古興均

（廣州市建工設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 廣州 518000）

0 引言

在經(jīng)濟(jì)社會(huì)高速發(fā)展的今天，人們對(duì)環(huán)境要求不斷提高，建筑物是人們生活、休憩、工作的主要場(chǎng)所，其節(jié)能環(huán)保問(wèn)題一直受到廣泛關(guān)注。建筑工程節(jié)能技術(shù)的出現(xiàn)，引發(fā)了建筑領(lǐng)域的巨大變化，目前，全球建筑業(yè)都面臨著“綠色化”轉(zhuǎn)型的大局勢(shì)，世界各國(guó)均在帶來(lái)開(kāi)展綠色建設(shè)的研究與建設(shè)。我國(guó)提出“可持續(xù)發(fā)展”戰(zhàn)略背景下，建筑工程建設(shè)中也開(kāi)始去啊年推進(jìn)綠色建筑設(shè)計(jì)，在未來(lái)綠色建筑發(fā)展空間十分廣闊。

1 綠色建筑設(shè)計(jì)基本原則

1.1 以人為本

綠色建筑設(shè)計(jì)在強(qiáng)調(diào)環(huán)境保護(hù)、降低耗能、減少成本的同時(shí)，還需要充分考慮到人的感受，畢竟建筑物是為人服務(wù)的，因此，綠色建設(shè)設(shè)計(jì)的全過(guò)程中都應(yīng)該堅(jiān)持“以人為本”的基本原則。設(shè)計(jì)者要結(jié)合用戶的具體要求，在項(xiàng)目立項(xiàng)時(shí)就充分體現(xiàn)人的價(jià)值，要以滿足用戶滿意度、舒適度為目標(biāo)，所有能源的調(diào)配使用，以及各種環(huán)境保護(hù)策略的應(yīng)用，都應(yīng)該是為人服務(wù)的。基于“以人為本”的基本原則下，建筑設(shè)計(jì)者要積極對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，為大眾推出更加優(yōu)質(zhì)的綠色建筑產(chǎn)品[1]。

1.2 因地制宜

綠色建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中設(shè)計(jì)人員要從建筑地區(qū)的氣候條件、環(huán)境因素、能源分布特點(diǎn)入手，綜合各種因素合理進(jìn)行設(shè)計(jì)的調(diào)整和優(yōu)化，要遵循地域差異性，以當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn)為依據(jù)進(jìn)行建設(shè)設(shè)計(jì)，以最大限度利用自然能源，減少不可再生能源的消耗，促進(jìn)能源、資源的優(yōu)化配置。

1.3 綠色目標(biāo)

在項(xiàng)目中對(duì)園區(qū)的建筑規(guī)劃、典型辦公和住宅建筑的建筑設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行了綠色優(yōu)化設(shè)計(jì).在本文案例項(xiàng)目的綠色設(shè)計(jì)方面，除了要堅(jiān)持落實(shí)環(huán)保目標(biāo)之外，還應(yīng)該在建筑項(xiàng)目建設(shè)、開(kāi)發(fā)的各個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)能源與資金等方面的消耗進(jìn)行綜合分析，在保障建筑質(zhì)量的前提下，通過(guò)資源的優(yōu)化配置，降低建筑成本投入，力求以最少的成本達(dá)到最佳的施工效果[2]。

2 項(xiàng)目案例概況

本項(xiàng)目從啟動(dòng)之初就融入綠色環(huán)保的概念在項(xiàng)目中對(duì)園區(qū)的建筑規(guī)劃、典型辦公和住宅建筑的建筑設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行了綠色優(yōu)化設(shè)計(jì)。本項(xiàng)目作為典型建筑申報(bào)綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)識(shí)，通過(guò)評(píng)審獲得綠色建筑設(shè)計(jì)標(biāo)識(shí)二星級(jí)證書(shū)。本項(xiàng)目為辦公建筑，建筑面積為56059m2，總用地面積 7983m2。

