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綠色建筑是在人與自然、人工環境與自然生態系統相互協調發展的基礎上所提出的一種建筑形式,它凝聚了人類建筑文化、生態文明與生態智慧。綠色建筑是“指在建筑的全壽命周期內,最大限度地節約資源(節能、節地、節水、節材等)、保護環境和減少污染,為人類提供健康、適用和高效的使用空間,與自然和諧共生的建筑。”綠色建筑追求建筑與自然的和諧共生,滿足使用者需求的同時,最大化地保護生態環境和實現生態效益并體現出對未來的關懷。因此,綠色建筑在本質上是一種追求生態、降低能耗、可持續發展的建筑形式,其主旨是與地球和諧共生。作為一名設計人員,首先應該具備環境倫理學的觀念,將建筑與適宜技術相結合,采用低能耗達到高效率的能源循環模式,將建筑從建造到全壽命周期的能耗減到最低,并有利于建筑材料的重復利用。
2綠色建筑技術
在談論綠色建筑技術時,首先要明確一個觀點———建筑技術的適宜性。福斯特曾經指出:“談論技術不時髦了,但我卻不知道,你怎么能不制造物品?而這正是技術之所在,也即我們的文化之所在”。任何時代建筑的每一步發展,無不與建筑師對當時先進技術與結構的大膽運用和拓展密切相關。技術在當代社會扮演著更加重要的角色乃至成為當代的文化特征,建筑亦不能不把技術的運用當作一個關鍵課題。在分析當代技術的前提下,如果以建筑所利用技術的特征和差異作為分類標準,則可劃分為三個層次:低技術、中間技術(或稱輕技術)、高技術。這種劃分標準有助于理解技術的復雜性、經濟性和可普及性之間的關系。(1)低技術是指在傳統建筑的技術基礎上,按照資源條件和當時的社會生產力,在建筑營造中使用的技術。當今低技術的源泉是傳統建筑,它偏重于從鄉土建筑、地方建筑中挖掘傳統的節能、通風、利用土生材料等方面的經驗和技術,并加以技術改良,不用或很少用現代技術手段來達到建筑生態化的目的。在形式上主要強調鄉土、地方特征。(2)中間技術是因其并不拘泥于技術類型的時空性,并在上述低技術的基礎上,利用現代技術的原理和設備,通過深入的建筑設計,提高對環境和資源的利用效率,減少不可再生資源的浪費以保護生態環境。在運用層面上,它傾向于利用現代科技的研究成果和工業產品,也不排斥傳統低技術。中間技術的核心是依據建筑所處的經濟、環境條件適度地選擇合適的技術形態。(3)高技術是指積極主張運用當代最新的技術成果來解決生態建筑設計的問題。并把其他領域內的最新技術,如信息技術、電子技術等,按照生態要求移植進來且以高新技術的運用為主題。即使使用一些傳統技術手段,也是建立在科學分析的基礎上,以先進的材料和工藝來加以實現。技術的三個層次在這里并不是一種絕對觀念,而是相對的、動態的概念。中間技術相對低技術而言是高技術,而相對高技術則是低技術。同時技術也是動態發展的,不同層次之間的技術,會隨著社會經濟技術水平的發展而相互轉化。傳統建筑的很多地方體現了生態的觀點,在技術上是人們在長期適應環境的過程中逐步摸索所形成的,其所依據的建筑技術往往是最樸素最直觀的自然規律和千百年來實踐經驗的總結。相對現代建筑而言,低技術具有良好的普及性、簡單直觀、容易掌握和應用、成本低廉。傳統建筑的低技術主要受到社會生產力制約,營建模式需要結合地域的自然氣候、地理資源,表現出與自然和諧統一。正由于以上諸多的原因,傳統建筑的低技術設計方法保留和延續著較多的傳統因子,攜帶的文化信息較多,同時也在技術層面上最結合自然,采用最少的改造自然的技術手段來達到舒適、適宜的居住環境,在這個層面上,傳統建筑的低技術特征是綠色建筑技術的一個分支研究方向。
3綠色節能建筑實例分析
對綠色節能建筑的案例研究主要集中在德國的相關節能建筑上,德國在居住建筑中的能源節約計劃主要有:主動式太陽能利用、其他可再生能源的利用。且將這些節能方式運用到建筑上形成了———低能建筑、近零能建筑、全零能耗建筑。其中有一項建筑技術讓我們的感受尤為深刻,那就是“石灰砂砌塊”和泡沫混凝土砌塊。德國的砌體外墻和中國的砌體外墻非常相近,砌塊的基本模數是一樣的,原來也是以實心粘土磚為主,后來發展成為空心粘土磚,但粘土磚都要開采粘土而破壞植被,還需要消耗大量能源燒結并釋放有害氣體。而石灰砂磚砌塊是在200攝氏度下,蒸汽養護數小時即可成型,不需要高溫燒結。泡沫混凝土砌塊也不需要燒結,這樣就大大減輕了環境壓力,原材料也可以反復利用,同時,這種方式形成的砌塊的力學和熱工性能都比粘土磚好。低能耗是世界上比較公認的一種可以推廣的實用型節能建筑,而且技術也相對成熟。節能建筑是一種在建筑建造完成之后,在使用過程中探求的一種能耗節約模式,在綠色建筑技術的層面上來講是對于建筑的使用壽命周期的研究。德國的零能耗建筑實驗表明,建筑所必需的能源都可不需要靠外部系統提供,而可以僅依靠建筑自身從太陽能和地熱等資源中取得,所以這種建筑也叫太陽能全自給建筑。在設計上主要從建筑設計、外墻和窗戶的構造、通風系統、屋頂光電池和電力系統、熱水系統這幾個方面入手,通過每個方面的相互搭配補充,實現建筑的零能耗;建筑設計上,講究建筑的進深盡可能小,這樣采暖能耗小;外墻和窗戶的構造上,首先要避免“熱橋效應”的產生,還有墻體的保溫、隔熱性能及墻體砌體材料的選擇;通風直接關系到建筑使用的舒適性,這一點尤為重要,應在設計上盡量減小風速,室內通風的方式應根據室內的溫度來選擇是自然通風還是被動進風或排風系統,同時配合采暖系統保證室內溫度在一個范圍內的恒定,這樣才會創造一個舒適的室內環境;屋頂光電池和電力系統主要采用太陽能電池系統和氫氧電池系統為建筑提供能源和供熱,這在一定程度上可以自給自足,為建筑提供良好的電力供應和保持室內溫度的恒定;熱水系統主要以太陽能熱水器為主要設備,在冬季太陽能不足時,可利用氫氧電池系統為熱水器提供熱源。