绿色节能建筑设计方法

浅析绿色节能建筑的设计方法 摘要：建筑是—个永恒的话题。人类进步的过程，实质上就是—个为寻求和创造出最适宜的生存环境而奋斗的过程。随着人民生活水平的提高，资源的紧张已经给我们亮起了红灯，积极推进绿色建筑成为发展的必然趋势。 关键词：绿色建筑；建筑设计；节能建筑 1 、对绿色节能建筑的理解 1.1 绿色建筑设计的内涵 绿色建筑应是一个全方位的、立体环保工程，它兼备了节地、节水、节能、改善生态环境、减少环境污染、延长建筑物寿命等优点，充分体现在其所有的符合可持续发展战略的特点。因此绿色建筑首先应该具有节能、环保和可循环三个特征，在实现资源的合理配置和环境的最低污染下，强调建筑的人性化、舒适化、健康化。 1.2 绿色建筑设计的内容 绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内，可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。是消耗最小的能源、资源与环境损失，换取最好的人居环境的建筑。 绿色建筑设计的基本内容：在人与自然协调发展的基本原则下，运用生态学原理和方法，协调人、建筑与自然环境间的关系，寻求创造生态建筑环境的途径和设计方法。体现人、建筑环境与自然生 态在“功能”方面的关系，即生态平衡与生态建筑环境设计和“美学”方面的关系，即人工美与自然美的结合。主要包括以下四个方面的内容： 1.2.1全寿命周期的概念 全寿命周期主要强调建筑对资源和环境的影响在时间上的意义。建筑从最初的规划设计到后续的施工建设、运营管理及最终的拆除，形成了一个全寿命周期。关注建筑的全寿命周期，意味着不仅在规划设计阶段充分考虑并利用环境因素，而且确保施工过程中对环境的影响减至最低，运营管理阶段能为人们提供健康、舒适、低耗、高效、无害的空间，拆除后又对环境危害降到最低。建筑对资源和环境的影响要有一个全时间段的估算，建筑初期投入可能很低廉，但是运营成本可能会很高。 1.2.2强调最大限度的节约资源，保护环境和减少污染 建设部提出了“四节一环保”的要求，即着重强调节地、节能、节水、节材和保护环境，这也是我国建筑业可持续发展面临的主要问题。保护环境、减少污染，资源的节约和资源的循环利用是关键，“少费多用”做好了必然有助于保护环境、减少污染。 1.2.3满足建筑根本的功能需求 保证使用者的健康是最基本的要求，节约不能以牺牲使用者的健康为代价。“适用”强调的是适度消费的概念，决不能提倡奢侈与浪费。高效使用资源需要加大绿色建筑的科技含量，比如智能建 筑，通过采用智能的手段使建筑在系统、功能、使用上提高效率。 1.2.4建筑要与自然和谐共生 建筑业再也不能延续高消耗、高污染的传统建筑发展模式，必须大力发展绿色建筑，才能适应现代城市生态建设发展的需要。不然，将会在建筑领域再次重蹈先污染后治理的覆辙，危及后代子孙的生存。发展绿色建筑的最终目的是要实现人、建筑与自然的协调统一。 2、绿色建筑的设计方法 2.1建筑选址和现场设计 建筑的选址是设计前首要考虑的问题，建筑选址遵循的是“争取日照避风建宅”的原则。所以，选址要结合建设地段的地形、地物、地貌、主导风向，合理布局建筑物。建筑基地应选在向阳的地段上，为争取日照创造先决条件，而不宜选择在山谷、洼地及凹地等处，因为冬季冷气流易在凹地里形成对建筑物的“霜洞”效应，位于凹地的建筑所消耗的能量，就会相应地增加。通常建筑选址所应考虑的因素如下： (1)与公共交通系统的距离要短，方便人们步行去乘坐公共交通系统。 (2)尽量在已经城镇化的区域内，具有必要的城镇基础设施，方便人们的日常生活。 (3)避免选择生态敏感区域，以免对周围的生态环境造成影响。 (4)根据当地的气候条件和地理环境，尽量选择便于利用自然能源的地段。一旦选定建筑的建设地址，对建设地段进行现场设计是保证建筑与自然环境和谐的必要条件，只有与自然环境协调的建筑才能称得上绿色建筑。绿色建筑的现场设计应根据当地的地理环境，具体问题具体分析。绿色建筑现场设计的基本原则为： (1)现场设计要保护现场的生态完整性和生物的多样性。 (2)对要尽量少的干扰现场的水源系统，尽量减少现场因暴雨造成的水土流失，尽量减少使用自来水进行浇灌。 (3)尽量减小现场的热岛效应，使绿地面积尽量最大化。 2.2建筑布局设计 一个好的建筑布局可以最大限度地利用现场的资源来减少建筑得热和改善室内的环境质量，采用以下措施可使建筑的布局得到优化。 (1)使用现场已存在的树木或其他植物来减少建筑的热负荷。 (2)根据当地的纬度和主要风向，对建筑物的朝向进行优化，最大限度地利用太阳能和风能，最大限度地利用其他形式的自然能源。 (3)利用已存在的地形作为建筑的围护结构，可以减小建筑物能源消耗。 (4)仔细划分建筑内的使用功能区，使不需要窗户的功能区域尽量安排在建筑物的北面，使具有相似使用功能的功能区域尽量位于 同一区域，以利于建筑物通风和空调系统的设计及节能。 2.3建筑形体设计 建筑形体与建筑空问系统不但是节能建筑的必要构成条件，更是地域性建筑特色的本质表现。