3 建筑設(shè)計(jì)中綠色設(shè)計(jì)優(yōu)化建議

通過(guò)CFD 模擬，根據(jù)劇情區(qū)域季節(jié)因素，結(jié)合自然通風(fēng)實(shí)際，設(shè)計(jì)了最佳的開(kāi)窗方向，運(yùn)用通風(fēng)模擬的方式不僅利于科學(xué)布局，也能夠提高設(shè)計(jì)水平。在此過(guò)程中要重視加強(qiáng)評(píng)估，通過(guò)評(píng)估明確開(kāi)窗布局，實(shí)施優(yōu)化設(shè)計(jì)管理，進(jìn)一步提高自然采光、通風(fēng)設(shè)計(jì)水平，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程要進(jìn)行有效的仿真模擬，如表1 所示，通過(guò)模擬的結(jié)果進(jìn)行規(guī)劃分析，設(shè)計(jì)能夠滿足綠色建筑施工條件的方案，從而達(dá)到申報(bào)要求。

表1 模擬分析匯總

3.1 充分利用當(dāng)?shù)氐哪茉礂l件

綠色建設(shè)設(shè)計(jì)之前設(shè)計(jì)人員要充分了解當(dāng)?shù)氐哪茉刺攸c(diǎn)，能源特點(diǎn)與建筑節(jié)電設(shè)備充分利用關(guān)系密切，除了化石能源之外，要盡可能挖掘可再生能源。比如：應(yīng)該充分利用當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)能、太陽(yáng)能，實(shí)現(xiàn)建筑的自然通風(fēng)，減少空調(diào)耗能。比如：考慮到室內(nèi)通風(fēng)需求，設(shè)計(jì)者可以充分利用熱壓實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)，熱壓是室內(nèi)外空氣溫差引起的，其原理就是“溫差——熱壓——通風(fēng)”，一般在綠色建筑煙囪、通風(fēng)塔、田井、中庭等結(jié)構(gòu)中的自然通風(fēng)都是熱壓作用形成的。同時(shí)，盡可能使用空氣源熱泵與地?zé)?，根?jù)地域條件的不同，做出不同的設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)綠色建設(shè)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保型[3]。

在綠色設(shè)計(jì)理念應(yīng)用的過(guò)程中，設(shè)計(jì)者需要充分結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r和特點(diǎn)，深入挖掘當(dāng)?shù)氐馁Y源能源，從當(dāng)?shù)赝诰蚓G色資源不僅可以節(jié)約成本，還能夠滿足建筑能源需求，從而更好的滿足建筑綠色設(shè)計(jì)需求。

3.2 自然通風(fēng)分析及優(yōu)化

通過(guò)進(jìn)行模擬，運(yùn)用CFD 對(duì)B1 號(hào)樓的建筑外表風(fēng)壓進(jìn)行分析，明確通風(fēng)設(shè)計(jì)方案，結(jié)合布局設(shè)計(jì)，并運(yùn)用通風(fēng)模擬方式，有效的對(duì)空氣質(zhì)量以及通風(fēng)情況進(jìn)行了優(yōu)化，在設(shè)計(jì)過(guò)程提出了具體的優(yōu)化建議。

3.2.1 開(kāi)窗位置優(yōu)化

在設(shè)計(jì)過(guò)程，要明確開(kāi)窗位置，通過(guò)對(duì)位置進(jìn)行有效優(yōu)化，不僅利于提高設(shè)計(jì)水平，也能夠保證節(jié)能環(huán)保工作效率。根據(jù)具體判斷，在設(shè)計(jì)B1 號(hào)樓建筑西北門(mén)以及窗戶過(guò)程，應(yīng)利用自然風(fēng)，在東南立面增加外窗，以保證通風(fēng)效率。

3.2.2 室內(nèi)氣流組織的模擬

通過(guò)應(yīng)用數(shù)值分析方法對(duì)B1 號(hào)樓進(jìn)行測(cè)試，建立三維的計(jì)算流體力學(xué)模型.通過(guò)分析各層風(fēng)速場(chǎng)、空氣齡的分布情況。并準(zhǔn)確的分析對(duì)B1 號(hào)樓的具體風(fēng)向，明確空氣流動(dòng)情況。