實際上,在建筑投入使用后,常有多種節能方式可以運用。太陽能只是其中一種。傳統建筑雖不能做到完全的零能耗,但可采用適宜技術來降低建筑使用過程中的能耗,比如沼氣、利用鄉土材料來加強建筑的保溫隔熱性能等。為此,在設計綠色建筑時,首先是要認真審視建筑周圍現狀,哪些技術和條件有利于節能,哪些可以提供能源;如果常規成熟的技術可以運用,不妨與高新技術進行仔細比較,何者更經濟可靠;同時還要找到在熱工學上的平衡點,既減少能量損失又增加能量獲得,力求節能效益更大化。
4綠色建筑技術
在新農村建設的前景綠色建筑技術是從建筑的全壽命周期著眼,從建筑的材料到建筑全壽命周期后建筑垃圾的再利用,這是綠色建筑技術研究的一個重要方面。誠然,這只是從空間建構的材料方面為考量,在建筑空間的使用過程中,綠色建筑又應該對建筑投以什么樣的關注呢?筆者認為,首先應從建筑的使用能耗、建筑的生態性、建筑對環境造成影響這三個方面來思考。在新農村建設中,農村從傳統居住模式中轉變為現代居住模式,勢必會造成居住方式的改變和建筑觀念的轉變,即由傳統的分散式居住,演變為新農村的集中、密集、小區化居住形態。傳統的居住建筑是人們長期同自然環境相適應的產物,往往是采用簡單、經濟的技術來達到生產生活居住的目的。而在新農村的建設中,我們必須應該以綠色建筑技術理念為指導,遵循可持續原則進行規劃設計,盡力與地域特色相結合,充分利用自然而不破壞自然,使人與生態環境和諧相處。因此,在建筑前期階段,應全面考慮地域特色、當地的氣候和地理條件、調查研究當地的建筑材料;并在建筑設計過程中將這些因素加以重點思考,力圖做到建筑與周圍的環境結合、設計與自然結合。而在建筑工程技術設計中,也應該對工程作出系統分析和合理科學的規劃,使工程施工對自然環境的影響最小,同時針對建筑的各種物理性能,還需要作出相應評估,例如采光、通風、保溫、隔熱、遮陽等物理性能。此外,也要對當地的光環境進行分析,是否適合采用太陽能,在農村沼氣也是一種環保的新型能源,在設計過程中同樣需要給予重視。
關鍵詞:超高層;城市綜合體;綠色建筑;技術設計
中圖分類號:P421文獻標識碼: A
一、超高層城市綜合體概述
城市綜合體或都市綜合體,是“將城市活動中多種不同的功能空間進行有機的組合(商業、辦公、居住、旅館、展覽、餐飲、會議、文娛等),通過一組建筑來完成,并與城市交通協調。同時,在不同功能之間建立一種空間依存、價值互補的能動關系,從而形成一個功能復合、高效的復雜而統一的綜合體”。功能復合是城市綜合體的首要特征,其次它具有城市性,這意味著城市綜合體并不是孤立的存在,而是對城市開放,為城市活動提供若干功能,也需要依靠城市的公共設施進行供給,更重要的是依靠城市中高密度的人口賦予活力,因此是城市建筑網絡中有機的部分。
二、超高層城市綜合體綠色建筑的特點
超高層綜合體的綠色建筑或其可持續性涉及一場關于城市形態的集中與分散的爭論。主張分散的主要論點認為代表著集中城市形態的超高層綜合體耗費過多的能源和資源,對周圍環境施加過大的不利影響,并且會造成建筑內的人與自然環境的過度隔離;主張集中的主要論點認為超高層綜合體向空中發展節約了土地,讓更多的自然環境得以保持,可以通過公用設施節約能源和資源,還能緩解城市中日趨緊張的交通狀況同時減少交通帶來的環境污染。從上面的論述可看出,超高層綜合體對于可持續性來說既有有利因素又有不利因素,也正是這個原因使得爭論至今仍持續不斷。超高層綜合體對于可持續性的有利因素包括用地集約,減少大面積的地表環境破壞,減少交通需求,可以進行功能復合與設施共用,可以進行集中的大規模控制,高度優勢增加了再生能源(風能、太陽能等)的可利用性,為城市生活增加便利性等。不利因素包括消耗大量的建筑材料(尤其是結構),能耗大,超過土地單位面積資源承載力,大進深不利于自然采光通風,容易造成安全問題,保證室內舒適度代價高,與自然環境的過度分離,對周圍環境影響大,可能造成交通擁堵等。超高層綜合體的綠色建筑的特點,可以從這些有利或不利因素中找到依據,發揮有利因素,避免、減少或彌補不利因素。超高層綜合體的綠色建筑技術與設計還需要具有前瞻性,因為超高層綜合體項目規模巨大,設計、施工到投入使用再到完全運轉使用的周期往往較一般項目更長,因此要求在設計進行綠色技術方面的考慮時要具有一定的前瞻性。在技術、設計等方面不僅要立足與現在解決當下的問題,還要順應各領域在未來的發展趨勢。
三、高層城市綜合體原則型設計策略
(一)綜合性原則
