绿色建筑如何实现“绿色”

2017-04-07 18:48
山西建筑 2017年20期
关键词:通风物理绿色

戴 明 琪

(南昌大学,江西 南昌 330000)

绿色建筑如何实现“绿色”

戴 明 琪

(南昌大学,江西 南昌 330000)

通过分析绿色建筑设计和改进措施的各种可能性,探讨了绿色建筑如何在达到使用者对建筑物理环境要求的同时,实现可持续发展、节能减排。

绿色建筑,建筑物理环境,舒适度,可持续发展,节能

1 绿色建筑

自工业文明以来,能源的消耗、废弃物的排放和环境污染都越发严重,经济发展在满足人类生活物质文化需求同时,也提高了人类对于舒适的追求。从以人为本角度出发,办公商场等各类公共建筑都会尽力为使用者提供相对舒适的室内外环境,例如采用换气系统和空调系统等机械手段,这无疑更是增加了能源的损耗。于是在可持续发展战略的指导下,提出了绿色建筑。《绿色建筑评价标准》中,对绿色建筑的描述为:在全寿命期内,最大限度的节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境、减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。绿色建筑是提高生活品质,达到可持续经营的方法,也就是既满足当代人对优良人工环境的要求,又确保社会的可持续发展。其中“优良的人工环境”在此我们理解为建筑物理环境。

2 建筑物理环境

建筑物理环境分为三大类,热工学,光学和声学,这些都影响着人们在使用建筑空间时的感受。下面简单介绍下主要影响人体舒适感受的一些建筑物理因素。

1)热工学方面,体现在室内外热湿环境,它主要由空气温度、湿度、风速和室内热辐射四要素综合形成。温度在20 ℃~25 ℃时人体感到舒适,在25 ℃左右最有利于提高脑力劳动工作效率。湿度控制在50%~60%为宜。过高或过低的湿度不仅容易滋生细菌,也不利于人体健康。室内风速则在0.2 m/s~0.5 m/s时较合理。而室内热辐射多与室内活动有关,设备与人等物体温度决定着辐射情况。

2)光学方面,人的眼睛在自然光下优胜劣汰发展而来,所以自然光的人体感受是优于人工照明的。除此之外,照度水平、均匀度、反射比、眩光问题等也决定着光环境舒适度。人工照明用来为无法进行充分自然采光的空间补充照明,达到合理的照度,满足光环境要求,或在晚上使用。

3)声学方面,对建筑物理环境舒适度的影响主要有音质设计和噪声控制两部分,音质设计主要在演播厅、剧院、报告厅等人数众多的空间内,是为了给观众更好的听觉体验。其内容是根据房间的使用功能,计算合理的混响时间。保证直达声能够到达每个观众,并不会有回音干扰。噪声控制则是相对普遍的,减小噪声对生活工作的影响,同时也是保护隐私的体现。

3 改善建筑物理环境的绿色措施

3.1 对热环境的改善

控制室内温度是提高人体舒适度非常重要的一项内容,普通建筑中常采用空调等耗电耗能并排放污染物的方式来达到舒适的室内温度。而绿色建筑则采取措施减少对社会可持续发展的不利影响。

夏季时,需要在室外高温环境下维持室内相对较低温度。在建筑总平面设计中,选择夏季风通透的朝向,尽量让风带走热量。场地周围布置树和灌木等绿化,形成阴凉的过渡空间,避免太阳直射和辐射,可以大大减少围护结构外表面吸收热量。采用浅色的外表面同样可以减少吸热。平面设计时考虑“冷巷(阳光不能直射的空间)”的置入,可以给建筑内部带来一丝阴凉。屋顶可以采取多种隔热措施,这都使夏季时室内基础温度没有那么高,再用空调加以辅助达到要求温度,可大大减少能耗。围护结构良好的热工性能将大大减少空调负担,当然门窗的严密性和细节构造的合理性也影响着空调能耗。

冬季时情况相反,我们需要尽量阻止室内高温扩散到室外。同样在总平面设计时应考虑季风方向,减少冬季冷风的不利影响,比如在冬季风来向减少门窗比例,设置绿化阻挡冷风,争取更多的日照是非常有必要的一点,保证日照间距,避免物体遮挡。在北方寒冷地区要考虑体型系数,增加墙体的蓄热性。

还有增加构造复杂性来达到良好的隔温效果的方式,比如双层玻璃幕墙外加遮阳板,可以达到冬暖夏凉的效果。太阳房的原理与其类似,都可以达到低能耗降温(保温)效果。采暖方面,地暖辐射水的温度要大大低于壁挂暖气,所以采用地暖也可减少能源消耗。

