绿色建筑设计研究论文

绿色建筑设计研究论文

绿色建筑设计研究论文「篇一」

1项目概况

巴里考克斯在新西兰建造了一座教堂，这座教堂的主要材料为绿色植物。这是建造者在周游世界，访遍各地教堂之后，得到的灵感。他决定用树木建造一座“原生态”的教堂，整个教堂设计采用了五种不同种类的树和一个液压树铲建造了一个有生命、会呼吸的房屋，能容纳100个人。这个教堂建成后将会成为一个旅游景点，与周边的旅游景点共同构成一个树教堂花园，花园将于20xx年10月18日对外开放。这里的景点有3英亩的公园和一个迷宫。由军用投物伞建造、液压千斤顶支撑的一个大型遮篷为游客提供了另外的座位区和荫凉地。另外，这里还可以举办盛大的婚礼，开放后这里将吸引大量的游客。

2绿色建筑的内涵和发展概况

2．1绿色建筑的内涵

绿色建筑一词中的“绿色”并不是指一般意义上理解的绿化，也不是指建筑表面的颜色，它区别于普通的建筑，具有一定的生态效益，并起到环境保护的作用。在功能上，绿色建筑又可被理解为可持续发展的建筑，同时绿色建筑也是节能建筑的一个方法和手段。20xx年，中国建筑科学研究院出台了我国GB/T50378—20xx绿色建筑评价标准，其中对绿色建筑的内涵进行了定义:在建筑的全生命周期内，最大限度的节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用及高效的使用空间，并且是与自然和谐共生的建筑。

2．2绿色建筑的发展概况

从古至今，人类这个社会一直在经历着各种不同的发展，从工业的革命到农业的危机，从起初的力图要征服大自然，到现在全社会都在呼吁人和自然之间要和谐的共同发展。我们现在的发展是建立在破坏大自然的基础上，接下来人类社会想要更稳定持续的发展下去，就必须要遵循不同地域的环境气候特点，按照自然的变化规律来建造自己的家园。我们在反思自己的行为时发现，建筑行业是一个对生态环境消耗极大的行业，产生的破坏也最大。其中对环境产生破坏力最大的是在运输建筑材料以及生产这些材料的时候，在建造建筑时，会对基地以及基地周边的水文地质和土壤结构造成很大的破坏。为了改变这种现状，我们考虑采用节能的材料、先进的技术等途径来减少建筑对环境的破坏，这样各国就渐渐的出现绿色建筑。在绿色建筑建造的技术和艺术手法日趋成熟的过程中，出现了各种各样的探索，本文就将探讨绿色建筑设计的一个新方向———利用天然的绿色植物作为建筑的屋顶和墙体，来代替钢筋混凝土，发挥建筑最大的生态效益。 3以“纯绿色植物”为主体的绿色建筑设计分析

3．1以“纯绿色植物”为主体的建筑

我们常见的绿色建筑都是在建筑的某一部分将绿色植物与钢筋混凝土结合起来进行创作设计。比如对建筑立面墙体的肌理进行设计，加入植物的纹理;或者在建筑的屋顶进行屋顶绿化，这也是近些年绿色建筑比较常见的形式之一。而以“纯绿色植物”为主体的建筑是指除建筑框架外，建筑的其他材料均是绿色植物。利用植物的修建工具将植物修剪成我们需要的形状，并且将不同的植物进行组合，创造出一个“纯绿色”的建筑。目前，这种建筑形式在绿色建筑行业还是一个新的形式，同时也为这个行业提供了一些启示。

3．2绿色建筑设计的实践———以新西兰“原生态”教堂为例

目前，这种以“纯绿色植物”为主体的绿色建筑在新西兰有个实例，即新西兰的“原生态教堂”。这种绿色建筑形式的出现带给人们一定的震撼，以前，对植物的利用也仅仅停留在修建成为绿篱、绿墙、各种造型，而这个建筑的设计者创造性的想到了将植物作为建筑的主体材料进行利用，这是一种大胆的尝试。

3．3植物材料的生态效益分析

在以“纯绿色建筑”为主体的绿色建筑的设计中，最大的优点就是这种做法将建筑材料对大自然的污染降到了最低。这种建筑形式不仅不会对环境造成破坏，而且还能发挥一定的生态效益，真正的做到人与自然的和谐共生。植物材料的生态效益体现在多个方面:降低温度、降低湿度、提高空气质量、固碳释氧、滞尘、杀菌、吸收有害气体等。在设计前，我们要做好充分的研究，研究适合这个地域生长的植物。首先是植物自身的抗性要强，其次是不同植物之间组合的生态效益要高。