綜合性原則體現的是以個體與整體有機關系的設計整體,要求設計既滿足個體的需求和發展,又要實現與設計整體間的整體適用、相互補充、相互促進以及可持續的關系。高層城市綜合體具有復雜的外部因素和內部因素的影響,設計中更需要綜合性原則的應用,以保證這一復雜建筑類型設計上的成功:①外因:地理環境、交通可達性、市場構成分析、人群活動習慣與活動方式;②內因:項目明確定位(消費人群、服務內容等)、獨特性(建筑形式、功能組合方式、服務)、企業文化、人本關懷(體驗型的空間)、人性化的管理營銷手段(慈善、名人、活動、品牌);綜合性的原則體現在具體設計中,表現為功能的疊合、空間的整合以及設計意象的融合三個方面:①功能的整合是建筑本身功能復合化和城市高密度發展的需要;②空間的整合是實現提空間使用效率、減少空間設計浪費的做法,在突破傳統建筑空間形態與內涵的同時,提供給人們新型的城市空間體驗;③設計意象的融合更多的體現在設計整體的視覺效果,社會內涵、功能需要、技術支持、個人審美等等共同決定高層城市綜合體展現出來的效果。
(二)多樣性原則
高層城市綜合體設計具有很強的城市性特點,加上其在城市中的重要角色,其設計時應盡量符合城市發展的要求。在城市自然發展的過程中,城市功能與城市空間混合多樣化,這給城市生活帶來了豐富的社會價值、經濟價值以及文化價值。加拿大城市規劃家簡?雅各布斯,在其《美國大城市的死與生》一書中,通過考察城市結構與基本組成元素在城市生活中發揮的功效,反思傳統的城市規劃和建設理論,表達了城市多樣性對于城市活力與市民生活的的重要意義。她在書中寫道:"建筑以及其他用途間的融合是城市地區獲得成功的必要條件。”高層城市綜合體為充分發揮地塊的優勢和價值,多樣性的原則貫穿始終,主要表現為功能的多樣性和空間多樣性兩個方面。這既符合城市對高效利用土地的要求,又豐富了建筑的內涵和空間活力。
(三)可持續原則
高層城市綜合體需要大量的能源支撐其運行,在當今人類可用能源減少、地球資源緊缺的北京下,生存環境的可持續需要社會中各方力量的共同參與。高層城市綜合體的設計師作為物質環境的主要參與者,在設計過程中就需要樹立生態、節能、可持續的觀念,在此指導下提出符合實際情況的可持續設計策略,實現高效節能的目的。為了解決發展與可持續之間的矛盾,降低能耗、使用清潔能源、延長建筑壽命成為現時代首要需要思考的建筑問題。在設計中,適宜的可持續方案是實現自然、經濟、社會、文化健康發展的前提條件。體現到設計可持續原則策略上,包括了減少對生態圈破壞、減少對資源的消耗、創造健康舒適環境三個部分。
四、超高層城市綜合體的綠色設計與實際應用
(一)綠色設計的意義
超高層綜合體的綠色設計,可分為方案設計和技術設計兩個階段,它們有不同的考慮問題的方式和范圍,但也有延續和承接、有相同的原則和目標。超高層綜合體綠色建筑設計的過程中,與一般的綠色建筑設計一樣,計算機模擬技術的應用越來越成為必需。計算機模擬以及實驗室的物理模擬,從方案階段開始就起著分析、比較與篩選的作用,有時候模擬的結果還能對設計給以決定性的影響,在技術設計階段更是如此。此外,一份客觀的模擬結果所具有的準確度、說服力和發現問題的能力,是任何精巧設計構思無法比擬的。需要注意的是,此處總結出的兩個階段各項綠色設計條目遠遠不是超高層綜合體綠色設計的全部內容。建筑設計不是一個多項選擇的問題,在超高層綜合體綠色設計方面更需要的是突破常規的創新性。
(二)體形細部的設計
雖然在超高層綜合體的技術設計階段其形體與空間己經定型,但形體的細部設計仍會對建筑的綠色性能有很多方面的影響。風對超高層綜合體不僅造成水平荷載,還會對表皮結構有剝落的作用。此時對于風環境來說有必要進行更細致的風環境模擬,為達到更加真實的模擬效果,還可通過風洞試驗來驗證設計的合理性以及發現問題,對建筑形體的細節做進一步的調整。例如,形體轉角處流線化處理是超高層綜合體普遍使用的減小風的瑞流和剝落作用的設計。
(三)特殊“綠色構件”的設計
除了利用自身形式以及圍護結構的性能,超高層綜合體還可以通過設置的特殊構件來應對風、光、熱等自然條件,這些“綠色構件”往往能成為建筑的特色。梅納拉TA1大廈頂部的薄膜遮陽棚就屬于這一類“綠色構件”。超高層綜合體中還常有利用特殊構件引入自然光的設計,如鄭州綠地廣場頂部的精心設計的導光構件,將自然光引入頂部酒店的大堂。用于減小超高層綜合體高層部分的風振、增加室內舒適度的阻尼器也可被概括為這類特殊構件之一。總的來說,這類“綠色構件”的設計首先要有一個明確的目的,要清楚它是為解決什么樣的問題而被設計的,其次需要運用創新的思維,最后需要運用分析、模擬等手段進行驗證,確保所設計的綠色構件能夠達到既定的目的。
(四)材料性質的考慮
超高層綜合體對建筑材料的消耗十分巨大,對于材料的設計決策會對某類型的材料消耗量有很大影響。因此在進行超高層綜合體的材料設計決策前,一定要充分了解材料的可再生性質和隱含碳排放量并將其納入設計考慮的范圍中。盡量選擇通過可再生途徑生產的材料;利用本地或附近的材料以減少材料運輸過程產生的環境污染和碳排放;還需將建筑材料的便于回收利用的性質進行考慮。
結束語
超高層綜合體合理地應用綠色設計與技術,對建筑和城市的可持續發展、改善城市與建筑的環境有重要意義。雖然超高層綜合體的建設、運營乃至拆除會耗費大量的能源、物質和人力物力,而且會形成脫離自然的高度人工化的環境;但從效率方面考慮,超高層綜合體節約了大量的土地,使城市在激增的人口壓力下擴張、侵占周邊土地的趨勢得以緩解,節約的大量交通需求使得對環境的污染和影響得以降低,為人類創造了前所未有的新的環境體驗。它的存在和發展正在不斷驗證它的對人類和環境的價值。
參考文獻:
[1]鄭凱競.超高層城市綜合體綠色建筑技術與設計研究[D].中國建筑設計研究院,2014.
