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建築師的博客
正文
2020-11-19 11:36:25 | 分类:默认分类 | 标签:建筑专业

摘要:

绿色建筑设计不应该是工程项目的后续评估,而应该是从设计前期就应该开始的结合地域、实际气候及周边环境的被动式技术设计,是一种遵从成本绿色的设计观。

Green building design is a kind of passive technical design, with focus given on geography, climate and the surrounding  environment at the very commencement of the design, other than a subsequent assessment on engineering project. In this sense, it is a design concept concentrating on green cost.

关键词:绿色建筑、成本绿色、被动式技术设计、

green building, green cost, passive technical design

一、绿色建筑的源起:

所谓绿色建筑,即在建筑的寿命期内,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;作为一种设计理念及观念,也符合可持续发展的原则。而成本绿色的绿色建筑,其设计观体现为更低的建筑能耗,更高的舒适性、更合理的经济性、更显著的地域性、更适用的技术和更智能的使用管理等。

一、绿色建筑不是高技与时尚:

当下,绿色建筑正变得愈发时尚,建筑师喜欢,市场喜欢,官员更喜欢;从绿色建筑对待自然的态度看,不同的绿色建筑几乎涵盖了傲慢与尊重的所有区间;反映了当今对绿色建筑的设计观的不同认知,傲慢自然的以高技为主,即采用主动式技术设计,通过先期的高投入、高技术复杂为特征;而尊重自然的则以气候文本,因地制宜的采用被动式设计的设计观。

相比欧美等发达国家,我们的绿色建筑理念及实施在我国起步相对较晚,但由于国家和地方政府通过政策的严控,从2005年至今发展却日新月异,似乎无绿不建筑,市场上的建筑贴上了绿色二字,就如穿上了时尚的外衣;提到绿色设计,往往和令人眩晕的高端技术相联系,炫酷的玻璃幕墙,密布的金属格栅以及爬满建筑的绿色植物,成了唯一特征的表达。究其原因,是由于目前大多数建筑项目的绿色设计更多是在施工图后期,为了通过项目评估不得不采取某些技术手段已达到其应有的星级标准。这种方案设计前期阶段没有很好进行项目的绿色设计,后期不得不通过主动式的干预技术手段来满足其评分标准的“时尚”建筑即使达到了绿色评星要求,也不是可持续条件下的绿色建筑。这种高投入下的包装建筑,对业主也是一种不负责的态度;而且这些贴着绿色标签的建筑,后期运营也要消耗大量的资金维护其正常的运转;为了降低费用,有些业主甚至不得不关闭某些设备,或者停用某些功能。

所以,我们的绿色建筑不应该是高投入下的高技派的建筑语汇的堆砌和表达,也不是采用主动式技术对资源的过度依赖;而应该是在设计前期从实际情况出发,因侯而宜、因地制宜的被动式技术设计,它应该是一栋“成本绿色”的绿色建筑。

二、绿色建筑的设计观:

绿色建筑的设计观,是建筑节能理论的拓展延伸,也是包括“传统设计”思维的一种态度,一种对客户造价的节省;是一种观念和责任,是对绿色、生态和节能责任的担当,也是可持续发展的需要。设计过程从方案初期开始,在解决功能、空间、形态、材料等基本要求的同时,应该更多的考虑如何适应自然环境的额外标准;遵循适用、经济的原则,提倡“成本绿色”的设计态度;积极寻求建筑的使用环境与自然环境的良性互动,并探求二者的共存关系,积极通过“被动式技术”顺应自然气候的精明干预,以环境和社会的可持续发展为核心,将绿色建筑的设计观深入融合进去。