進(jìn)行風(fēng)速場(chǎng)分析與優(yōu)化時(shí)，要結(jié)合分析結(jié)果，明確具體信息，要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效核對(duì)，并在設(shè)計(jì)過(guò)程充分考慮這些因素，以確保設(shè)計(jì)的合理性。在具體風(fēng)向中，應(yīng)從局部入手，針對(duì)性的進(jìn)行設(shè)計(jì)，借助有效的模擬方式，全面的加強(qiáng)窗戶設(shè)計(jì)以及開(kāi)度分析能力，制定良好的開(kāi)窗位置，并根據(jù)風(fēng)速大小進(jìn)行有效控制[4]。

北風(fēng)主導(dǎo)工況和東偏東南風(fēng)主導(dǎo)工況下二層除局部過(guò)道外，水平截面1.5m 高度的平均風(fēng)速較為均勻適宜，約O5m/s 左右，從B1 號(hào)樓的使用特點(diǎn)看，應(yīng)增設(shè)隔間，并要合理的控制外窗開(kāi)度情況，加強(qiáng)對(duì)一、二層局部風(fēng)速過(guò)大區(qū)域的管理，從而保證設(shè)計(jì)的合理性。通過(guò)全面的運(yùn)用室內(nèi)氣流組織的模擬方式，必然能夠提高建筑設(shè)計(jì)水平。北風(fēng)主導(dǎo)工況下在三層空間水平截面1.5m 高度的平均風(fēng)速較大，約1m/s。東側(cè)外窗的風(fēng)速相對(duì)較高，約為3m/s。若為北方風(fēng)向或東南風(fēng)向，減少開(kāi)窗，要在滿足自然風(fēng)的情況下避免開(kāi)窗。

3.3 自然采光分析及優(yōu)化

DesignBui☆der 進(jìn)行模擬，確定設(shè)計(jì)方案，根據(jù)功能房間的采光實(shí)際，明確照度與系數(shù)，結(jié)合《建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50333），對(duì)B1 號(hào)樓的采光實(shí)際進(jìn)行了評(píng)估。從結(jié)果看，B1 號(hào)樓滿足實(shí)際要求，達(dá)到了30.19%.的面積百分比，主功能區(qū)域的采光更是滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。在設(shè)計(jì)過(guò)程，考慮到外窗的位置，可以引入智能照明設(shè)備，通過(guò)控制與利用的方式，減少人工照明，充分的借助自然光。

3.4 圍護(hù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

維護(hù)結(jié)構(gòu)是本次項(xiàng)目綠色設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，設(shè)計(jì)人員要根據(jù)建筑地域特點(diǎn)、氣候特點(diǎn)等，對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，充分引入綠色建筑技術(shù)提高建筑墻體保溫性與保密性，在設(shè)計(jì)中要選擇具有良好保溫性能的材料，提高建筑墻體的功能性。

另外，裂縫是建筑特殊部位最容易出現(xiàn)的病害，一旦建筑特殊部位出現(xiàn)裂縫，不僅建筑結(jié)構(gòu)可靠性會(huì)降低，而且還會(huì)引發(fā)熱量流失。因此，設(shè)計(jì)中要尤為注意特殊部位的材料選擇與技術(shù)選擇。以屋面節(jié)能設(shè)計(jì)為例，設(shè)計(jì)中可以選擇倒鋪保溫層的方式進(jìn)行屋面鋪設(shè)，利用防水卷材鋪設(shè)屋面，提高屋面防水性[7]；合理選擇保溫屋面方式，正確的鋪設(shè)方式不僅可以有效提升屋面抵抗風(fēng)雪天氣的能力，還可以提高屋面保溫性，同時(shí)還便于后期維護(hù)和保養(yǎng)，設(shè)計(jì)中可以通過(guò)添加隔氣間層的方式，提高屋面的保溫性；種植綠色屋面也是一種非常有效的節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)方式，在屋面種植植物，利用植物的蒸發(fā)作用，能夠達(dá)到調(diào)整維護(hù)結(jié)構(gòu)溫度的作用。一方面能夠提高保溫效果，另一方面，也可以獲得非常顯著的生態(tài)效益[5]。