關鍵詞:綠色醫院建筑 設計 自然資源
Abstract:Green hospital building is the hospital buildings those can maximize resource conservation, rational planning and carefully designed to ensure functions and compliance processes, maximize the protection of the environment and reduce pollution, provide safe, suitable and efficient use of space, in harmony with nature in the buildings life cycles. There is no fixed design pattern in green hospital building. To design a good green hospital building, the architects must joint with the hospital and engineering professionals, integrate the function, structure and construction.
Keywords:Green hospital building Design
Natural resources
一、綠色醫院建筑的概念
綠色醫院建筑是指在建筑的全壽命周期內最大限度地節約資源,合理規劃,精心設計,確保功能,遵守流程,保護環境,減少污染,提供安全、適用和高效的使用空間,與自然和諧共生的醫院建筑。
目前,綠色醫院建筑通常劃分為兩大類型,一類是利用先進技術類型,其特點是積極利用技術含量高的適宜技術,側重于技術的精確性和高效性,通過精心設計建筑的細部提高對能源和資源的利用效率,減少不可再生資源的消耗,保護生態環境。另一類型則被稱為鄉村類型,其特點是采用較低技術含量的適宜技術,側重對傳統地方技術的改進來達到保護原有的生態環境的目標。
綠色醫院建筑設計指的就是綜合運用當代建筑學、建筑技術科學、生態學及其他科學技術的成果,把醫院建造成一個小的生態系統,為醫護人員和患者提供健康、舒適、環保、高效、美觀的醫療環境的一種設計實踐活動。
我們從綠色醫院建筑設計的核心思想中可以看到,設計師應該在有限的物質資源條件下,采用較為簡單的建造技術,結合當地的自然氣候條件和文化習俗,設計出實用、高效的醫院。
綠色醫院建筑以可持續發展的思想為指導,意在尋求自然、建筑和人三者之間的和諧統一,即在人和自然相協調的基礎上,利用自然條件和人工手段來創造一個有利于人們健康、舒適生活的環境,同時又要控制對自然資源的使用,實現向自然索取與回報之間的平衡。
二、綠色醫院建筑的設計原則
上世紀70年代以來,可持續發展的設計理念和綠色醫院建筑經歷了多年的發展,人們對于綠色醫院建筑的認識日趨深入。綠色醫院建筑設計最核心、最有生命力的不是某種固定的結論或方法,而是這種理念所蘊涵的設計原則。
(一)合理使用資源和能源
綠色醫院建筑首先要遵循生態化原則,即節約能源、資源,無害化、無污染、可循環。盡可能最大限度地利用資源和能源,特別是不可再生的資源和能源。
據統計,建筑及其相關產業的能耗占社會總能耗的40%~60%,這包括建材生產和運輸、建筑施工所消耗的能源,而其中所占份額最大的是建筑使用過程中所消耗的能源(建筑照明、采暖、空調等)。這些高能耗中的相當一部分是由人為浪費造成的。例如:從主觀上漠視氣候及其他自然條件所產生的影響,過分地依賴人工照明、空調等高能耗的機械設備,低劣的建筑質量,粗放的施工工藝以及基于高能耗的粗放的運營方式。而綠色醫院正是要杜絕這種粗放、浪費的模式,以最低的能源、資源成本去獲取最高的效益。
(二)以人為本
綠色醫院建筑要樹立“以人為本”的指導思想,即追求高效節約,不能以降低人的生活質量,犧牲人的健康和舒適性為建設代價。首先,要滿足人體舒適性,例如適宜的溫度、濕度以滿足人體熱舒適。其次,要有益于人的身心健康,如有充足的日照以實現殺菌消霉,有良好的通風以獲得高品質的新鮮空氣,以及無輻射、無污染的室內裝飾材料等。在心理健康方面,綠色醫院建筑既要保證患者與醫生之間良好的交流環境,又要滿足患者就醫所需要的安全性、私密性等要求。
(三)因地制宜
綠色醫院建筑非常強調因地制宜,絕不能照搬盲從。例如,西方國家有很多多層的小醫院,建筑面積小,相對專一,而我國則以大型綜合性醫院為主,其中病房樓幾乎都是高層建筑。對于前者而言,充分利用太陽能進行發電、供熱、供暖都較為可行,而對于我國高層建筑來說,就是將醫院所有樓的外表面都裝上太陽能集熱板或光電板,也不足以提供該樓所需的能源。
