绿色建筑设计

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  [摘要] 所谓绿色建筑是以可持续发展作为一切建筑实践的基本原则,在充分利用环境自然资源,不影响环境基本生态平衡的前提下建造的建筑物,是建筑业对于世界整体发展思路的回应,是人类实现可持续发展的重要一环,而且成为了今后建筑发展的一个重要方向。本文是对绿色建筑设计的全面探讨。
  [关键词] 绿色建筑 设计
  
  绿色建筑概念源于20世纪70年代的中东能源危机,90年代在西方各国发展成熟,并建立了各种绿色评估系统。我国在20世纪90年代即引入了绿色建筑的概念。“绿色建筑”,就是资源有效利用的建筑,简单地说就是一要通风换气;二要搞绿化;三要尽量用绿色资源和可循环再生资源。绿色建筑也可称作生态可持续性建筑,即在不损害基本生态环境的前提下,使建筑空间环境得以长时期满足人类健康地从事社会和经济活动的需要。绿色建筑不仅与减少能源消耗有关,同时还涉及减少淡水消耗、降低材料及资源使用、减少废物、提高空气及灯光质素、处理及保留雨水用以补充地下水、恢复自然环境、减少依赖汽车等等的同类问题。《绿色建筑评价标准》中关于绿色建筑的定义:绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境和减少污染,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。
  
  一、绿色建筑的场地规划和设计
  
  现代建筑的主要问题己不单纯是技术手段下的功能空间创造,同时要强调建筑与自然环境、现有资源和形式特征相适应,达到绿色与建筑水乳交融。因此,绿色建筑在场地选择和设计上要充分考虑气候和场地因素和建筑所处地域特色。如朝向、方位、建筑布局、地形地势等,尽可能利用天然热源(太阳能)、冷源来实现采暖与降温;充分利用自然通风来改善空气质量,降温除湿。
  
  二、绿色建筑建筑材料的选择
  
  以前人们总是寻找轻巧、结实、便宜、美观的建筑材料,现在则着重选择对环境保护有利的建筑材料了。这种材料就是绿色建筑材料,它无害、可降解、可再生、可循环、无污染、无辐射。绿色建材是采用清洁生产技术,少用天然资源和能源,大量使用工业或城市固态废弃物生产的无毒害、无污染、无放射,有利于环境保护和人体健康的建筑材料。世界各国相继制定了一系列绿色建材的性能标准,并对一些建材制品开始推行强制认证标准。凡是不符合标准的建筑材料,不得生产和使用。要求建筑材料的生产过程和生产出的产品均要符合环保标准。如加拿大的Ecologo标志计划,对于材料中有机物散发总量(TCOC)制定了严格的标准,多数水基性的涂料的TVOC在100g/L-150g/L之间,此外水基性涂料不得使用含芳香族、卤化溶剂、甲醛或水银、铝、镉或六元铬的物质。对于人造板材中的有机散发物也进行了严格的规定,如刨花板的VOC(有机散发物)为120ug/m3,今后将达到60ug/m3,可见其标准是比较严格的。我国环保总局根据环境保护的要求,于1994年在六类十八种新产品中首先实施了环境标志,水性涂料作为建筑材料首先实行环境标志的产品。随后,建筑粘合剂、磷石膏建筑产品、人造木质板材和建筑用塑料管件等产品陆续有了相关的认证标准。
  
