文/張金濤 貴州思遠(yuǎn)工程科技有限公司 貴州貴陽 550000
隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn),我國的建筑數(shù)量和規(guī)模不斷呈上升趨勢,從而導(dǎo)致行業(yè)發(fā)展過程中所消耗的能源越來越多,所產(chǎn)生的污染越來越嚴(yán)重[1]?;诖?,建筑行業(yè)開始探索在節(jié)能環(huán)保的基礎(chǔ)下實(shí)現(xiàn)發(fā)展的途徑,綠色建筑設(shè)計(jì)理念應(yīng)運(yùn)而生。在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)科學(xué)融入綠色建筑設(shè)計(jì)理念,可從根本上降低建筑對環(huán)境的破壞以及對能源的消耗,從而實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
綠色建筑的涵義源自對“綠色”這一象征著自然與生機(jī)的顏色的認(rèn)知。在自然界中,植物能夠?qū)⑻柲苻D(zhuǎn)化為生物能,并將無機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)物,這種生命活動(dòng)對人類和動(dòng)物的生存具有至關(guān)重要的作用。從人類建筑歷史的發(fā)展角度來看,建筑設(shè)計(jì)逐漸由最初抵御惡劣生存條件的手段轉(zhuǎn)變?yōu)闈M足高質(zhì)量生活環(huán)境的過程。然而,人們在這個(gè)過程中逐漸意識到現(xiàn)代建筑增加了人與自然之間的距離,因此綠色建筑的理念引起了人們的重視。
在設(shè)計(jì)綠色建筑時(shí),應(yīng)著重考慮周邊的環(huán)境因素,通過合理利用資源,最大限度降低施工過程對環(huán)境造成的污染。同時(shí),設(shè)計(jì)應(yīng)提供舒適、健康的生活環(huán)境,甚至在拆除后也不應(yīng)對周邊的生態(tài)環(huán)境造成任何破壞。因此,綠色建筑的核心理念包括減少資源與能源的損耗、降低對環(huán)境的破壞,以促進(jìn)人與自然和諧發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
綠色建筑的涵義不僅體現(xiàn)在建筑本身,在整個(gè)建筑生命周期中都應(yīng)貫徹綠色理念。從設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營到拆除,都應(yīng)注重節(jié)約能源、水資源和材料的使用,并減少廢棄物的產(chǎn)生。同時(shí),要采用環(huán)保材料,提高建筑的能源利用效率,規(guī)劃合理的綠地和景觀,創(chuàng)造良好的室內(nèi)外環(huán)境。此外,綠色建筑還需注重建筑與自然環(huán)境的融合,尊重和保護(hù)生態(tài)系統(tǒng),使建筑的影響對自然環(huán)境和社區(qū)造成的負(fù)面影響降到最低。
生態(tài)性原則要求建筑設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境,尊重自然條件,輔助自然環(huán)境改善,并且盡量減少對自然環(huán)境的干擾和破壞。這意味著在選擇建筑用地時(shí),需要避免破壞原有的生態(tài)系統(tǒng),保護(hù)植被和土壤,維持生態(tài)平衡。同時(shí),在建筑物的設(shè)計(jì)中,應(yīng)充分利用當(dāng)?shù)貧夂驐l件,采取合理的設(shè)計(jì)措施,比如有效利用太陽能進(jìn)行設(shè)計(jì),合理配置建筑朝向和遮陽等設(shè)施,減少對室內(nèi)空調(diào)和采暖系統(tǒng)的依賴,降低能源消耗。