绿色生态建筑设计原则与设计要点

【摘 要】绿色生态建筑是指以可持续发展观规划的建筑,内容包括从建筑材料、建筑物、城市区域规模大小等,以及与它们有关的功能性、经济性、社会文化和生态因素,它注重以人为本和可持续发展,目的就是建造一个满足人类居住的室内环境,生态建筑不仅包括适合的温湿度、通风换气效率、噪音、自然光、空气品质等物理量,同时还包括建筑布局、环境色彩、照明、空间利用、使用材料及工作的满意度和良好的人际关系等主观性心理因素,最终目标是节约能源,科学有效地利用资源.

【关 键 词】绿色;生态;建筑;设计;要点

一、绿色生态建筑设计基本原理

1.场地设计

可持续设计的目的之一,就是将场地给建筑带来的不良影响最小化,以及最充分地利用场地.在高密度的城市中,如何有效地利用现有场地合理规划、安排交通成为场地设计的关键.此外,运用绿化设计保持自然降水,营造局部小环境也是场地设计的重要因素.

2.水资源的合理利用

保护水资源是每一个可持续设计项目的重要特征之一.值得强调的是,在室内和室外充分利用二次水、自然降水和其它自然水源是一个越来越受到重视的课题.例如:德国北来茵威斯特伐利亚兰特科技园,因为在建筑一侧挖了一个湖泊,既美化了环境,又可作雨水蓄留池.还因为建筑靠湖的一侧采用了生态幕墙,夏季可以享受湖面的空气,并降低室温.

3.能源和空气质量

可持续设计是最优化能源利用率的设计,因为它充分考虑到了如何利用可再生资源和无污染能源.比如风能、地热和太阳能的利用.自然采光的合理化和最大化可以减少人工光源的使用,从而节约能源.同时,采用有效的隔热保温材料又可以减少制冷或采暖设备的使用,降低有害化学物质的排放.自然通风可以帮助我们调节室内环境的空气质量、温度、湿度,创造一个健康的、适合工作学习和生活的室内环境.据统计,合理有效的可持续设计可以帮助建筑节约70%的供热和制冷费用.

二、绿色生态建筑设计的方法

设计重点

从当代可持续建筑设计的实例中可以看出,设计者大多抓住了以下4个重点.


(1)重点部位.在综合平衡室内设计目标和室外环境要求中,分割内外空间的建筑护结构(外墙、外窗、屋顶等)无疑成为问题的关键.在当今成功的建筑实例中,建筑护结构始终是设计与研究的重点部位.

(2)重点目标.由于人类发展与环境的主要矛盾是能源短缺和环境污染,因此高效利用洁净能源和减少环境污染必然成为设计的目标.

(3)重点方式.以设计(被动)方式为主,机械(主动)方式为辅,是目前实现高效利用洁净能源同时减少污染和浪费的重要方式.

(4)重点内容.太阳能等洁净能源在采暖、制冷、通风、采光等4个方面的应用是目前此类建筑设计的重点内容.

常用设计方法

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:

①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.

②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.

③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.

④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.①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.②建立封闭良好的护系统.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.

结束语:

目前生态建筑和资源建筑还占极少数,绿色建筑还没有得到更多人重视.应加大宣传力度,提高建筑师对可持续建筑的认识,引导和鼓励设计、科研和建设单位进行可持续建筑方面的开发研究与工程试点.国家有关方面应及早制定与可持续建筑发展相关的法律法规,从而规范和指导可持续建筑的发展.建筑师是人工环境的营造者,也是消耗大量物质资源的决策者.我们不能无视自然环境的存在,而必须与之和谐共生.

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