可持续发展的绿色建筑设计与研究.docx

可持续发展的绿色建筑设计与研究 摘要：可持续发展的概念表达出一种共识,即人类的发展既要满足当代人的需要,又不对后代人满足其需要的能力构成危害。新世纪人类共同的主题是可持续发展,建筑业正由传统高消耗、高污染型发展模式转向高效生态型发展模式,绿色建筑正是实施这一转变的必由之路,是当今世界建筑发展的必然趋势。 关键词：建筑设计；绿色建筑；可持续发展 Abstract: The concept of sustainable development and express a kind of consensus, namely human development should meet the needs of contemporary people; at the same time pose no harm to unborn generatiable development, construction industry by traditional high consumption, high pollution of efficient zoology development mode to development mode, green building is the implementation of this one change the route one must take, is building the world development trsustainable development 中图分类号：TU2文献标识码：A文章编号： 目前在建筑设计领域,流行着一些有关可持续发展的设计概念,如“绿色建筑”、“生态建筑”、“健康建筑”等等,这些概念中多少都蕴涵了一些可持续发展的理念。这些概念正逐渐被建筑师、特别是业主所接受。与以往的传统建筑相比较,可持续发展的建筑设计更注重于事先考虑建筑对环境的尊重与适应,考虑如何减少不可再生资源的使用,更高效地使用可再生资源,同时营造出更舒适的居住和工作空间。这就要求设计师要基于高效使用资源和保护自然。 1设计标准 1.1能源 所包含的能源含量,就是在获得资源、生产产品和安装上房等阶段,以及各个阶段之间的运输等所需要的能源总量,它为我们对比各种产品所包含的单一资源和能源数量提供了一种手段。这样,我们就可以知道,在木结构、钢结构和钢筋混凝土结构等各种结构系统中,哪一种具有最低的能源投入。 1.2温室气体 温室效应升温气体,系指材料在生产过程中所排放出来的能使地球温度升高的气体量。如果用矿物燃料,则在材料生产过程中产生的二氧化碳和甲烷就是温室效应升温气体。但是核能自身就不会产生这类气体。但建造核电厂的大量水泥和钢材也会使核电厂建筑散出大量的温室效应升温气体。 1.3有毒成分 产生的有毒成分和含量。当考虑材料生产过程中排放的有毒气体时,如采用矿物燃料,则可推测所产生的硫磺、二氧化氮和其他物质。由于大多数材料的生产过程差别很大,有毒气体产生量的假定只能是纯理论的。 2设计的原则 绿色建筑在设计过程中, 必须针对其各个构成要素,确定相应的设计原则和设计目标。同时, 这些构成要素又是设计人要具体操作的对象。在绿色建筑设计体系中, 对设计原则的分析和把握具有重要的实践意义。这里以生态要素为主要对象, 扼要阐述其设计原则。 2.1整体及环境优化原则 建筑应作为一个开放体系与其环境构成一个有机系统,设计要追求最佳环境效益。建筑要体现对自然环境和社会生态环境的关心和尊重, 主要表现在保持当地文脉, 保护历史人文景观, 重视建筑场地对地形、地势的利用, 加强建筑对当地技术、材料的利用, 加强绿化, 减少环境污染,用独特的美学艺术让建筑体现时代精神。 