生態(tài)性原則還要求建筑設(shè)計(jì)應(yīng)考慮資源的循環(huán)利用和節(jié)約。這包括采用可再生材料,減少使用非可再生材料,以及在建筑施工和使用過程中,盡量減少能源和水資源的消耗。比如,在建筑材料的選擇上,可以優(yōu)先選用符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的材料,如可回收利用的木材、玻璃等材料,減少對礦產(chǎn)等非可再生資源的開采;在建筑設(shè)施的設(shè)置上,應(yīng)該考慮利用雨水收集系統(tǒng)、太陽能光伏板等設(shè)備,實(shí)現(xiàn)資源的再利用和節(jié)約。除此之外,生態(tài)性原則還強(qiáng)調(diào)建筑設(shè)計(jì)應(yīng)注重室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)和居住舒適性。在建筑內(nèi)部布局和裝修設(shè)計(jì)中,要充分利用自然采光和通風(fēng)資源,營造一個(gè)明亮、通風(fēng)的室內(nèi)環(huán)境,通過良好的室內(nèi)綠化和景觀設(shè)計(jì),提高居住者的生活品質(zhì),減輕室內(nèi)空氣污染對人體健康的影響。
環(huán)保性原則鼓勵(lì)使用可再生材料和回收材料,避免使用對環(huán)境有害的化學(xué)物質(zhì),降低建筑材料生產(chǎn)過程對環(huán)境的影響。此外,建筑材料的運(yùn)輸距離也應(yīng)盡量縮短,以減少能源消耗和環(huán)境污染。并且環(huán)保性原則的體現(xiàn)之一是合理利用水資源。綠色建筑設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)注重雨水的收集與利用,推行灰水回收和再利用,采用節(jié)水型設(shè)施等措施,來減少對淡水資源的消耗,降低排水量。
綠色建筑應(yīng)當(dāng)考慮垃圾的分類處理、資源化再利用和減量化管理,遵循“減量化、資源化、無害化、循環(huán)化”的原則,以盡量減少建筑使用和運(yùn)營階段產(chǎn)生的廢棄物對環(huán)境的影響。還需關(guān)注建筑內(nèi)部的室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量,通過合理的通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、無毒、環(huán)保的室內(nèi)裝飾材料選用、減少揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)等方式,提高室內(nèi)空氣質(zhì)量,減少對居民健康的影響。
隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與信息技術(shù)的發(fā)展,當(dāng)前社會(huì)已經(jīng)步入網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代,網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)為人們的生活創(chuàng)造了諸多便利。只有充分整合“綠色”與“智能”因素,才能有效促進(jìn)社會(huì)發(fā)展的進(jìn)程。所以,在進(jìn)行綠色建筑的設(shè)計(jì)過程中,應(yīng)遵循先進(jìn)性原則,實(shí)現(xiàn)對建筑進(jìn)行科學(xué)合理地設(shè)計(jì)。此外,隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn),民用建筑的設(shè)計(jì)水平也越來越高。基于提倡可持續(xù)發(fā)展理念的背景,民用建筑設(shè)計(jì)應(yīng)向著節(jié)能環(huán)保的發(fā)展方向進(jìn)行轉(zhuǎn)變。在設(shè)計(jì)綠色建筑時(shí),應(yīng)在先進(jìn)性原則的引領(lǐng)下改善傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中的不足,使設(shè)計(jì)符合新時(shí)期人們的居住需求。