另外,氣候的差異使得不同地區的生態設計策略大相徑庭。醫院設計應充分結合當地的氣候特點及其他地域條件,最大限度地利用自然采光、自然通風、被動式集熱和制冷,從而減少因采光、通風、供暖、空調所導致的能耗和污染。例如,在日照充足的西北地區,太陽能的利用就顯得非常高效、重要。北方寒冷地區的醫院應該在建筑保溫材料上多投入,而南方炎熱地區則要更多地考慮遮陽板的方位和角度,從而防止太陽輻射和眩光。一種醫院平面在一個地區也許是適合氣候特點的典范之作,而搬到另一個地區則會成為蹩腳的抄襲。
(四)全局考慮
綠色醫院建筑設計應強調“整體設計”思想,必須結合氣候、文化、經濟等諸多因素進行綜合分析、整體設計,切勿盲目照搬所謂的先進生態技術,也不能僅僅著眼于一個局部而不顧整體。例如,對于寒冷地區,如果窗戶的熱工性能很差,使用再昂貴的墻體保溫材料也不會達到節能的效果。因此,整體節能設計的效果將直接影響綠色醫院建筑的性能及成本。
(五)注重美學
生態美學是綠色醫院建筑不可或缺的靈魂。從美學特征來說,綠色醫院建筑沒有可以套用的模式,它是各門專業相互協調、相互配合、綜合作用的科學結果。它尊重材料固有的美學特性,發揮材料最大的物理性能,不矯揉造作;在高技術的條件下,能顯示建造技術的精密、嚴謹;在適用技術的條件下,能體現純樸、自然、謙恭的態度。
(六)合適的技術手段
在綠色醫院建筑的規劃、設計、建成過程中,技術支持是非常重要的。為實現綠色醫院建筑的目標,從技術的層面來說,可以分為簡單技術、常規技術、高新技術3個層次。盡管采用高新技術是未來綠色醫院建筑發展的必然趨勢,但常規技術、常規材料依然是當今我國綠色醫院建筑探索與實踐的主體。在西方發達國家,多運用新技術、新材料,建成各種技術水準的“生態型”醫院。而在許多的發展中國家,如印度、埃及,一些著名建筑師在適用技術這個層次上為我們做出了榜樣。印度的現代建筑不僅充分利用新技術、新材料,而且結合了當地的自然氣候條件,利用傳統技術材料,在有限的經濟條件下,創造出了適合人們居住的、健康的生態環境。所以,生態綠色醫院建筑是一種設計理念,它針對不同的自然氣候特征、地域文化傳統以及當地的材料技術,有不同的解決方案。
三、綠色醫院建筑的若干設計構想
綠色醫院建筑沒有固定的模式,建筑師只有聯合院方和工程專業人員,整合功能、結構和構造,才能設計出藝術上令人信服的、有效的、可持續性的形式。
(一)考慮建筑本身的節能
在利用可再生能源時,首先要考慮建筑本身的節能問題。理想的醫院建筑應該是集熱、貯熱、保溫集于一身的建筑,應該將建筑本身設計成一個滿足人們舒適感的低能耗實體。
(二)充分利用太陽能采光、供熱、制冷、通風
建筑本身可以看作是一個有機體,護結構模擬人的皮膚,不僅起保護作用,而且還起著室內外能量交換和新陳代謝作用。
(三)設陽光間
為了充分利用太陽能,可在正南和偏南方向設陽光間,其大部分或全部用雙層玻璃,并設可調節角度的百葉或窗簾,通過陽光間將小庭園引入室內空間。建筑的南向設透光玻璃窗,其他朝向少設或不設玻璃窗。同時,可以間接利用窗外地面及翻轉的上下窗臺板,將太陽光反射到室內。
(四)考慮蓄熱能力
為防止太陽能建筑室內氣溫波動太大,醫院應具有一定蓄熱能力,應保證兩面以上的隔斷墻是蓄熱性能好的重質墻。房間內的各個部分――包括各種設備、家具等,盡量選用高蓄熱性能的材料,以利熱量的貯存和釋放,提高房間的室溫。
(五)充分利用人工智能技術
控制系統應采用模糊邏輯,多個傳感器可提供諸如室外風向和風速、室外溫度和濕度、降雨量、室內溫度和濕度、室內光線強度等各項參數。信息處理網絡接收各傳感器所傳送的信息,控制著多個微氣候調節裝置(羽頁、通風瓣、供暖和制冷系統)等。
(六)做好建筑保溫
應利用周圍地形、樹木和其他建筑物擋風,使建筑物少受強風影響,避免與當地主導風向正交;應加強屋頂空間和地下空間保溫;應在入口處設擋風門廊等。建筑圍護結構應選擇合適的保溫材料,加強構造細部的處理,防止冷風滲透,門窗部分可通過加厚窗簾、增設擋風百葉等來保溫。
(七)種綠植
為了使環境綠化在冬季不遮擋陽光,在綠色醫院建筑的前方以種植花草及灌木為宜。高大的樹木宜種植在建筑前方120度范圍以外,這些樹木冬季不會遮擋陽光。考慮夏季遮陽可在建筑前方格架種植季節性的藤類植物。
(八)設置建筑凈高
考慮到太陽能建筑的室內空氣質量(1AQ)及能耗和建筑造價,綠色醫院建筑凈高以2.6m~2.8m為宜。
(九)考慮建筑材料的舒適性
建筑材料除節能外,還要有天然的舒適性和保健性。即要求所用建筑材料生產能耗低、污染小,使用時與環境協調,廢棄時易于消納或生物降解,對環境無不利影響。