真正的绿色建筑设计开始于方案的最初构思,在解决功能、空间、形态、材料等基本要素的同时,将传统的设计理念融合进去,以较小的经济代价,较低的能源消耗和较小的物质索取满足建筑空间的限定,而非依靠评估体系被动的贴上绿色建筑技术的标签。在策划阶段结合实际情况,预估项目的星级,通过预估来指明绿色设计的方向,预见并提出设计过程中可能出现的问题,完善建筑设计的内容,将总体规划思想科学地贯彻到设计中去,以达到预期的目标。通过被动式技术设计,强调资源的节约与高效利用,避免过大的建筑面积设置与不必要的功能布置造成空间闲置,避免设施、设备的过分高端配置,降低建筑在运行过程的资源消耗,提高运行效率;也符合有限预算的要求和中等技术水平劳动力的施工要求。最绿色并不意味着最可持续,而应该是低廉的造价及传统建造工艺的重新诠释;所以,设计过程中应尽可能的采用本土、适宜的技术,采用性能化、精细化与集成化的设计方法,并不断的进行定量验证对比、优化调整与造价分析,保证在全寿命周期内经济技术合理的前提下,有效控制建设工程的投资,已达到成本绿色的目的。

1) 总体规划与单体设计:

河南省建筑设计研究院有限公司科研办公楼项目在设计初期,本着节地的原则,尽可能在容积率和密度取上限;同时结合项目所在周边环境,在确保对周边有日照要求的建筑大寒日满足日照要求的前提下,进行了多种形体方案的对比与分析模拟,最终确定前低后高的两期实施方案。项目整体布局坐北朝南,一期主体与二期间距为66.4米;两期建筑之间尽可能的给予充分的室外空间,给二期最大限度的营造室外环境;前低后高的建筑布局也有利两期建筑共同享有基地南侧城市绿地公园的景观。

一期科研办公楼为总体7层,局部8层的“口”字形建筑,方正的体型经计算体型系数为0.26。为了最大限度的满足办公建筑的采光通风要求,建筑内部中空庭院设计尺寸约44米乘33米,这种被动式的设计降低了对人工照明及机械通风的过分依赖。为了满足机动车停车需要并提高使用频率,项目最大限度的利用地下一、二层用作车库、设备用房等;地下建筑面积与总用地面积之比≥0.5;建成使用后可采用错时停车方式向社会开放,提高使用效率。景观绿化设计结合平面布局,通过人车分流设置道路及室外绿地;室外硬质铺装地面采用透水铺装,透水铺装面积的比例达到50%;结合室外绿地设置绿色雨水基础设施,合理衔接和引导屋面雨水、道路雨水进入地面生态设施,并采用相应的径流污染控制措施;合理选择绿化方式,利用乔木、灌木和草坪相结合的复层绿化,科学配置绿化植物,种植适应当地气候和土壤条件的植物。结合海绵城市的设计理念合理规划地表与屋面雨水径流,对场地雨水实施外排总量控制,并保证种植区域覆土深度和排水能力满足植物生长需要。

    在建筑单体的设计上,研办公楼尽可能提高围护结构的节能标准,由于项目采用现代办公性格特征之一的玻璃幕墙来展示其开放、现代的企业文化,为了解决大面积玻璃幕墙导致室内空间在夏季出现过热而增加对能源的高消耗的问题,玻璃幕墙采用6+12A+6双银low-E浅灰色中空玻璃;同时在建筑的南向、东西向外窗设置遮阳百叶,并统一管理。室内及内庭院采用绿植墙改善室内办公环境和调节室内小气候。顶层报告厅采用光导管照明,解决白天照明问题;地下车库设计采光井,改善微环境,通过自然采光减少人工照明,降低能源消耗。根据地理环境和应用条件,屋顶设置太阳能光伏发电系统供公共走道、楼梯间及卫生间照明;局部采用屋顶绿化改善小环境,优化建筑本体的热工性能。

2) 结构与设备选型

除了设计前期规划和单体设计对项目应因地制宜控制之外,项目的结构和设备选型也应积极避免技术堆砌,且应选择高性价比、高效率的技术;通过较小的经济代价、较低的能源消耗和较小的物质索取来满足建筑空间的限定、建筑实体的营建和建筑技术的表达。