早在21 世紀(jì)初,我國就在國外綠色建筑體系的影響下,開始對綠色建筑體系進(jìn)行深度研究。在研究過程中,相關(guān)專家學(xué)者常常以國外綠色建筑體系為參照,對我國的綠色建筑體系的差異與不足進(jìn)行探究,并在此基礎(chǔ)下重新劃分了我綠色建筑的評價(jià)結(jié)果、方式、對象以及權(quán)重。目前我國正在逐步完善并構(gòu)建綠色建筑評價(jià)體系,主要針對其評價(jià)的內(nèi)容和指標(biāo)進(jìn)行研究,其中,需要對權(quán)重劃分、評價(jià)形式與內(nèi)容進(jìn)行重點(diǎn)完善,并對綠色建筑的地域特征、壽命周期以及類型進(jìn)行一定劃分[2]。
近年來,我國對于原有的綠色建筑類型評價(jià)體系進(jìn)行了一定拓展,結(jié)合建筑的不同類型特點(diǎn)進(jìn)行區(qū)別評價(jià),利用多元化的評價(jià)工具形成不同建筑類型所獨(dú)有的評價(jià)體系,并充分對比研究評價(jià)結(jié)果的權(quán)重、指標(biāo)體系的適用性與劃分,從而為其他類型的建筑評價(jià)體系起到參考作用。相比于以往的建筑評價(jià)體系,綠色建筑的評價(jià)體系重點(diǎn)優(yōu)化了指標(biāo)的權(quán)重。綠色建筑的指標(biāo)主要由一般項(xiàng)、控制項(xiàng)和優(yōu)選項(xiàng)組成,由于沒有對實(shí)際的權(quán)重指標(biāo)所對應(yīng)的權(quán)重系數(shù)進(jìn)行賦予,我國依照國外所研究的評價(jià)體系權(quán)重劃分成果,利用跨學(xué)科的研究辦法,充分優(yōu)化了國外所研究的權(quán)重劃分成果,并以此為基礎(chǔ)構(gòu)建了符合我國實(shí)情的評價(jià)體系模型[3]。這種通過對先進(jìn)權(quán)重劃分方法的特色化優(yōu)化,并在應(yīng)用中結(jié)合統(tǒng)計(jì)學(xué)原理以減少其他因素影響的模式,使得我國的綠色建筑評價(jià)體系具備了充足的合理性與客觀性。
我國的悠久歷史也體現(xiàn)在建筑方面,在進(jìn)行現(xiàn)代建筑的設(shè)計(jì)時(shí)往往能從傳統(tǒng)建筑中獲得一定的參考與借鑒。綠色建筑在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分發(fā)揮自身優(yōu)勢,在設(shè)計(jì)方法上應(yīng)充分吸收傳統(tǒng)建筑的優(yōu)點(diǎn),從而使設(shè)計(jì)的參考數(shù)據(jù)更為豐富,計(jì)算更為簡便。在設(shè)計(jì)地域性綠色建筑時(shí),應(yīng)充分考慮當(dāng)?shù)氐馁Y源、氣候人文以及經(jīng)濟(jì)等因素,對各類因素的權(quán)重進(jìn)行考量和排序,從而構(gòu)建符合區(qū)域?qū)嵡榍彝晟频臋?quán)重評價(jià)體系。
對于現(xiàn)代民用建筑的設(shè)計(jì),合理明確建筑的朝向和平面形狀至關(guān)重要。在考慮建筑的朝向時(shí),需要綜合考慮太陽輻射方向、區(qū)域內(nèi)主導(dǎo)風(fēng)向、周邊環(huán)境以及居民的使用需求等因素。這一過程通常需要進(jìn)行實(shí)地考察、分析探究和權(quán)重評價(jià),以確保建筑朝向的選擇符合實(shí)際需求。一般情況下,我國民用建筑最適宜的朝向是南偏東或偏西。
