劉海
(甘肅省建材科研設計院有限責任公司西安分公司,西安 710000)
在“十四五”戰(zhàn)略規(guī)劃設計中,我國將生態(tài)文明建設作為該階段的建設目標,提出了“碳達峰”“碳中和”的相關概念,在該目標下,加強對污染的監(jiān)管和治理,從源頭上做好低碳綠色建設,成了政府部門和大眾群體的一致共識。在污染行業(yè)排名中,建筑行業(yè)作為僅次于能源和化工的污染大戶,成為重要的整治對象。因此,無論是從可持續(xù)發(fā)展角度還是民生建設需求角度來看,做好綠色建筑的升級轉型都很有時代的必要性。
綠色設計理念是盡量在設計階段考慮建設的后續(xù)施工實際狀況,以降低施工環(huán)節(jié)的能耗、降低對環(huán)境的污染、實現(xiàn)內(nèi)部的資源循環(huán)利用為目標,努力建設環(huán)境友好的、功能舒適的、和周邊社會協(xié)調(diào)的現(xiàn)代化功能性建筑,同時兼顧建設的人文設計理念,推動整個地域內(nèi)的建筑布局實現(xiàn)更好地優(yōu)化。
當下,全球正在普及綠色建筑的設計理念,但不同國家的綠色建筑設計理念有所不同。我國在充分考慮中國國情的基礎上,提出了綠色建筑設計理念。我國的綠色建筑理念,除了要求直觀的立體綠化的設計外,更多的要求是偏向于節(jié)能減排,努力實現(xiàn)單位面積的最大利用。通過節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地等多方面的考量,盡量保障在有限的空間內(nèi)打造出更健康、更綠色、更安全、更潔凈的生活居住空間,在緩解城市用地緊張的局面下,實現(xiàn)人與大自然的友好共存,最大程度上發(fā)揮綠色設計理念的社會效益和經(jīng)濟價值。
低碳環(huán)保本就是綠色設計的核心要點,在低碳環(huán)保的理念下,建筑的設計要注重建筑和環(huán)境的交互協(xié)調(diào)性。在低碳環(huán)保理念下,綠色建筑設計不僅要考量建筑建設中的環(huán)境污染層級,還要兼顧建筑在完成施工后,在后續(xù)的投入使用階段中的綠色環(huán)保性??傊诘吞辑h(huán)保理念下的綠色建筑設計應注重持久性,甚至要考慮建筑在抵達使用壽命后的拆除工作中的污染情況,因此從該角度來看,提升建筑的使用壽命,增加其抗風險能力,這也是提升建筑的綠色環(huán)保性能,這也意味著建筑的低碳環(huán)保綠色設計理念應當貫穿于建筑的整個使用壽命。
建筑的設計應以人的需求為目標進行設計,同樣在綠色建筑設計中,也應以“以人為本”為核心展開設計,綜合考慮建筑的功能需求、用戶的審美理念以及本地的文化風俗進行融合設計,不能單單為了綠色而綠色,否則就會讓建筑的實用性大大降低,提升其交付風險[1]。
文化地域性設計理念下的建筑設計能體現(xiàn)出較好的地域融合特點。通過本地取材、融合本地設計理念,使用本地的文化裝飾,能打造出更濃郁的地方特色,這對于地區(qū)的文化發(fā)展建設具有重要的意義。同時從經(jīng)濟角度來看,文化地域性的本地取材的特點也有利于成本的管控。在融合綠色建筑設計的理念上,需要在文化地域設計的基礎上,以綠色環(huán)保作為優(yōu)化措施進行建筑升級,讓建筑能更好地實現(xiàn)和生態(tài)的對接,能更持久地發(fā)揮本地文化地域特性。
在綠色設計理念下,首先要在整體布局規(guī)劃階段就要做好綠色規(guī)劃,在充分考量客戶需求的基本前提下,做好本區(qū)域內(nèi)建筑環(huán)境、建筑區(qū)位以及和周邊建筑環(huán)境的協(xié)調(diào)關系。在綠色設計理念下,可從“節(jié)能、減排、循環(huán)、綠化”4 個角度分別著手進行設計。
節(jié)能理念的目標是通過合理的規(guī)劃設計,實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)的資源最優(yōu)配置,降低不必要的能源消耗,推動建筑區(qū)域內(nèi)的能耗向低碳目標邁進。
節(jié)能理念的實現(xiàn)要以建筑區(qū)域內(nèi)及其周邊的實際情況為參考進行設計,在設計中要充分考量日照、風向、地質(zhì)以及本地氣候等因素展開設計,在“綠色設計”理念貫穿設計全程的原則下,要考量建筑中的建設節(jié)能問題以及建筑交互后的節(jié)能問題。
以我國西北地區(qū)的建筑設計為例,本地的降雨較少但日照充足,并且風力資源豐富,在展開設計時,考慮到本地具有夏熱冬寒的特點,因此,要做好建筑的散熱和保暖設計??紤]到我國西北地區(qū)緯度位置因素,可采用經(jīng)典的朝南設計,保證冬日有較好的光照,同時在夏季太陽高度較高的情況下不會被太陽直射,由于本地環(huán)境的日溫差也較大,因此,要加強建筑的保暖設計。通過為建筑加裝保暖內(nèi)層同時采用雙層窗戶設計,可大大降低建筑能耗。為了兼顧每一棟建筑的采光情況,在布局上要做好錯落的設計規(guī)劃。另外,考慮到夏日可能出現(xiàn)過高溫度的情況,可保障建筑在整體朝南的設計下,適當向風向偏移,提升建筑在夏季的散熱能力。
