绿色建筑设计的相关要素及其措施

2023-05-16 16:20梁军
科技资讯 2023年7期
关键词:节约能源绿色理念绿色建筑

梁军

摘要:建筑行业在我国的国民经济建设中扮演着重要角色,是现代社会发展的基础,因此持续推动建筑行业健康、稳定发展,是保证国家经济建设持续发展的前提。建筑行业在发展中必然会对自然环境造成影响,应在建筑行业中融入绿色理念,通过绿色建筑设计减少能源消耗和减轻环境影响,为整个建筑行业的持续发展创造条件。该文针对绿色建筑设计的相关要素及其措施做了简要阐述。

关键词:绿色建筑  设计  绿色理念  节约能源

中图分类号:TU2  文献标识码:A

Relevant Elements and Its Measures of Green Building Design

LIANG Jun

(Beijing CCI Architectural Design Co., Ltd., Beijing, 100037 China)

Abstract: The construction industry plays an important role in China's national economic construction and is the foundation of the development of modern society, so continuing to promote the healthy and stable development of the construction industry is the premise to ensure the sustainable development of the national economic construction. The construction industry inevitably has an impact on the natural environment in the development, so we should integrate the green concept  into the construction industry, and reduce the energy consumption and environmental impact through green building design, so as to create conditions for the sustainable development of the entire construction industry. This paper briefly expounds the relevant elements and its measures of green building design.

Key Words: Green building; Design; Green Concept; Energy saving

綠色建筑设计是近年来共受欢迎的建筑设计理念,指的是在建筑设计中融入绿色技术手段,从而在保证设计效果和满足使用需求的同时,减少建筑工程项目建设阶段的能源消耗,同时减轻对周围环境影响,另外还可以通过调整空间结构、材料使用和能源使用等有效减少建筑工程项目在投入使用后的能源消耗,从而真正实现节能减排,因此非常有必要对绿色建筑的设计进行分析。

1  绿色建筑设计的相关要素

所谓绿色建筑,就是通过优化资源配置和减轻对环境的影响、减少能源消耗,同时绿色建筑能够营造更加舒适健康和安全的居住空间,实现经济发展和建筑行业发展的和谐统一。绿色建筑设计在新的发展时期极为重要,尤其对我国而言,由于我国人口数量巨大,因此能源消耗也十分严重,而当前煤炭、石油等能源逐渐枯竭,环境污染状况愈发严重,因此我国为了保证持续稳定和健康的发展,开始在各行业广泛推行节能减排理念,建筑行业在这样的背景下将节能减排充分落实,积极开展绿色建筑设计是十分迫切的[1]。其相关要素主要体现在以下四个方面。

1.1 技术要素

相较于常规建筑,绿色建筑设计对技术要求更高,因此相关设计人员应使用更为先进的技术手段,从而一方面促进资源利用效率的显著提升,另一方面也可通过先进技术手段判断设计方案的合理性和科学性。当前在绿色建筑设计中普遍使用的技术手段有计算机信息技术和实际操作技术两种,需要相关人员在实际设计工作中灵活运用。

1.2 环境要素

开展绿色建筑设计必须充分考虑环境要素,要保重设计方案和各地的气候特征、地质特征、资源特征等充分贴合,从而最大提高设计效果。这要求相关设计人员正式开始工作之前应对目标区域进行一次全面调查,以此全面掌握目标区域的实际情况,全面把握环境要素基础开展设计工作,从而真正将建筑融入环境当中,最终达到节省资源和能源的目的。

1.3 人文要素

人文要素也是能够影响绿色建筑设计效果的关键点,相关设计人员必须满足以下两方面要求。其一,综合能力要求,要了解设计、环境、工程学等方面的知识,且具有一定实践操作能力,同时开展设计工作过程中要对自然规律合理把握,并在建筑设计中体自然规律,以此满足绿色建筑设计和人们对生活质量的要求。其二,设计人员要充分了解目标区域的地域文化,比如风土人情、民俗状况,需要将这些内容充分考虑在内,然后和建筑设计相融合,从而赋予建筑设计人文特征,并更好地统一建筑和当地环境[2]。