在南方地區(qū),考慮到氣候較為炎熱,設(shè)計(jì)民用建筑時(shí)通常會(huì)使其長軸方向與夏季主導(dǎo)風(fēng)向相垂直。這樣的設(shè)計(jì)有利于提高建筑的通風(fēng)效果,從而減輕炎熱季節(jié)的炎熱感受,減少空調(diào)的使用,降低能耗。相應(yīng)地,在北方寒冷地區(qū),建筑的長軸方向會(huì)被設(shè)計(jì)與冬季主導(dǎo)風(fēng)向相平行,從而盡量減少冷空氣對建筑內(nèi)部的滲透,減緩寒冷氣候?qū)用竦挠绊憽?/p>
此外,在設(shè)計(jì)民用建筑平面形狀時(shí),需要在確定了建筑體積的情況下選用外圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面積較小的形狀。這樣的設(shè)計(jì)可以最大限度地降低建筑的冷負(fù)荷,并進(jìn)一步減少能耗。降低冷負(fù)荷也意味著在夏季減少建筑內(nèi)部空調(diào)的使用,同時(shí)在冬季減少取暖設(shè)備的使用,從而降低了建筑的整體能耗。
對于綠色建筑設(shè)計(jì)在民用建筑中的應(yīng)用,平面布局和控制形體系數(shù)的合理規(guī)劃至關(guān)重要。在民用建筑的設(shè)計(jì)中,通常包含三種平面布局方式,即行列式、周邊式以及自由式。其中,最常見的形式是行列式布局,而我國的行列式建筑布局多為錯(cuò)列式和并列式布局,特殊地形中還存在斜列式布局。周邊式布局由于較為封閉,很難將風(fēng)引入建筑區(qū)域;而在受地形限制較大的區(qū)域,則偏向于使用自由式布局。
對于行列式和自由式布局,有利于建筑的通風(fēng)。特別是自由式與行列式布局能夠更好地調(diào)整建筑朝向,使建筑擁有更良好的日照條件與通風(fēng)條件。這種設(shè)計(jì)有助于提高建筑內(nèi)部的采光條件和通風(fēng)效果,從而減少對人工照明和空調(diào)的依賴,降低能耗。同時(shí),考慮到防熱的層面,自由式與行列式布局也能更好地調(diào)整建筑朝向,有效降低夏季陽光直射對建筑的影響,減緩室內(nèi)溫度的升高。
值得一提的是,平面布局規(guī)劃的靈活性與科學(xué)性對于綠色建筑設(shè)計(jì)至關(guān)重要。通過科學(xué)合理的平面規(guī)劃,可以最大程度地優(yōu)化建筑內(nèi)部環(huán)境,并且降低對外界環(huán)境的影響。綜上所述,平面布局和控制形體系數(shù)的合理規(guī)劃在民用建筑綠色化設(shè)計(jì)中具有重要意義,有利于提高建筑的能效表現(xiàn)和居住舒適度。這些規(guī)劃不僅受到建筑設(shè)計(jì)師的重視,更應(yīng)得到政府、主管部門和社會(huì)各界的共同關(guān)注和支持。
在設(shè)計(jì)單體套型住宅時(shí),應(yīng)重點(diǎn)考慮家居生活規(guī)律、住宅舒適度以及節(jié)能因素,對住宅的房間功能進(jìn)行合理劃分。一般情況下應(yīng)在南向布置使用時(shí)間最長的客廳與主臥室,在北向或東南向布置衛(wèi)生間與廚房,這樣可使得住宅的主要活動(dòng)空間在冬季能具備充足的日照條件。每個(gè)房間應(yīng)盡量設(shè)置直接對外的窗,且兩房間之間的窗應(yīng)盡量處于一條水平線上,從而為穿堂風(fēng)以及自然采光創(chuàng)造有利條件。較為炎熱的地區(qū)可在設(shè)計(jì)住宅套型平面時(shí)選用內(nèi)外天井的形式,從而通過熱差和高差來創(chuàng)造通風(fēng)條件,從而實(shí)現(xiàn)改變室內(nèi)微小氣候的目的。