2.2 简单高效发展的原则 绿色建筑应体现对能源的节省, 尽可能利用可再生能源, 如太阳能、风能等, 加大智能化设计, 广泛利用电子通讯和信息技术, 要有预见性地研究建筑与社会发展的互动关系, 做到近期规划与长远规划结合, 为扩建和建造留有余地。 2.3 健康舒适的原则 绿色建筑应保证建筑的适用性,体现对用户即人的关心,增强用户与自然环境沟通,让人们在健康、舒适、充满活力的建筑中生活和工作。主要体现在创造良好的通风对流环境,增加建筑的采光系数,保证室内一定的温、湿度,创造良好的视觉环境及声环境,建立立体绿化系统净化环境等。 3设计方法 3.1整体环境的设计 所谓整体环境设计, 不是针对某一个建筑, 而是建立在一定区域范围内, 从城市总体规划要求出发, 从场地的基本条件、地形地貌、地质水文、气候条件、动植物生长状况等方面分析设计的可行性和经济性, 进行综合分析、整体设计。整体环境设计的方法有: (1) 引入绿色建筑理论。城市开发建设应与当地自然环境、资源、社会、人文等背景相结合, 在加快建设的同时, 创造性地保护和利用已有条件。一方面, 改变不合理的布局模式、区域划分、空间结构和资源配置；另一方面,让城市的历史文脉、自然地理特征得以沿袭。 (2)加强环境绿化。随着社会的发展,人们已经深深地感受到环境对人的身心健康的重要性,绿化不单是可以创造空间,还可以美化环境,创造良好的生活氛围。用绿化覆盖地面,由于大量水分蒸发,往往可以造成比较凉爽、舒适的环境；高大的乔木在地面上形成了较大树荫,减少路面吸热,同时可以净化空气,提高空间的氧含量。因此,在人居环境住宅区的设计中,一定要注意绿化环境设计,创造出良好的微气候,应该将绿化量化标准引入设计规范。当前,环境绿化主要包括小区周围环境绿化和建筑立体绿化。小区周围环境的绿化。尽量减少硬质铺地,扩大草坪面积,并尽可能多种植高大乔木。因为乔木的绿化效果要比同面积的草坪高几倍。目前,多数住宅小区常采用水泥砖铺地,这对小区环境很不利,应尽量采用具有渗透性的生态铺地,如格状铺地砖,方格中可以种草等。立体绿化。引入“土地空间化”的概念,包括墙面绿化、屋顶绿化和阳台绿化。墙面绿化主要是在强烈阳光直射面爬满绿色藤状植物,避免阳光直射墙面,降低外墙表面温度,保证室内温度的稳定性。如重庆的“天奇花园”的墙面绿化,在西墙面上设计由柱子和圈梁组成的构架,并设置种植槽和集中喷灌系统。夏季爬山虎覆盖墙面形成一道绿墙,绿墙与墙面之间形成大约300 mm宽的间层,这间层形成了良好的通风竖井,增强了墙面的散热性能,而且绿墙还能避免阳光对墙面的直射。屋顶绿化是在建筑屋顶上采用蓄水覆土种植,屋面上种植花草和 一些低矮灌木,形成一个“空中花园”。阳台绿化是在居民家的阳台上种植一些花草植物。 (3)从整体出发,通过借景、组景、分景、添景多种手法,使住区内外环境协调。 3.2建筑单体的设计方法 针对建筑外墙、外窗和遮阳系统等重点部位,常采用以下设计方法。 （1）外墙。一般采用不同的外墙开口,结合架空地板,加上风扇、吸音材料、过滤材料等简单构造材料与设备措施,形成能满足多种功能的“可呼吸外墙”,从而使室内外空气和水分通过墙上的孔洞得到交换,在平衡和调节温、湿度的同时,过滤灰尘和减少噪音。另外,可以引导室外空气通过加热或制冷管道进入室内,以实现空气的热交换。引导室内空气从屋顶通气孔排出,带走多余的水分、杂质和有害物。这种自然被动的空调方式一般是人工可控的(即可以根据使用者需要的控制和改变墙的开放和通透程度)。其优点是,在创造健康自然的室内气候质量的同时,节约能源、减少污染和浪费。 （2）外窗。一般采用双层或三层玻璃窗。其主要优点是节约能源。一般来说,他们的隔热性能比普通单层窗高出2-3倍,而费用仅多15%-50 %。另外,他们的隔声效果也比单层玻璃窗有显著提高。