  三、绿色建筑的建筑设计方法
  
  在建筑设计中节约能源的最有效办法,是减少供暖(冷)热量的损失。这里,建筑的密度、单元的组合、建筑的朝向、建筑的结构和体量的安排,建筑外墙的保温隔热都是要考虑的因素,此外,材料的类型、墙体的厚度、窗户的面积、门窗节点的构造,也同样不能忽视。现代主义的国际风格表现在建筑上的一大特征就是大面积的玻璃窗这种设计是建立在便宜能源的基础上的,浪费的能源十分惊人。夏季,它须耗费大量额外的空调制冷的能量;冬季,它又大量消耗暖气的热量。因此我们设计时不能盲目追求时尚,大面积开窗,而应根据实际情况开窗。在需要保温隔热的地方,建筑的门窗还要做密封设计和处理。对建筑物外围护的精心设计历来是建筑师十分重视的问题,但把节能放在第一位,则是绿色建筑提倡的。因此,严把外围护关,防止能量散失十分重要。具体设计方法如下:
  1.建筑的体型系数即建筑物表面积与体积比,它与建筑的热工性能密不可分。曲面建筑的热耗小于直面建筑,在相同体积时分散的布局模式要比集中布局的建筑热耗大,具体设计时减少建筑外墙面积、控制层高,减少体型凹凸变化,采用规则平面形式。
  2.外墙设计要满足自然采光、自然通风要求,减少对电器设备的依赖,设计时采用明厅、明卧、明卫、明厨的设计,外墙设计要努力提高室内环境的热稳定。
  1)采用良好的外墙材料,利用更好的隔热砖代替粘土砖,节省土地资源;
  2)采用选择性镀膜窗户,其导热系数在1.5 W/(m2·K)-0.5 W/(m2·K)之间,而普通单、双层窗户则为5.5 W/(m2·K);
  3)加强门窗的气密性,减少热交换;
  4)使用各种轻便可调节的遮阳设备抵卸夏季太阳的直接辐射,同时冬季能够调节便于采光。
  3.采用弹性设计方案,提高房屋的适用性、可变性,具体表现在建筑结构、建筑设备等灵活性要求上:
  1)楼梯的可生长性,包括基础的预留量、楼段板承重的预先考虑,周边环境的生长预留地等;
  2)预留管道空间,包括水电、通讯的发展空间;
  3)家具系统的可变化性。任何设计要体现“一二十年不落后,三四十年可改造”的思想。
  4.建筑节能设计。要节约利用不可再生能源,如煤、石油、天燃气等,积极开发可再生的新能源,如太阳能、风能、水能等无污染能源。建筑材料尽可能利用可降解、可再生能源,同时严格做到建材无污染、无辐射。例如,1995年日本建成首幢高层绿色住宅,居民洗涤用水利用“超太阳能集热器”加热,并在阳台上装有一种垃圾处理机,将生活垃圾加工处理成植物生长用的肥料,在大楼中装有风车,由风力发电为公共走廊提供照明。
  5.建筑智能设计。目前,大量电子通讯和自动化技术在建筑中得以运用,出现了智能化大楼,可以根据温度、湿度、风力的情况自动调节“智能壳体”的开闭和空调量,保证了大楼中智能化生产和脑力劳动的高生产率,智能化的发展可以促进绿色建筑在“高标准、低能耗、高效能、低污染”状态下持续发展。
  
  四、绿色建筑的节能设备及新能源的选择
  
  节水装置是绿色建筑产品的另一大类。现在己经有了设计得很好的节水龙头、节水抽水马桶、节水淋浴器和其他节水设备。使用这些设备可以大大节约水资源。此外,设计时还应选择低能耗、高效率的设备。
  利用一些可再生的且不对自然环境造成危害的能源,如太阳能、风能、地热能等。现在太阳能用来加热水,除将热水用于日常生活外,还可来加热室内空气或是注入墙体对住宅进行加热,还可采用太阳能来发电。风能的利用在国外较为普遍,近几年在我国也得到了很大发展。这些新型环保型能源的利用是绿色建筑节能的一个重要发展方向。
  
  五、绿色建筑中水的循环利用与中水处理
  
  在适宜的范围内进行雨水收集、中水处理、水的循环利用和梯级利用,节约水资源。水处理系统设计,洗浴洗脸水可回收至社区内的中水处理系统进行处理,然后将其用于浇灌绿地、冲洗园区道路、洗车和补充人工湖蒸发掉的水分等。通过这些手段,节省了物业浇灌绿地费用,洗车费用和人工湖水置换费用。
  
  六、绿色建筑的垃圾分类处理
  
  化肥残余、工业三废、人类生活垃圾等统统不处理地进入大自然,己经给人们带来了无穷的灾难。因此,垃圾要进行分类处理。食物垃圾处理和集装式垃圾箱的垃圾处理系统,可以不再需要大量的保洁员,既方便居住者,又大大降低了垃圾在小区中的二次污染与保洁费用。
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