从节能与能源利用出发,选择合适照度标准的光源及高效节能灯具,采用合理的灯具安装方式及照明配电系统,并结合建筑使用条件和天然采光状况采取有效的照明控制装置;公共走道、楼梯间、电梯厅、大厅及车库等照明灯具采用LED灯光源,采用人体感应式自动控制;办公照明采用就地控制。卫生间放置人体感应节能自息开关,有人使用时自动开灯和排气扇,无人使用时延时关闭灯光和排气扇。车库根据功能区合理分组并安装定时控制照明装置,满足不同时间段对灯光照度的要求。办公空间通过定时功能确保非工作时间内的最小能源消耗,在日常运行模式下还可以分时段来交替开启不同的灯光回路,延长灯具使用寿命和节约灯具维护成本,各个功能房间设置智能面板进行现场控制,根据相应的场景功能,实现一键切换。车道出入口结合超声波车位探测器等感应设备控制机动车进出。会议室根据不同场景的用光需求采用智能照明控制系统。电梯采用变压变频调速(VVVF)和能量回馈、能量存储及再利用节能控制措施,多台电梯具有程序集中调度和控制的群控功能。变压器选用过载能力强、低损耗、低噪音、体积小、维护方便的trihal-SCB13干式变压器,其接线组别采用“D,yn11”型;选择减少设备本身能源消耗的的变压器,保证空载损耗和负载损耗不高于《三相配电变压器能效限定值及能效等级》所规定的1级能效等级。空调机组等季节性负荷设专用变压器供电。电梯、水泵、风机等设备均采用节能型设备并采取合适的节电控制方案;室内外照明灯具均采用高功率因数电子镇流器;变电所内采用低压集中无功动态补偿装置,确保补偿后的功率因数大于0.95;变电所设Accusine/4L-200A谐波保护装置以抑制系统谐波,提高供电质量。变配电所位于地下一层,均靠近每个区域的用电负荷中心,缩短线缆和母线的长度。供配电系统采用ION Enterprise能源管理系统,对各类型负荷均能实现能耗数据在线、实时监测和动态分析,实现本工程变配电设备自动化监测和管理。供暖、通风与空调专业则尽可能不采用电直接加热设备作为供暖热源和空气加湿热源,空调冷热源各部分能耗独立分项计量。采用地埋管地源热泵系统合理利用可再生能源,地源热泵空调选用冷水机组能效系数COP为6.16w/w,优于国家《公共建筑节能设计标准》GB 50189-2015的规定,空调用冷量和热量比例Rch≥80%由可再生能源提供。

从节水与水资源利用出发,采用无蒸发耗水量的空调形式;选用密闭性能好的阀门设备和耐腐蚀、耐久性能好的管材管件,室外埋地管道采取有效措施避免管网漏损;根据水平衡测试的要求安装分级计量水表,提供用水量计量情况和管网漏损检测、整改的报告。按使用用途设置用水计量装置,对厨房、卫生间、绿化、空调系统、景观等用水分别计量;使用用水效率等级二级的卫生器具;绿化灌溉采用节水灌溉系统,并在此基础上设置土壤湿度感应器、雨天关闭装置等节水控制措施。

从节材与材料资源利用出发,现浇混凝土100%全部采用预拌混凝土,建筑砂浆100%全部采用预拌砂浆;尽可能采用可再利用材料和可再循环材料,合理采用耐久性好、易维护的装饰装修建筑材料。公共部位如入口门厅、报告厅等采用土建与装修一体化设计;开敞办公及可变功能的房间均采用可重复使用的AAC或ALC预制轻质墙板,轻质墙板的重量(含装饰面层)不大于1.2kN/㎡;除墙体锚拉筋及楼板受力钢筋的架立筋采用HPB300级钢筋外,其它钢筋全部采用HRB400级、HRB500级、CRB600H级钢筋,400MPa及以上钢筋使用的比例大于85%。

三、预期与展望:

将“绿色建筑”的设计观作为建筑设计的新维度具有理论和现实的双重意义。如现代主义建筑方兴未艾之时,“形式追随功能”理念对建筑设计领域产生巨大作用一样,绿色建筑的设计观,也将对未来的建筑设计理念有着深远的影响。

对当今建筑师而言,技术是为人服务的,绿色建筑的设计观更要从人的角度出发,全方位实现建筑的节能、节材、节水、节地以及节力;与那些倾向高技派手段和“主动式技术”的绿色建筑不同,真正的绿色建筑不是建筑高技与时尚的过度包装。我们应该积极提倡“低技高效”和“被动式技术”的绿色建筑设计观,因为绿色是生命的象征,也是对环境友好、与自然和谐共生的标志。


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