四、結束語
【關鍵詞】公共建筑設計;綠色建筑設計;途徑
一、綠色建筑設計理念和特點分析
綠色建筑產品的成功投產運營并被市場的高度認可和接納,并不是因為綠色建筑施工具有的成本可控的價格優勢,同時也因為綠色建筑設計能夠最大限度的充分利用各類現有能源,比如節能、節水、節電、節水等,進而會最大幅度降低工程施工對生態環境造成的破壞影響,提供給人們居住、辦公、娛樂時的健康建筑環境,使之建筑風格和建筑環境等最大限度的回歸大自然。此外,公共建筑綠色設計理念應用時,由于要全面考量到生態環保收益和經濟適用需求。因此,建筑產品投產運營時往往可獲得可觀的經濟利潤,又能實現顯著的生態效益,做到人和建筑以及環境間的和諧共處,促進建筑產業經濟增長和生態環保建設間的持續化發展。
二、綠色建筑的設計原則
(一)和諧原則
建筑是人類行為所產生的一種影響結果,因為它的影響因素較多,其受空間選擇、建造過程和使用拆除的影響,這些過程均存在著消耗和擾動,因此,綠色建筑特別強調其體系和諧、系統和諧和關系和諧。
(二)綜合運用原則
公共建筑融入綠色設計理念的服務宗旨主要是為人們提供舒適、安全、可靠、便利的建筑場所。和傳統設計概念相比,綠色建筑設計理念
最為顯著的特點就是要利用各類資源、能源等,強調合理綜合利用,高度體現“綠色”建筑設計標準。同時,公共建筑往往人流較多,流動性明顯,所以也要強調因地制宜,能夠利用好各類現有自然條件。
(三)節約原則
最主要是把握好“節能省地”的原則。省地要從規劃階段就開始入手解決,分配好生產、生活等各種用地之間所占的比例關系,使得土地的使用率提高。節能主要是利用蓄熱等措施減低能源消耗,提高能源利用率,并充分利用可再生的自然資源,如太陽能、風能、水利能、海洋能、生物能等,降低不可再生資源的使用。在建筑設計中根據不同的氣候特點,按照太陽的運行軌跡和風的形成規律,利用太陽光和風能等節能措施來減少能耗。
(四)最佳效益原則
在滿足業主單位設計要求的基礎之上,綠色設計理念應用要結合工程概況將項目施工所在場地的周邊現有條件、社會人文要素、自然環境等考到在內,從而才能設計出適宜地方經濟發展和滿足地域文化傳承的公共建筑產品,待項目營運時可促進建筑產品被市場所接納,使之具備充分的社會效益、生態效益、經濟價值。
(五)高度適用性原則
一般建筑設計要考慮實用性需求,但綠色公共建筑要在此基礎上體現人文關懷,具有高度實用性,能夠增強建筑內部和外界間的交流與溝通。比如,建筑產品設計中如果應用了玻璃墻,此時需要考慮避免光污染的同時,還要考慮風格、美觀、人文關懷等,從而才能增強人與建筑以及外界的交互性,給人們提供適宜、健康、舒適的建筑場所。
三、綠色建筑設計運用途徑
(一)設計方案
要盡可能的利用自然能源,比如自然光照和自然風力。在設計時要明白任何一個項目組織設計都要滿足經濟適用原則,所以必然要為長期考慮成本控制而進行合理計算,并不能只看見項目各工程作業的工程量增減花費成本,同時設計目光也要帶有遠瞻性,能夠考慮可以合理利用的施工建材成本回收費用。此外,在技術工藝選用方面,也要適當應用生態策略技術,準許在設計階段中謀劃出不同的設計文件,以從中挑選出集多種方案優點于一體的優質設計方案,取長補短,為項目施工打造出具有良好社會效應的公共建筑提供有力基礎。
(二)公共建筑銜接著的院落
傳統情形下的公共建筑,涵蓋著獨特院落。這一空間形態,帶有多個層級內的綠色功能。院落的布設方式,可以依循場地內的空間狀態,沿著周邊去布設,以便限縮原有的占地。院落類的建筑,能阻擋住外界多樣污染,維持住室內現有的氣流潔凈。敞開態勢下的院落,可以吸納特有的長波輻射,吸納潔凈空氣。閉合情形下的天井,銜接著周邊區段內的房屋,能搭建出特有的通風體系。經由風壓這樣的作用,能獲取到很順暢的氣流,維持住院落現有的氣候環境。院落內的房屋,也會獲取到期待中的氣候狀態。建筑銜接著的庭院,能消除掉噪音,帶有隔熱及保溫特性。布設最佳的院落,可以增添原有的采光面,限縮人工照明產出的污染。
(三)合理利用土地資源
綠色建筑設計要盡可能充分利用現有的能源、資源的前提下,合理控制土地資源的開發強度。比如,按照綠色建筑設計標準而言,原有對建筑容積率的要求已經從過去的2.5逐漸升至3.0,且覆蓋率也由原來標準的25%下降到18%。此外,對于建筑項目所選施工場地,要確保做好必要的隔音降噪、防光污染、節水節電等設計考慮,以盡可能減少對周圍環境帶來負面影響;并能合理利用交通體系,可以將施工組織進場入口設置在運輸條件通暢的一側方向。
(四)合理應用建筑材料