同时还保持了单层窗采光好、视野开放等优点。如果建筑周围外环境质量较差,则需要认真探讨外窗究竟采用密闭的形式还是可开启的形式。如要采用可开启的方式,则容易引入外界的空气污染、灰尘、湿气、噪音等不良因素,同时可能导致热P冷流失,降低隔热效果,并带来安全隐患。 （3）遮阳系统。一般是在向阳的外立面或采光屋顶上采用可控制、可调节的组合遮阳系统,以达到不同时间、根据不同需要遮挡、反射和引光入室的目的。 对于夏季隔热、降温,通常采用以下4种方法。利用储热实体吸热和制冷,优良的储热体可以分为两类:一类是固体,如混凝土、石膏、生土等(其储热性能与其中的含水量直接有关) ；另一类是液体（水）。它们的功能不仅是在夏季夜间吸收和储存凉气,并在白天释放出来,而且是在白天吸收室外热能和阻滞其向室内传递。地下、半地下建筑以及地下通风通道等就利用了生土材料的储热性能,在传统和当代建筑中都可以找到这类应用的实例。利用水体降温。一类是利用储热性能(如前所述) ,如采用将水循环充入楼、地板的方式,以达到夏季降温的目的。 使用中需要特别注意防渗漏、防污染等问题。另一类是利用水蒸发降温特征,在建筑的内外环境中设计湖面、水池、喷泉等。这是一种常用的环境设计手法,设计中应注意水蒸发增加的湿度对使用者、建筑及设备的不利影响。利用庭院和植物降温。根据房间的朝向和环境需求,通过适当种植植物来遮日晒、隔离污染、提供新鲜氧气和宜人景观的方式。在当代高层办公建筑综合体中,这种传统、自然的方式得到继承和新的发展。通过设计和采用多层“外壳”或“皮肤”的手法防晒降温。 主要包括遮阳百叶系统和多层窗系统两部分,遮阳百叶系统是根据当地日照方位、高度、强度和室内光、热需求而仔细设计的可调遮阳百叶、遮阳反射板等构造系统；多层窗系统是由双层或三层的透明、半透明、有阻热、吸热和反热等特殊热工性能的玻璃,加上反射涂层和夹层遮阳板等组合而成的构造系统。 通过对以上两套系统的综合设计运用,可以满足对室内提供自然遮阳、反光、采光、通风和景观等综合需求。遮阳系统不仅被用于立面,而且被用于屋顶天窗及侧高窗之中。复杂多层的自然遮阳、采光和通风系统,几乎已经成为当代大型生态建筑外立面的普遍特征。 对于冬季供热、保温,通常可以注意以下两个方面。直接或间接吸收太阳能。通过开窗直接吸收太阳热能,是可持续住宅建筑在冬季的重要自然供热方式之一。而商业、办公或教育建筑,通常用经由中庭、太阳房、走廊和内天井等辅助空间间接吸收太阳热能的方式,效果较好。建立封闭良好的外围护系统。这也是冬季保温的关键措施之一,设计和建造中应尽量避免冷风渗漏和冷桥的产生。 4 评价 绿色建筑体系迫切需要现代科学评价方法作为实施运作的技术支撑，目前常用的方法有:生命周期评价法、美国的环境评估工程、法国的ESCALE法等等。人工环境的营造对生态环境的作用可以从不同层面划分为全球的、地区的、社区的以及室内的环境影响。此外,评价还涉及到其他一些重要方面的因素,如社会经济、历史文化、物理环境的影响(如噪声和气候)以及意识形态的内容(如景观、审美)等,而这些因素可能很难确定评价指标或者很难用一种清晰的因果关系来表达。绿色建筑评价是针对这一复杂系统的决策思维、规划设计、实施建设、管理使用等全过程的系统化、模型化和数量化,是一种定性问题的定量化分析,定性与定量相结合的决策方法。作为一种操作工具,它应对考虑环境设计的使用者提供帮助,从营造的每一阶段所采取的行动和列出一系列的指标信息而组织的。为此,首先应明确以下几个问题:对所研究的问题要有明确的认识,弄清问题的范围所包含的各因素之间的关系；需要明白研究是在怎样的一种前提下进行的,并且初始阶段所做的相关选择也必须弄清楚。评价方法的选择牵连联着其他一些基本决定,如研究目标、边界、范围的设定。特别是在开始阶段,应