合理地布置綠化,不僅可以美化建筑環(huán)境,還能在一定程度上調(diào)節(jié)建筑微小能耗、降低建筑能耗。在進(jìn)行綠化設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)以種植灌木的地面綠化為主,同時(shí)在條件允許的情況下可以考慮引入水景。地面綠化能夠有效改善建筑周圍的環(huán)境,增加綠色植被覆蓋,減少了城市熱島效應(yīng),提高了空氣質(zhì)量,并有利于水土保持和生態(tài)平衡。水景則能夠起到降溫、增濕的作用,在炎熱的夏季為周圍環(huán)境帶來清新涼爽的感受。
在建筑的東、西面種植適量的落葉喬木,這不僅可以為建筑在夏季進(jìn)行遮陽,還能在冬季不影響其采光,從而最大限度地降低建筑能耗。落葉喬木在夏季可為建筑提供遮蔭,減輕室外高溫對建筑的影響;而在冬季,樹木失去葉子后允許陽光透過,為建筑提供陽光照射,有助于提高采光條件,降低取暖成本。除此之外,結(jié)合建筑實(shí)際情況對陽臺和墻面進(jìn)行綠化。通過在陽臺和墻面種植適合的綠植,不僅可以改善居住區(qū)環(huán)境,還能減少建筑與空氣的直接接觸,有效提升建筑夏季防熱與冬季保溫的能力。這樣的設(shè)計(jì)不僅有利于提高居住舒適度,還能在一定程度上降低建筑內(nèi)部的熱環(huán)境,從而減少對空調(diào)的依賴,降低能耗。
建筑的門窗屬于輕質(zhì)薄壁構(gòu)件,整個(gè)建筑耗熱量的50%都來自門窗及其縫隙的傳熱,所以在建筑的節(jié)能方面門窗是重點(diǎn)考量對象。
建筑窗口面積和房間單元立面面積之間的比值就是窗墻面積比,在《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中嚴(yán)格規(guī)定了不同朝向建筑的窗墻面積比。在設(shè)計(jì)窗墻面積比時(shí),應(yīng)重點(diǎn)考慮建筑所處地區(qū)、建筑的朝向以及房間功能,以最適宜的窗墻面積比來減少建筑的熱量損失。
對建筑外門窗的氣密性進(jìn)行提升可有效降低室外冷熱空氣的滲入。例如,利用大塊玻璃扇窗與平開門窗并將密封膠條嵌入縫隙中,可最大限度降低扇與框、玻璃以及其他扇之間的縫隙。對于門窗框與墻面的縫隙,可利用填充密封材料的方式來提升氣密性,如泡沫塑料、保溫砂漿等。
新型保溫節(jié)能門窗應(yīng)用的是能耗低、熱阻大的節(jié)能材料,可有效提升門窗的熱工性能。在玻璃的選材上應(yīng)注意,單層玻璃的熱阻較小,在較為寒冷的地區(qū)應(yīng)設(shè)置雙層或三層玻璃?,F(xiàn)階段在科技的進(jìn)步下,吸熱玻璃、中空玻璃這類新型節(jié)能玻璃也被廣泛投入使用,應(yīng)在條件允許下多利用這類新型玻璃。
在選擇砌體材料時(shí),應(yīng)選用混凝土空心砌塊、加氣混凝土砌塊以及多孔粘土空心磚這類新型節(jié)能磚,做到在保證承重能力的同時(shí)提升保溫隔熱性能[4]??沙浞掷卯?dāng)?shù)禺a(chǎn)出的火山渣、浮石、工業(yè)廢料或其他輕骨料所制成的輕質(zhì)砌塊,從而在降低成本的同時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)能設(shè)計(jì)。
對內(nèi)外墻采取相應(yīng)的保溫技術(shù)可實(shí)現(xiàn)復(fù)合墻體的構(gòu)建?,F(xiàn)階段,外墻保溫技術(shù)得到了較為廣泛的應(yīng)用,其在不減少內(nèi)室使用面積的情況下做到了墻面保溫隔熱性能的提升,不會(huì)影響到建筑室內(nèi)的二次裝修,目前應(yīng)用較廣且較為有效的外墻保溫方案有以下幾種:鋼絲網(wǎng)架巖棉夾心板外復(fù)合保溫、夾心聚苯板外墻保溫、膠粉聚苯顆粒保溫漿料、外貼硬質(zhì)聚氨酯泡沫保溫以及外貼聚苯板保溫等[5]。
整個(gè)建筑8%作業(yè)的熱耗量都來自屋頂,研究表明,建筑頂層的室內(nèi)溫度在夏季往往比其它層的室內(nèi)高出3℃左右,所以做好屋頂?shù)谋馗魺嵋矘O為重要,其措施有以下幾點(diǎn)。