对湿度的控制若依赖于设备的加湿除湿功能,会带来很大的能源负荷。绿色建筑中可以采用使空气先经过特定露点温度的水池或房间,再进入室内的方式,降低对设备的依赖性。围护结构内部水分含量过多会影响结构的热工性能甚至力学性能,绿色建筑可以通过合理的布置围护结构材料的顺序相对位置,设置隔气层,设置通风间层和冷侧设置密闭空气层等措施,减少冷凝或避免冷凝,提高室内舒适度,节约能耗,延长建筑使用年限。

未经合理设计的建筑很可能会浪费自然通风的条件,造成建筑内部通风不足,或是后期采取机械通风手段,造成不必要的能源浪费。绿色建筑首先会充分利用自然通风,其次不得已的地方选择部分机械通风,并尽可能利用可再生能源,减少排放。自然通风分为热压和风压两种,许多大型公共建筑采用中间贯通的中庭来达到热压纵向通风,可以组合底层架空的阴凉环境,形成冷风底层进入,通过贯通中庭,从上部离开建筑内部,完成通风循环,上部可以采用风帽等构造促进循环,这种自然通风不仅带来新鲜空气并且可以降低空气温度,是节能又舒适的通风选择。同样利用热压通风的还有专门设置热压通风井。风压通风更多是水平上的,一些住宅讲究南北通透,也是对通风的一种要求,建筑风的来向面压力大,背风面压力低,这时合理的门窗洞口就会引导空气自发的流动,形成自然通风,所以绿色建筑设计时格外注重开窗的位置数量。

3.2 对光环境的改善

电灯的出现改变了自古日出而作、日落而息的生活习惯,人们可以在任何时间空间进行人工采光。带来极大方便的同时,也带来了巨大的消耗。如果建筑设计过于依赖人工照明而忽略了本来可以进行的自然采光,便是对资源更大的浪费。例如一些高层办公楼为了追求集中宽敞的工作面积,进深远远超过自然采光可以达到的程度,即使晴朗的白天也要依靠人工照明才能使使用空间正常被利用。这不仅消耗了资源,也不是人最舒适的工作环境。绿色建筑应在设计时注重对自然光的利用,比如采用切薄建筑(凹字型)和中庭庭院(回字型)的方式,控制合理进深,将自然光引入室内,减少人工照明的使用,从而节约能源。充分的自然采光需要科学计算开窗面积和位置,可以借助计算机模拟,在自然采光不足必须采取人工照明时,绿色建筑可以采取LED智能照明系统,联合电动窗和百叶等形成整个遮阳采光联动系统,根据不同的天光情况来调节,最终目的是以最小能耗达到人的使用要求。

3.3 对声环境的改善

如果不考虑声音传播特性,在听众较多的空间直接安装电子音响喇叭,不仅耗费大量设备成本,还会出现重音等不理想现象,精心设计的绿色建筑可以采用反射天花等措施,达到良好的自然音效,再用设备加以辅助,减少能源和成本消耗的同时,给人更加良好的体验。

同样的,如果没有在设计之初考虑噪声控制,在使用后解决噪声问题将耗费巨大代价。绿色建筑可以采取增加围护结构的隔声性(双层窗、空心砖等),提高空气渗透密闭性,使用建筑绿化调节等措施,降低噪声,提供舒适安静的环境。将空调机房等噪声大的房间远离对安静要求高的房间,震动管道不要靠近卧室办公室等也是避免噪声不利影响的办法。

4 结语

绿色建筑不是不加考虑的设计建成后,通过大量的能源消耗来达到人体舒适环境的建筑,而是通过各方面权衡考虑或者计算机模拟等研究过后,设计建成的可以给使用者提供舒适环境,同时满足可持续发展要求的建筑。它的措施并不都是复杂高深的,有时只需设计师有意识的去注意,就可带来极大的改进。

绿色建筑涉及范围广泛,涵盖从简单的“绿色意识”设计行为到精细复杂的科学技术,从多种能源合理利用到节能减排方案,从空间设计到结构设计到材料运用到装饰装修,贯彻到整个建筑的全寿命周期,它不是一个人可以控制完成的完美杰作,是相关行业共同追求完美的过程。这种符合可持续发展理念的建筑形式必然是未来建筑发展的方向,我们应不断探索其更加合理的可能性。

[1] 刘加平.建筑物理[M].第4版.北京:中国建筑工业出版社,2009.

[2] GB T50378—2014,绿色建筑评价标准[S].

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[8] 和 瑞.建筑光环境的智能照明控制模型研究[D].西安:西安建筑科技大学硕士学位论文,2015.

How do green architecture achieve it’s advantages

Dai Mingqi

(NanchangUniversity,Nanchang330000,China)

Explore how can green architecture achieve sustainable development with energy conservation and emission reduction, while meet the user’s requirements for architecture physical environment, by analyzing the various possibilities of their design and improvement measures.

green architecture, architecture physical environment, comfort, sustainable development, energy conservation

1009-6825(2017)20-0192-02

2017-05-06

戴明琪(1994- ),女,在读本科生

TU201.5

A

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