1.4 资源要素

资源要素在绿色建筑设计中是极为重要的构成,其对建筑工程项目的质量、企业的成本控制等都具有直接影响。在资源要素中有两方面内容需要注意。第一是设计人员应对各种资源因素进行充分考虑,比如地质地形资源、人文资源等,同时还应充分结合合同要求,在此基础上通过合理利用上述资源开展设计,这样可以有效协调各方利益,满足多方主体对建筑工程项目的要求。第二是材料使用,在绿色建筑设计方案中,必须体现绿色材料,且应严格依据建筑工程项目的实际情况控制材料用量、类型、质量以及成本,而且要注意所使用的材料要尽量以环保型为主,以此尽量减轻工程项目进行中对环境的损害。

2 绿色建筑设计措施

2.1 明确相关原则

开展绿色建筑设计必须对相关原则加以明确,具体有以下三点。第一是因地制宜,相关设计人员要真正做到因地制宜,避免出现依据个人经验盲目开展设计的情况。在绿色建筑设计中要具备人文要素因此也要避免设计方案的趋同性,要充分体现出当地的资源特性[3]。第二是和谐统一,这一点指的是开展建筑工程项目的建设,要避免出现大肆破坏自然生态环境的情况,应将建筑工程项目融入环境当中,这样才能充分体现出绿色理念。因此在绿色建筑设计中也要凸显和谐统一,要结合目标区域的实际情况开展设计,而不是在设计完成后将成果插入到相应区域当中。第三是经济适用,当前绿色建筑设计对我国的普及度并不是特别高,而且开展绿色建筑设计对材料技术等方面的要求都比较严格,因此需要企业投入更多成本。需要设计人员对此进行充分考虑,最大化降低施工阶段的成本投入,这样可以促进绿色建筑设计理念的进一步推广。

2.2  前期策划工作

在绿色建筑设计的策划阶段应融入各方主体,目的是让各方主体在参与中认可和接受绿色建筑,并通过多方讨论提升设计方案的合理性以及科学性。而在各方主体参与中,有以下几个方面需要格外注意。以某房屋建筑为例,各方主体在策划过程中讨论了以下问题,当地居民的意见、土地的利用情況、是否设立了最大限度提高效能和利用自然资源的目标、建筑密度和建筑使用空间的拓展可能性、对目标区域生活环境的改善效果、对周围环境的影响和周围建筑环境的一致性。上述问题是所有的绿色建筑设计中都需要充分考虑的因素,只有在全面考虑并制定出有效的应对策略后,才能避免在方案实施过程中受到相关因素的制约。另外,在前期策划阶段应促进各方主体的信息共享,比如:可利用信息化手段构建新的策划模式,可将传统会议模式转变为网络会议,以此在实现信息共享的同时利用信息技术全面收集目标区域的相关信息,以便于各方主体做出最科学合理的评价。在前期策划阶段还应针对绿色建筑设计方案进行动态评估,比如:评估方案中是否考虑到了整个生命周期内的成本控制,是否能够平衡一次性投入和长期投入,是否充分体现了各种运行成本、物质成本和人力成本变化情况,设计自身的成本是否包含其中,资源重复利用和废旧资源在利用的情况,是否拥有零消耗的自持续建筑,居住空间的舒适度和健康性等。通过全面、科学的策划,为设计打好基础。

2.3  方案设计

在绿色建筑的方案设计中,要考虑以下几方面的内容。(1)对自然光、自然风等自然条件的最大利用限度,项目建设过程中以及项目投入使用后对水资源和电能的消耗情况,当前的技术水平,建设过程中工地供电,绿色材料的使用,预计舒适度和健康性,和当地经济发展的适应性,和周围交通环境即自然环境的统一性,不同职责设计人员的参与情况[4]。(2)不同类型的建筑工程项目其在功能性方面还需要进行调整,比如:前文提到某绿色建筑设计为房屋建筑,在考虑居民的居住需求功能需求基础上,还要考虑是否在房屋建筑设计中融入了活动场所,以及活动场所类型和然后居民生活是否会发生冲突等。再如:当在绿色建筑设计方案中融入小型广场的设计,并且将广场用于居民健身场所,但广场和居民楼的距离非常近,因此要考虑到日后居民在使用过程中是否会因为广场噪音发生冲突。