由于屋面的保溫層通常為實(shí)鋪的方式,所以一般選用輕質(zhì)且高效的保溫材料?,F(xiàn)階段我國的屋面保溫材料有憎水型珍珠巖板、加氣混凝土條板以及聚苯板等,均對屋面保溫隔熱性能的提升具有良好效果。
架空型保溫就是通過在屋面內(nèi)增加空氣層的方式實(shí)現(xiàn)保溫隔熱目的。架空層的常規(guī)實(shí)現(xiàn)方式為:利用2 塊粘土磚所砌成的磚墩為肋,將鋼筋混凝土板鋪設(shè)在磚墩上方,并將輕質(zhì)保溫材料鋪設(shè)在架空層內(nèi)。
倒置型保溫是將保溫層鋪設(shè)在防水層上方,使其在防水的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)保溫隔熱。此種方式所利用的材料必須具備充足的耐溫性和防水性,使其不易老化和滲水。通常情況下還會(huì)在其上方壓住混凝土預(yù)制塊,且不需要對其進(jìn)行連接,從而使維修過程更加便捷。
目前,民用建筑已成為城市發(fā)展與建設(shè)程度的體現(xiàn),部分城市為增加其影響力,常常選擇盲目擴(kuò)大民用建筑規(guī)模,這對其生態(tài)環(huán)境造成了一定的破壞,不利于可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的落實(shí)[6]。隨著時(shí)代的發(fā)展,人們更需要高質(zhì)量、環(huán)保且環(huán)境適宜的居住環(huán)境,設(shè)計(jì)人員應(yīng)深入了解綠色建筑設(shè)計(jì)理念,并將其融入實(shí)際設(shè)計(jì)當(dāng)中,從而為民用建筑的綠色化設(shè)計(jì)提供保障。
對民用建筑進(jìn)行綠色化設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)在確保建筑實(shí)用性的基礎(chǔ)上對其美觀性與環(huán)保性進(jìn)行提升。目前部分地區(qū)的民用建筑雖然實(shí)現(xiàn)了美觀性的提升,但在實(shí)用性上有所欠缺,建筑功能不夠完善,造成了一定程度的資源浪費(fèi)。因此,設(shè)計(jì)人員應(yīng)對建筑的結(jié)構(gòu)形式與基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行合理調(diào)整與科學(xué)安排。
在實(shí)施設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)人員應(yīng)對建筑的周邊環(huán)境進(jìn)行充分調(diào)研,結(jié)合現(xiàn)場的實(shí)際情況對設(shè)計(jì)內(nèi)容完成合理規(guī)范化。為深入了解建筑區(qū)域的周邊環(huán)境,設(shè)計(jì)人員還應(yīng)做好環(huán)境評估工作,從而確保周邊環(huán)境符合民用建筑綠色化設(shè)計(jì)的需求。
綜上所述,隨著人們生活質(zhì)量的提升、環(huán)保意識的增強(qiáng),在民用建筑設(shè)計(jì)中開始逐漸重視起綠色建筑設(shè)計(jì)理念,該理念的落實(shí)能夠幫助居民獲取舒適、健康、高質(zhì)量的居住環(huán)境,所以,在進(jìn)行民用建筑的設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)人員應(yīng)結(jié)合區(qū)域內(nèi)的實(shí)情、居民的居住需求以及綠色建筑設(shè)計(jì)理念來進(jìn)行全方面的綜合考量,從而實(shí)現(xiàn)綠色建筑設(shè)計(jì)在民用建筑設(shè)計(jì)中的有效應(yīng)用,促進(jìn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。