料具有較強(qiáng)的質(zhì)量,這樣可以有效降低建筑的整體重量;該類材料的實際使用避免了天然資源的大量應(yīng)用,主要是以廢棄物以及固體廢渣為主要來源;在生產(chǎn)制造期間,主要使用的是對環(huán)境產(chǎn)生污染程度低的材料,并且提升能源的使用率,顯著提升了環(huán)境質(zhì)量,促進(jìn)生態(tài)平衡;該類材料的主要設(shè)計理念在于保護(hù)居住環(huán)境。改善和加強(qiáng)生活品質(zhì),不會對人體造成較大的危害。
BIM 技術(shù)可以支持建設(shè)項目全生命周期的信息管理和應(yīng)用,有助于項目建設(shè)各階段、各專業(yè)之間的信息交流與合作,避免重復(fù)工作,有利于提高整個項目的質(zhì)量和效率,降低成本。例如,在建筑節(jié)能設(shè)計中,可以通過BIM 技術(shù)優(yōu)化建筑自然采光與通風(fēng)的關(guān)系。首先,模擬通風(fēng)環(huán)境。合理利用自然風(fēng)可以提高建筑節(jié)能效果,降低建筑能耗。BIM 技術(shù)可用于建立三維模型、綠地和建筑布局,調(diào)整和使用綠地和室內(nèi)外環(huán)境,提高自然風(fēng)的有效利用率,避免渦流和停滯問題,影響自然風(fēng)的利用。其次,模擬室內(nèi)照明。因為室內(nèi)采光設(shè)計的步驟比較復(fù)雜,涉及很多計算。通過應(yīng)用BIM 技術(shù),可以實現(xiàn)室內(nèi)照明模擬,設(shè)計師可以向系統(tǒng)輸入環(huán)境參數(shù),包括建筑日照數(shù)據(jù)和氣候數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)計算和分析,可以保證窗墻比的合理性,充分利用自然光源,減少能源浪費[6]。
第一,利用綠色建筑設(shè)計,優(yōu)化建筑材料的使用標(biāo)準(zhǔn),全面發(fā)揮出綠色建筑材料的作用和價值,以此降低環(huán)境污染,減少資源能源消耗。因此,我國注重綠色建筑設(shè)計推廣,以此提升建筑性能,優(yōu)化配置資源與能源,處理好資源、能源緊缺問題。
第二,建筑施工建設(shè)中,注重保護(hù)水資源,減少施工期間的水資源浪費。制定標(biāo)準(zhǔn)化的水資源利用規(guī)劃,減少水資源污染。施工建設(shè)期間還應(yīng)當(dāng)節(jié)約電力能源,制定一套完整的電力能源使用規(guī)定,組織施工人員學(xué)習(xí)電力能源的正確操作知識,同時使施工人員明確節(jié)能環(huán)保行為對于工程建設(shè)的意義。
第三,在綠色建筑設(shè)計與施工過程中,施工人員應(yīng)積極調(diào)整和改進(jìn)各種施工步驟,以確保綠色建筑設(shè)計體系的效率。工程管理人員通過歸納總結(jié),優(yōu)化完善綠色建筑工程的內(nèi)容[7]。
第四,在綠色建筑的全生命周期過程中,通過設(shè)計增加大眾對建筑、社區(qū)的參與感,引導(dǎo)使用者的綠色意識,在建筑后期的運營維護(hù)管理過程中,自發(fā)地增加綠色行為,也是綠色建筑的重要組成部分。
綜上所述,綠色建筑可以滿足環(huán)境保護(hù)工作的要求,同時也可以為節(jié)能環(huán)保工作提供參考和借鑒。在建筑設(shè)計規(guī)劃過程中,應(yīng)當(dāng)立足于實際情況,全面考慮和分析使用者的實際需求。通過分析我國建筑設(shè)計現(xiàn)狀可知,綠色建筑設(shè)計與施工面臨的挑戰(zhàn)與問題比較多,在具體設(shè)計實踐中,應(yīng)當(dāng)展現(xiàn)出以人為本的理念,加大生態(tài)環(huán)境的保護(hù)力度,為居住者提供健康環(huán)保的居住環(huán)境,以此促進(jìn)建筑行業(yè)的長久穩(wěn)定發(fā)展。