4以“纯绿色植物”为主体的建筑设计的启示与不足

4．1对绿色建筑设计行业的启示

这种设计形式的出现为绿色建筑设计提供了很大的借鉴意义，也是绿色建筑设计行业很大的突破。以后在进行绿色建筑设计时材料的选择问题上，我们又多了一种思路与方法。同时，我们也看到绿色植物还有很大的空间可以利用，它可以被塑造成各种形式，满足人们不同的设计需求。

4．2以“纯绿色植物”为主体的建筑设计的不足

这种设计形式在给我们带来很多启示的同时，也存在着一些不足。因为绿色植物不能像现代建筑材料那样可以“永久性保持”。绿色植物的生长状态也是制约建筑设计的一个最大因素之一，如何选用植物也是设计的一大难点。但是无论如何，这种设计形式的出现，也是绿色建筑行业的一个新探索。 1理念阐释

1．1绿色建筑

绿色建筑提倡与大自然和谐共生，在减少不可再生能源消耗的同时提高使用者的生活质量，为人类提供健康、适用和高效的活动空间。绿色建筑涉及面宽广，是一门多学科、多工种交叉的系统工程，以建筑人本论来理解，绿色建筑在实现自身价值的同时，适应能力强，是一个身心健康、不浪费有限资源的建筑。

1．2建筑信息模型

建筑信息模型的建构是在于建筑使用过程中的一切物质运动和能量运动在虚拟建筑中都被信息运动所替代，建筑师可直观预计建筑的使用能耗，选取可操作性强的节能技术。建筑信息模型的建立过程是创建并利用数字模型对项目进行设计、建造及运营管理的过程，即利用计算机三维软件工具，创建包含建筑工程项目中完整数字模型，并在该模型中包含详细工程信息，能够将这些模型和信息应用于建筑工程的设计过程、施工管理，以及物业和运营管理等建筑全生命周期管理过程。

1．3建构

建构具有技术和文化双重的含义，要求建筑师既了解建筑建造的过程同时又清楚如何把握建筑设计的美观，是客观地表达建筑空间、材料、结构与建造的.方法。建筑的根本在于建造，在于建筑师应用材料并筑成整体的建筑物的创造过程和方法。绿色建筑的模型建构是指从建筑设计到建成过程中，既符合结构特征，又遵循生态理念，同时也符合从艺术审美角度去审视其自身所应具有的美学法则，并且在建造实施过程中保持其以上特征的过程。

2绿色建筑与信息模型建构相得益彰

2．1对既有建筑进行改进

首先对既有建筑进行信息模型建构来分析绿色建筑设计的得失，研究的对象是华北理工大学第二教学楼工程。该项工程于20xx年竣工，建筑面积达16818．35m2，为二类高层公共建筑，虽然木已成舟，不能再对该建筑进行大刀阔斧的改建，但对其设施可以进行优化，减少建筑的使用能耗。利用建构软件eQUEST对这栋教学楼建立模型，采用本地气象参数进行能耗模拟。在建筑模型中选取SingleClr/Tint，SingleLow-E，DoubleLow-E三种类型的玻璃进行模拟，由于不同的玻璃类型对建筑采暖和空调的能耗影响不同，三种不同类型的玻璃全年累计耗电量如图1所示。比较可以发现采用DoubleLow-E玻璃节能效果最好，原因在于其传热系数的降低使得该玻璃的保温性能更好，在炎热的夏季减少了室内冷量的散失，即降低了空调的冷负荷，同时其较低的遮挡系数使得室内能有充足的阳光，减少照明灯具的使用时间，也降低了室内的灯光热扰，从而在一定程度上减少了空调的能耗。 2．2模型建构始于方案设计