3.5 優(yōu)化建筑裝修選材

使用裝修材料過(guò)程，要考慮室內(nèi)空氣污染問(wèn)題，材料是室內(nèi)污染的源頭，作為重要部分，在合理的設(shè)計(jì)與應(yīng)用過(guò)程，應(yīng)控制整體污染濃度。材料的選擇要保證符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，以木板材料為例，為保證綠色建筑設(shè)計(jì)水平，甲醛標(biāo)準(zhǔn)要求≤0.050mg/m3，TVOC 釋放標(biāo)準(zhǔn)要求≤1.000mg/m3，通過(guò)遵循綠色施工建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，必然能夠?yàn)榻ㄖG色設(shè)計(jì)工作開(kāi)展提供有效保證[6]。

在新時(shí)期，建筑建設(shè)過(guò)程更加需要高質(zhì)量，應(yīng)以節(jié)能為主，促進(jìn)綠色建筑建設(shè)事業(yè)發(fā)展。在材料的運(yùn)用上，更要選擇高品質(zhì)綠色材料。如在某總部辦公室項(xiàng)目中，設(shè)計(jì)過(guò)程選用了高標(biāo)準(zhǔn)的裝修材料，施工后通過(guò)有效的進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)室內(nèi)空氣環(huán)境的有效控制，在具體分析材料污染情況時(shí)，進(jìn)行了對(duì)比分析，如表2所示。

表2 部分裝修材料污染物限量對(duì)比

3.6 建筑氣密性提升

建筑要具備屏蔽惡劣自然條件的能力，在空氣中，若PM2.5 濃度上升，則需要建筑進(jìn)行屏蔽，以確保室內(nèi)空氣質(zhì)量。通過(guò)提升建筑氣密性，利于加強(qiáng)建筑屏蔽外部環(huán)境水平。提高氣密性能有效的降低建筑滲透風(fēng)問(wèn)題，也能夠減少熱交換，從而最大化的保證了節(jié)能效率。氣密性關(guān)系到建筑的能耗。在實(shí)際工程項(xiàng)目中，氣密性指標(biāo) n50 需要控制在 3～5 次/h。

在部分低能耗建筑中，建筑整體氣密性n50 應(yīng)達(dá)到1 次/h 以下。為保證建筑氣密性，需要從外窗與墻體之間入手[7]，有效設(shè)計(jì)銜接，并加強(qiáng)密封處理水平，還應(yīng)該根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)，合理運(yùn)用保溫材料，科學(xué)的設(shè)計(jì)穿管位置，以保證氣密性。夏熱冬冷地區(qū)氣密性測(cè)試結(jié)果如表3 所示。

表3 夏熱冬冷地區(qū)氣密性測(cè)試結(jié)果

4 結(jié)語(yǔ)

作為目前作為前沿的建筑類型，綠色建筑在國(guó)內(nèi)具有非常廣闊的發(fā)展空間。建筑設(shè)計(jì)中綠色建筑設(shè)計(jì)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)建筑的綜合效益。綠色建筑理念作為一種全生命周期的理念，使其環(huán)保為基礎(chǔ)，力求實(shí)現(xiàn)各種資源與能源的節(jié)約。在這個(gè)基礎(chǔ)上，綠色建筑設(shè)計(jì)人員應(yīng)該充分考慮建筑實(shí)際情況，綜合各種因素，不斷對(duì)建設(shè)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化和完善，在保障建筑舒適度、安全性的同時(shí)，降低建筑施工中的能源、成本消耗，同時(shí)減少建筑施工對(duì)周圍環(huán)境的負(fù)面影響，實(shí)現(xiàn)建筑與生態(tài)、環(huán)境、人類的和諧發(fā)展。