另外,提到節(jié)能不得不提到我國北方的供暖系統(tǒng)。北方供暖系統(tǒng)是我國冬日的重要能耗去向,在節(jié)能理念下的綠色建筑設計中,要將供暖系統(tǒng)作為重要的節(jié)能對象。重點可從3 個角度進行優(yōu)化:首先,在建筑布局階段,就要優(yōu)化供熱線路;其次,要做好建筑設計中的管道和建筑的協(xié)調(diào)工作,要努力優(yōu)化設計布局,降低供熱系統(tǒng)在傳輸熱量過程中的熱損耗;最后,要做好建筑的熱量散失控制,比如優(yōu)化建筑布局,讓熱量盡量能向建筑群中央聚集,以提升地域內(nèi)的局部溫度,到達降低熱耗的目標。
如果說節(jié)能主要的對象是能源,那么減排的主要對象則是可能產(chǎn)生污染的廢棄物??紤]到建筑設計施工全過程中有害廢棄物主要產(chǎn)生在設計施工階段,而不是交付后的使用階段,因此,此處的減排目標主要探討在設計施工中的場景。
在減排目標的綠色建筑設計中,要努力提升設計單位的設計水平。設計人員要能對建設材料有較為明確的環(huán)保認識,包含建設材料的污染危害嚴重程度、污染持久性、污染范圍和污染治理成本等因素。在大區(qū)域內(nèi)規(guī)劃減排目標時,要充分考慮對區(qū)域周邊環(huán)境的影響,對區(qū)域內(nèi)環(huán)境的影響以及治理污染實現(xiàn)減排的成本控制。當下,我國的綠色建筑基本設計理念是“不破壞、不污染以及不濫用”,盡量實現(xiàn)建設過程中的環(huán)境友好建設??紤]到減排目標下的污染控制是國家重點關注的領域,因此,在進行減排設計時,要做好減排設計方案的上報,要保證取得國家監(jiān)管部門通過的文件,這樣才能有效降低建設過程中被環(huán)保掣肘的法律風險[2]。
循環(huán)設計是提升建筑綠色性能的重要途徑。循環(huán)設計主要體現(xiàn)在可再生資源方面,在建筑群中,較好的應用對象就是水源。通過循環(huán)用水設計。可大大降低建筑群對外的污水排放,提升對外的環(huán)境友好度。
在循環(huán)用水設計上,要建立水體分類收集渠道,將循環(huán)的水體和區(qū)域內(nèi)的其他用水需求渠道實現(xiàn)對接,比如,對于污染較低的洗菜水、洗手用水,可將其進行收集,用于小區(qū)內(nèi)綠化帶的澆灌用水。對污染適中的水體,可建設低成本的水體初步處理裝置,將其同樣用于小區(qū)綠化澆灌。為了提升水體渠道來源,還可通過優(yōu)化小區(qū)建筑屋頂設計,將屋頂收集到的雨水聚集,實現(xiàn)循環(huán)利用。另外在北方地區(qū),也可考慮安裝熱量循環(huán)的裝置,在實現(xiàn)節(jié)能的同時提升熱量的循環(huán)利用效率。
此外,建筑材料也存在較好的循環(huán)利用的可能。當建筑企業(yè)在從事多個項目的設計建設或拆除工作時,可考慮不同項目之間的材料循環(huán)利用,將可利用的材料進行回收循環(huán),這也對降低建筑企業(yè)的建設成本有很大的幫助[3]。
綠化角度下的建筑設計在整體布局時首先要做好面積控制。我國對優(yōu)質(zhì)生態(tài)小區(qū)提出的評選條件對綠化有具體的條件。當然除了綠化面積外,綠植種類、污染源控制、生態(tài)協(xié)調(diào)保護情況也是評選的重要標準。在小區(qū)設計中,還要注重綠地和居民樓的配置協(xié)調(diào)關系,比如,高大喬木可提供更多的立體綠化空間,但高大喬木會影響采光,因此,不能距離居民樓太近。還有就是居民樓內(nèi)部或頂層開設的綠化區(qū)域,植物根系可能對建筑性能產(chǎn)生一定的影響,還有一些帶刺、有毒綠植的管控問題,這些都應當被納入綠色建筑設計的考量范圍中。
建筑綠色設計理念在實際應用中需要參考具象化的因素,要考慮實際的建筑功能和相關的人員需求進行設計。本文以學校食堂為例展開闡述,圖1 是本項目的內(nèi)部功能劃分,圖2 是在充分考慮成本后的綠化設計圖。
從圖1 和圖2 中可知,在實際的建筑項目設計中,都有效結合了實際的環(huán)境因素展開綠化優(yōu)化設計。以遮陽板為例,由于該項目夏日陽光主要來源于西南側入口處,因此,僅在西南側墻面和頂層透明窗外側安裝有遮陽板即可滿足遮陽需求,而頂層露天部分,則反而利用光照優(yōu)勢開設綠化區(qū)域,在綠化區(qū)域附近安裝有空氣循環(huán)井作為內(nèi)部空間的空氣交換窗口,這可為內(nèi)部提供更潔凈清新的空氣。此外,將學生浴室設計在食堂廚房附近,可充分利用食堂廚房余熱加熱洗浴用水,就近設計還降低了熱量損耗,可有效提升熱利用效率。
圖1 學校食堂項目功能劃分圖
圖2 綠化設計圖
總之,綠色建筑設計理念下的建筑整合應用應尋求多方面的渠道進行優(yōu)化設計,也要充分結合實際場景展開,不能僅為了綠色而綠色,所以這要求設計人員需要具備豐富的設計經(jīng)驗,廣闊的設計視野,同時能有效協(xié)調(diào)好各方需求,如此才能完成優(yōu)秀的方案設計。