在绿色建筑的方案设计中,还有明确结构设计,关于结构设计的构思可参考传统乡土建筑,并找到传统乡土建筑和绿色建筑之间的结合点,让乡土建筑的地域文化、艺术审美、自然特性、经济适用等和绿色建筑环保节能、循环再生、舒适健康等充分结合。结构设计构思还可参考生物气候地方主义,指的是要将当地气候和人体生物感觉充分关联,从气候、生物、技术手段、建筑过程等入手合理规划结构,以此促进人体和温度、湿度、风向、风力等气候因素的和谐共存。在结构构思中还可以考虑其他的绿色因素,以绿色植被为例,可在方案中体现出绿色植被的生存条件,比如屋顶绿化、墙面攀爬植物、居住区域内的常见落叶乔木等。

2.4 绿色建筑设计方案的实施

充分做好前期策划以及完成方案设计后,應对方案的实施加以多方论证,确保方案在节约用地、材料使用、能源消耗以及对绿色植物的运用方面能够完全满足实际需求。

2.4.1 节约用地

这一点在绿色建筑设计方案中体现为,通过合理利用土地资源满足建筑工程项目的建设需求和实际使用需求,并最大化减少土地资源消耗,或者对已被利用土地资源进行优化。这需要相关人员在设计方案中详细体现出当地的土地资源类型,然后依据资源类型以及建设需求的设计和实施方案。以某市的停车楼项目为例。该项目位于集商业、休闲、娱乐等为一体的街道,整条街道的车流量特别大,停车需求也十分巨大,因此该街道的原有停车位已经无法满实际需求,但周边土地资源极为紧,无法单独建造新的停车楼和停车场。为了解决停车问题,设计人员过综合考虑,决定充分利用该街道高架桥的下方空间,经过调查后发现高架桥距地面有20 m的高差,路面总宽度超过了70 m,完全满足停车楼的建设需求,因此设计了总建筑面积为3.7万m2,拥有1 000个停车位的停车楼。该方案充分利用了街道的自然地形,利用P加L的模式将停车楼和高架桥充分融合,并且将停车楼的接道和道路辅路相连接,从而消除了安全隐患。根据建筑物的使用特性,在方案中采用了普通钢混框架结构,这种结构的优势是具有较大的承载力,并且可替换单独桥梁墩柱和箱梁结构。为了避免影响周围居民的正常生活,还在结构中装设了静音设备,同时在停车楼的出入口位置采用延长交叉口,避免了车辆缓进缓出导致拥堵。可以说整个方案充分考虑了当地的土地资源特性,凸显了历史建筑的理念,在实施阶段也获得了较为理想的效果,是一个成功的绿色建筑设计。

2.4.2  节约能源

充分利用自然能源的方式减少能源消耗,在绿色建筑设计中是非常重要的部分[5]。比如:某高校位于三角洲地带,该区域属于温暖带,四季分明、寒暑交替,拥有丰富的可利用地热资源。因此,该高校决定通过开发利用地热资源的方式实现供暖制冷,从而减轻对环境的污染和后期的电能消耗。设计人员在了解到这些情况以后,决定采用以下方案开展设计。整个项目的能源系统共有五个,可分别进行控制,每个供热系统有两台主机、三台空调侧循环泵、三台地缘侧循环泵,并按照实际需求进行控制。同时在方案中还体现了学生在校期间和放假期间的控制,比如:学生在校期间每天开启教学区以及综合服务楼的供热系统、宿舍区的恒温防冻系统,夜晚开启宿舍区的供热系统和教学区以及综合服务楼的恒温防冻系统。学生放假期间,将教学楼和宿舍断电,并运行恒温防冻系统,夏季将所有系统停用。经过实际检验证明,这种方案不仅可行,而且节省能源的效果十分明显,和同类型供热及制冷设备相比,平均可节省50%以上的电能。