1、應用無公害材料。施工方案中所選用的建筑材料應該是對人體身體損害最小的建筑材料。這些建筑材料要具有低揮發、無放射、低活性;同時,要對常用的粘合劑、地板磚、模板、絕緣類材料等的選擇,除卻考慮材料性能意外,還要考慮是否具有“公害”,從而才能確保公共建筑各類工程施工所選選用的材料具有綠色、低碳、環保,滿足“原生態”要求,為人們身心健康提供重要保障。
2、應用節能環保材料。時代在不斷進步,科技領先市場前沿,許多新型建筑材料流行于市場。其中這些新型材料不乏有一些建筑節能的環保建材。如果是大型商場或者一些民用性質的公共建筑,供暖費用往往是一筆較大開銷。因此,設計階段時有關人員要充分考慮供暖建材是否能夠利用環保節能式的材料。比如可以在寫字樓等大廈選用太陽能幕墻,既環保又為供暖提供必要的熱量,一定幅度降低傳統能源的消耗。
(五)考慮要全面系統
要全面考慮各地區的氣候差異,具有的氣候特點來設計選用出合理的節能式低耗材料。此外,也可以就地取材,強調綜合利用,以降低建筑運輸成本;或者可以通過節能墻體建材來提高建筑物的保溫節能效益;通過空調冷凝熱當作平時生活所用熱水的輔助熱源;利用太陽能、地熱能產生的熱量為生活用水提供溫度,留作日常生活用熱水;也可以在混凝土中埋設光導纖維,一方面可以監視構件在恒載作用下受力情況是否正常,另一方面在實際施工中也可以利用該方式修復混凝土結構;建筑構造物表面材料,要選擇能夠凈化室內空氣的建筑材料等。
結束語:
總之,綠色建筑是時代經濟發展與自然生態平衡屢遭破壞嚴峻形勢下的產物。它的應運而生,能夠告誡人們要尊重自然與保護環境,并能重視生態效益和經濟增長的可持續化發展。因此,公共建筑綠色設計理念一方面應能注重人們的實用性需求,另一方面應能合理設計,充分注重各類能源的高效運用,強調現代公共建筑產品能夠節能、環保、綠色、低碳,從而才可以通過公共綠色建筑來實現生態與經濟發展共繁榮的持續發展關系。
參考文獻:
關鍵詞:綠色 建筑 設計 理念 方法
中圖分類號:S611文獻標識碼: A
在最近的幾十年間,世界能源問題變得越來越嚴重,在這樣的環境下,世界上許多建筑領域的工作人員也更加重視綠色建筑的設計。我國也引進了發達國家的先進的建筑節能技術、理念、材料以及成果,借助于先進的綠色建筑設計理念,能夠設計出即舒適優美又節能環保的新型綠色建筑,因此,綠色建筑設計的發展趨勢是非常美好的。建筑節能是指在建筑中提高能源的利用效率,用最小的資源和能源消耗取得最大的經濟和社會效應。從社會的長久發展角度來看,綠色建筑是未來建筑體系發展的趨勢,建筑的節能設計也將因此得到社會的高度重視。因此綠色建筑設計的前景十分廣闊。
1 綠色建筑理論
1.1 綠色建筑理論的概念
綠色建筑理論是指將生態學理論應用在建筑設計、建設過程中,使得建筑物同自然環境、人類活動相互協調。綠色建筑理論能構建出更加適合人們生活需求的生態環境,減少建筑物對自然環境的破壞,節省資源消耗,保證建筑工程的可持續發展。應用綠色建筑理論,科學的改造自然環境,實現建筑、社會、自然和諧發展。
1.2 綠色建筑理論的特點
綠色建筑理論是以可持續發展理論為根本,將生態學、建筑學、科學技術等理論融為一體,對建筑物的設計、建設、使用進行合理的規劃、設計,保證建筑環境的生態平衡,實現建筑物在使用過程中無污染、低消耗。因地制宜是綠色建筑理論在建筑設計過程中最常見的應用,建筑要與當地的氣候、地理環境、人文環境、歷史文化等相互統一。因此,在進行建筑設計時,要充分考慮當地的地域特征,因地制宜、就地取材,實現建筑可持續發展。
2綠色建筑設計的方法
2.1建筑材料的循環和大量使用節能環保材料
綠色建筑設計也體現在使用節能環保的材料方面上。我國是一個農業大國,農業廢棄物有著廣泛的來源,價格低廉,具有很強的市場競爭力,并且能夠節省現有資源、減少對環境的污染,用農業廢棄物生產的墻體板材具有質量輕盈、強度高、安裝方便等優點,符合綠色材料的指標要求。用農業廢棄物生產的各種新型綠色環保材料都達到了使用要求。在成本、安全方面有著巨大的競爭力。利用建筑垃圾生產墻體產品是節約資源,保護環境的有效途徑。我國利用建筑垃圾生產墻體材料的研究已初見成效,成功研制出輕質砌塊。石膏墻體材料的發展前景將非常寬廣。因為石膏建材加工工藝簡單,生產耗能低,且具有重量輕、凝結快、耐火性好、防磁輻射等許多良好特性。石膏材料施工方便,在長期使用過程中不會產生任何有害氣體,無放射性,可調節空氣濕度,節省能源,是典型的綠色產品。在建筑設計時應盡量采用上述材料。
2.2新能源的利用
在建筑節能設計中除了使用新型的綠色墻體材料、新型保溫隔熱材料、新型防水密封材料、新型建筑裝修材料等各種綠色環保建筑材料外,開發和利用新的能源也是節能環保的有效途徑,在綠色建筑中,新能源的利用對節約傳統能源起著重要的作用。現在能源危機問題在世界范圍內得到了廣泛的關注,大量設計使用太陽能、風能、地熱能、生物能等非常規可再生的綠色無污染的能源成為現在新的發展趨勢,符合綠色建筑的理念和可持續發展的思想。在建筑上利用和開發新的能源不失為一種綠色環保的行為,設計使用新能源,一方面可以解決當今世界范圍內能源緊缺的問題,另一方面也可以解決現有的傳統能源對環境的污染問題。