在构思方案、勾勒草图、研究美观的过程中，建筑师就应处理好生态技术与造型艺术的关系。在绿色建筑设计中运用信息模型建构的软件，如Autodesk公司出品的ＲEVIT设计平台，借助其先进的辅助功能，建筑师就像站在了巨人的肩膀上。在设计之初考虑生态技术因素，将对整个项目实现绿色目标起到指导作用。由于建筑模型中已经包含了大量设计信息，通过相应的分析软件，帮助建筑师在设计伊始就通过信息模型建构来统一生态技术和造型艺术，让建筑形态的推敲和生态技术的应用有机结合。目前建筑师在做方案设计时，多是基于CAD平台，使用平、立、剖三视图的方式来表达，或采用SketchUp软件三维建模后渲染的方式来展现设计成果。这些传统的设计方法是通过线面组合以形成几何形体，再在几何体表面赋予材质，依靠人的空间想象力来实现设计者与观察者之间沟通。这一过程不可避免的忽视了建筑结构、材料和构造应有的明晰属性，尤其体现不出与实现绿色目标相关的建筑材料属性，省略了各组成部分的真实的组合方式。绘制建筑的过程毕竟不能全面反映实际建造的过程，甚至会产生虚假的后果。随计算机模拟技术的成熟与跨学科应用，信息模型的建构技术应运而生，为建筑师提供了一条解决上述弊端的途径。信息模型建构建筑所见即所得的过程让建筑师使用三维的思考方式来完成建筑设计，使其更专注于设计而不是画图。

2．3借模型信息助绿色数据分析

初期建构好的粗线条模型可以方便的导出建筑平、立、剖各个方面的图纸，基本满足方案表达的要求。而信息量进一步丰富的建筑信息模型后可以通过数据子集与其他软件对接，进行建筑采光与日照、建筑及其材料热工、建筑能耗等绿色设计分析。在笔者参与设计的北京市昌平区某小学方案构思中体现了基于绿色设计的模型建构，通过建构信息模型与Ecotect设计软件平台相结合，模拟在实际场地环境，包括建筑朝向、与太阳辐射相关的日照与遮阳、全年风场等影响，得出较直观的数字化分析图，保证从方案阶段开始就将绿色建筑的理念贯穿设计全过程。根据小学所处的居民区环境，首先进行室外采光分析，室内全年日照百分比分析，以及遮阳设计。针对该项目首要满足周围高层建筑对本案无阴影遮挡，其次减少新建建筑自身的阴影遮挡。遮阳策略要考虑两方面，一是夏季周边住宅最好把阳光挡出去，冬季让阳光尽可能多的照进来，二是遮阳会使自然采光受到影响，会增加室内人工照明。通过太阳轨迹显示出一天内阴影的变化情况，一方面平衡室内自然采光，另一方面调节全年能耗，两方面结合起来形成最优的方案。最终基于两者策略平衡下采用的垂直交错组合的方案，总平面布局合理，建筑体型设计采光良好。初期的方案是没有庭院的，对室外风场进行分析发现:冬季1．5m高度场地内风速过高，考虑到是小学，又是北方，冬天小学生游玩时会冷，方案调整布局造成半围合布局，活动场地减少了寒风的侵袭。

3殊途同归的绿色设计 根据我国能源科技发展路线图，建筑节能技术要从现阶段墙体、屋面和门窗节能技术、采暖和空调节能技术、采光和通风节能技术向建筑节能环保一体化技术发展。绿色建筑要求设计师跨学科综合性全过程设计，将设计信息在不同的领域中分享和延续，建筑信息模型的建构顺应了这个要求。现阶段的绿色设计在不同专业设计中处于各自为政的状态。条件图共享之前，各专业绿色设计在局限于不同的图纸上，就像跑在不同车道上的车，不小心会撞车。施工图节能设计审查阶段是个关键的节点，绿色设计得到全面重视，这时如果某项节能检验不过关，必须对作品针对性的修改。这种头痛医头、脚痛医脚的修改多为应付审查，不能有效实现绿色目标，还可能造成各专业因前期设计不合理产生碰撞，耽误设计进程。信息模型的建构将各专业集成在一个三维模型中，是一个整合所有设计的过程。信息的创建本是一个动态的过程，信息模型的建构是一个高效动态增加、处理信息的平台，碰撞、修改、调整一目了然，比传统方式高效且直观。比如:在设计后期一个楼层层高要增加500mm，按传统方法，若将改变了的工程量数据结合各专业重新整理出来，可能要一个月时间，而在一个完善的信息模型里，只要调整一个层高参数，重新计算，通常是几分钟时间就调整好，一套新的数据就出来了。建筑信息模型的建构基于实现全过程的与现行设计标准、信息标准无缝化结合，使其易用性、整合性空前强大，将从根本上改变工程项目投资、设计和施工三方的沟通方式。