2.4.3 绿色建筑材料

设计绿色建筑过程中,充分利用各种绿色建筑材料也是减轻环境影响和减少能源消耗中不可缺少的,而且绿色建筑材料的实用价值非常强,有些材料还能够重复利用,相较于传统建筑材料不良威胁更少。使用各种绿色建筑材料要关注材料的健康性,要确保其清洁无毒,能够满足人们的健康生活需求。以保温材料为例,当前在我国的建筑保温施工中常使用的材料有泡沫型保温材料、纤维型绝缘材料等,能够有效减少建筑内外的热量交换,且随着科学技术的发展,保温材料类型也在逐渐更新。而保温材料在使用过程中需要依据建筑内墙和外墙进行合理选择,当前的新型保温材料有硅酸铝保温材料、酚醛泡沫材料、胶粉聚苯颗粒材料,不同材料的使用寿命具有一定差别,设计人员应结合实际需求将相应材料体现在绿色建筑设计方案当中。

2.4.4 绿色植物的运用

在绿色建筑设计中,运用绿色植物充分考虑到了各类绿色要素,可通过建筑物绿化的方式营造舒适生存空间,并且通过绿色植物减少能源消耗。但这里需要注意,应用绿色植物应做好植物和建筑物之间的协调,避免二者出现冲突或者干扰人类的正常生活[6]。以图1为例,该图为意大利的移一栋绿色建筑,被称为城市中的垂直森林,垂直森林的概念很早就被提出,但一直没有真正实现。该建筑设计师通过多方协调真正让这种建筑出现在了现实生活当中。可以看出该建筑物每一层都有大量的绿色植物,但绿色植物的布置并不会影响建筑光照,而且在绿色植物的衬托下,整个建筑物是一种别样的美感。又以图2为例,该图为墨西哥的一个名为玻璃花园的建筑,该建筑采用了大量的玻璃幕墙设计,而且每一层也布置了很多绿色植物,这些植物通过和玻璃幕墙的结合既保证了建筑物内的光照,同时也营造了非常舒适的办公空间。这两个案例都是值得参考和模仿的,另外做好楼顶防水并种植绿色植被也是应用绿色植物的一种方式。但具体实施过程中还需要充分结合各地的气候条件,应选择能够在当地正常生存,且便于维护的植物品种。

3  结语

综上所述,对于绿色建筑而言,作为现代建筑中极为重要的一种,其既能够充分满足节能减排的要求,又是推动整个建筑行业,以及国家经济建设可持续发展所不可缺少的手段,因此做好绿色建筑设计,充分发挥绿色建筑的作用是相关人员要仔细考虑的。但如何更好地实现绿色建筑设计,让绿色建筑能够从设计走入现实生活还需要从多个方面入手。具体来讲,应站在绿色建筑设计要素的基础上,然后通过节约用地、节约能源、绿色建筑材料以及绿色植物等满足绿色建筑的设计需求,并显著提升设计效果,接下来再将设计通过施工加以实施,最终便可真正达成绿色建筑的设计目标。

参考文献

[1] 刘思思.绿色建筑设计的相要素及其措施探究[J].装饰装修天地,2020(18):128..

[2] 宁超.绿色建筑设计的基本原则及实施措施分析[J].魅力中国,2020(32):354-355.

[3] 朱伟伟.绿色建筑设计相关要素分析[J].建筑·建材·装饰,2019,21(2):189-192.

[4] 张倩.抚顺绿地总部项目绿色建筑设计评价研究[D].沈阳:沈阳建筑大学,2019.

[5] 何荣.浅谈建筑设计中绿色建筑设计的优化与结合[J].名城绘,2022,3(1):40-42.

[6] 左伟琛.富含文脉要素的绿色建筑设计评价框架研究[D].合肥:安徽建筑大学,2019.

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