在進行綠色建筑設計的過程中,我們也要充分利用這些可再生資源,安裝太陽能熱水器,還可以結合建筑所在地的實際環境選擇利用太陽能、水能或者是風能進行發電。目前,太陽能熱水器的研究和生產已經成為國家重要的產業,太陽能光發電,太陽能供熱水,太陽能采暖,太陽能制冷空調,太陽能通風降溫以及可控自然采光等高新技術也逐漸走進了建筑設計中,還有風能發電,生物物質的高效清潔利用,可再生能源的利用在一定程度上緩解了當前能源緊張的現狀,并為將來的多種綠色能源的有效利用提供基礎性的支持。
2.3加強建筑綠化設計,實現綠化和建筑設計的有機統一
建筑的整體設計與規劃是建筑設計中最重要的環節也是實現建筑節能的關鍵所在,如果選址不恰當或者設計不合理將會導致建筑在后期運行中造成無法挽回的損失。在此階段,建筑師應從整體綜合設計概念出發,與結構設備工程師,能源分析專家和環境專家密切配合,達到從策劃、選址到設計整個全過程都符合綠色環保節能的要求。
(1)合理的選擇建筑的地址
選址時應因地制宜,充分結合當地的文化、經濟、氣候、交通、能源供應等因素進行合理的分析,以達到最為經濟、合理的效果。
(2)合理的設計外部環境
建筑物的外部環境設計也十分重要,合理的外部造型和環境設計可以有效的減少對環境的污染,并達到減少建筑內部對能源的消耗。
(3)建筑平面布局的優化
綜合性地考慮建筑的平面布局是實現節能目標的重要環節,包括它的體形、朝向、布局等等,都要從全面的方向進行思考。一般在節能建筑的設計中,外形比較簡單的建筑物性能反而更好。當外形變得簡單后,與外界交換的熱量也就慢慢地減少,因而建筑節能效果不斷提高了。同時,通過適當的建筑體形的設計同樣可以提高節能降耗效果。當建筑形體設計合理后,它在建設、運營、維護中需要的物質也減少了,造成的消耗也相應地降低。由此可以推出,建筑本身的節能性也直接關系到建筑的朝向。由于在不同的季節,建筑物接收到的陽光輻射以及熱量的損失都有差異,而科學的建筑朝向能夠保證建筑物在夏季良好的通風、冬季可以避開冷風侵襲。另一方面,較好的環保節能效果可以通過巧妙的建筑布局實現。因此為了減少空調和取暖的消耗、提供給住戶最大的舒適住房,在用戶時常出入的大廳、主臥等等地方,建筑設計師可以將其設置在日照、通風都較佳的南風位置。
2.4提高能源利用效率
據統計,在發達國家,空調采暖的能耗占建筑能耗的大半,我國采暖和照明所用能量的增長速度已明顯高于能量增長的速度。只有設計出高效節能的采暖、照明系統,才能真正的減少建筑能源的消耗。實現低碳節能,綠色環保的目的。
2.5 提升建筑物圍護結構的隔熱保溫性能
在進行建筑結構設計時要充分考慮到隔熱保溫的性能,良好的隔熱保溫性一方面可以減少對外部取暖設備的需求,另一方面也可以減少在取暖時對資源的消耗,能夠有效地解決我國資源短缺的現狀。
2.6充分利用自然采光和自然通風
在設計建筑形態上也要進行合理的規劃,要充分利用自然采光、自然通風等條件,在最大程度上減少建筑內部在采光、取暖、通風等問題上對設備的依賴與需求。利用新材料、新工藝、新技術,減少建筑的空間使用能耗,這既是綠色建筑設計較為重要方面,也是綠色建筑發展的新領域和新方向。
2.7合理利用土地資源
綠色建筑強調要節約資源,因此,在設計的時候要合理利用土地資源,集約化利用土地,提高土地的利用效率,合理規劃建筑的配套設施,還可以開發地下空間,在最小化利用土地的基礎上實現其功能的最大化。隨著城市化進程的加快,地下空間的可開發利用成為近年來關注的熱點。地下空間的利用不僅可以改善城市環境,還可以節約成本。地下空間開發利用的初始階段是在地下建設地鐵、地下車庫等。此外,還可以采取新型的結構或材料提高建筑的質量。也可以利用廢棄的土地資源或者破舊的建筑材料設施來較小成本,例如將廢舊的廠房改造成休閑場地等。
3結語
綠色建筑是未來建筑業發展的趨勢,人類要想與自然和諧的共存下去,就必須學會節能,以減少對現有資源的消耗,維持現有的平衡狀態。這就要求人們在進行生活生產時要綠色環保,綠色建筑設計就是在這一大的背景下應運而生的概念。隨著人口的不斷增加,如果再進行以犧牲生態環境而建造的傳統建筑,那么生態平衡必將遭到破壞。而綠色建筑的設計有利于與促進人、建筑與自然三者之間和諧統一,使人類社會和自然生態可持續發展下去,創造出宜于人類居住的環境。
參考文獻
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