建筑形体和和室内空间的热能耗有着密切关系，而建筑热工性能又是衡量的一个重要指标。建筑热工性能之一，是通过建筑体型系数(k)= 建筑的外表面积(a)/ 建筑体积(v)计算出来的。建筑体型系数小，则建筑比较规整，可以减少冬季供暖和夏季制冷通过外界面的热工损耗，反之体型数大则便于组织自然通风。合理把握建筑的形体系数是建筑节能设计的重要环节。 在建筑单体设计中，可多引入别墅理念。利用别墅造型中屋顶、门窗、阳台、线角、建筑饰面肌理丰富多样，和完美地与自然山水环境结合的特点，能够表达出人与环境和谐相处的朴实原则，而且从绿色建筑理念出发有利于建构人与环境可持续发展。为此在设计中，应该打破传统住宅板楼给人以单一的行列式的印象，利用变化的坡屋面争取阳光，减少雨水渗漏；在坡度的选择中尤其注意到住宅日照问题的影响；在窗户、阳台造型设计中一方面，可利用大块玻璃为室内补充阳光，不仅可减少渗透损失，另一方面利用框格、门窗多样统一的变化手法创造类似别墅的建筑语境，可给人亲切、宜人、舒适的心理感受；在建筑外墙的处理上，可运用面砖大小、排列方式、颜色有序渐变等手法形成对比、和谐统一的感觉，能够 强化建筑外立面的适居性、亲和性、自然性；在建筑色彩设计中，应结合当地季节长短的特点，运用不同的色彩吸收太阳能。 2.4建筑及其配套系统设计 建筑及其配套系统设计是保证建筑物室内环境的舒适性和健康性，以及是否高效的关键，有关建筑及其配套系统设计在许多文献中都有叙述，总结各文献所述，除了在设计中采用各种环保型建筑材料外，绿色建筑中建筑及其配套系统设计还可以采取的措施有： (1)新风系统设计。是保证建筑室内环境质量的关键手段，要想提高室内空气的质量，势必加大新风量的使用。无论在寒冷的冬季，还是在炎热的夏季，从外部环境进入’建筑物内的空气(新风)的温度与室内环境空气相比，都有较大的温差，较大的新风量意味着对新风的处理需要耗费更多的能源。 (2)自然能源的使用。绿色建筑最大的特点之一就是节能，一般绿色建筑的能耗水平大约是同类普通建筑的1/4～1/2，绿色建筑的要求是在节能的同时，又不能降低建筑室内环境的质量，自然能源的利用对实现绿色建筑的节能至关重要。

可以利用的自然能源大体包括以下几种：太阳能是不需要耗费成本的清洁能源，最大限度地使用太阳能对实现绿色建筑的节能意义重大。目前主要的太阳能利用方式有：①被动式太阳能热水系统，利用太阳能集热器或真空管吸收太阳辐射热，为用户提供生活热 水。此系统结构简单、经济适用，在我国得到了广泛的运用；②主动式太阳能系统，在太阳能居室采暖方面具有更大的选择性，但需要外在能源启动运行，并需借助电扇或泵等装置来转换和传递太阳能，以此获得生活热水或提供居室供暖；③太阳能光伏发电系统，是利用太阳能光伏电池板吸收太阳能，并将太阳能转化为电能，提供室内设备用电或接入市政电网送电。此外还有太阳能吸收式制冷系统和太阳能干燥系统等。地热能的应用主要有：①利用高温地热能发电或直接用于采暖供热和热水供应；②借助地源热泵和地道风系统利用低温地热能。风能的利用较适用于多风海岸线山区和易引起强风的高层建筑，在英国和香港已有成功的工程实例，但在建筑领域，较为常见的利用形式是自然通风方式。 (3)利用自然通风。自然通风是利用大气的热压作用而进行的一种通风方式，该方式最大的特点是不需耗费任何能源，就能达到改善室内环境质量的效果，同时还可以达到空调的效果。但自然通风受到当地气候条件和建筑结构的限制，为了能达到预定的效果，还需配备其他自动控制措施。 3、对推进与绿色节能建筑的思考 目前，我国每年新建房屋中80％以上为高能耗建筑，既有建筑95％以上为高能耗建筑，建筑能耗已占全国总能耗的1／4，并将随着人们生活水平的不断提高而逐步增加。为降低建筑能耗，需开发利用新型可再生能源。我国规划2010 年～2020 年全国城镇建筑节 能总体目标使总能耗要基本节能50％～65％，实现绿色环保和可持续发展，推进中国绿色节能建筑进程和发展。 (1)合理利用能源、提高能源利用率、节约能源是我国的基本国策。除按照减量化、再利用、资源化原则，提高资源利用率，除克服瓶颈外，还得采取以下措施：①建立绿色建筑生态节能设计体系；②借鉴、采用发达国家的成熟技术体系，善技术标准支撑体系；③建立有效的行政监管体系；④通过建立新闻披露制度和市场清除制度，强制性地执行现有的法规和节能标准，建立一整套经济激励制度，给予税收和收费优惠政策，采取成本最低的可靠的办法来推进我国绿色节能建筑的发展。 (2)提倡和宣传绿色消费的生活方式。首先是加强对建筑师的可持续发展的生态意识教育，建筑师的创作不能脱离时代和当前的社会的认识水平，否则就不会被接受。但是，建筑师要有引导建筑进步的责任。20 届国际建协对建筑教育的讲座指出，过去学校的建筑教育，对引导学生在建筑物的体型设计方面倾注了极大的精力，现在，应更加历史、社会人文和生态环境。其次是要在全社会普及生态教育，提倡绿色消费。所谓绿色消费方式，就是从可持续发展的原则出发，在居住、出行、娱乐休憩中废弃追求奢侈豪华，提倡节能、节省资源和减少对环境污染的生活方式。只有全社会接受并追求绿色建筑体系，才能驱动建筑市场的需求，才能使市场各方主体去营建绿色建筑。