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摘要:随着建筑业的发展,绿色建筑是一种崭新的设计思维和模式,它提供给使用者有益健康的建筑环境,并最大限度地保护环境,减少能耗。我国能源、土地、水、原材料等资源严重短缺,且实际利用效率较低,要走可持续发展道路,使建筑尽可能少的消耗不可再生资源,发展节能与环保的绿色建筑刻不容缓。本文对绿色建筑设计理念在住宅设计中应用的进行了阐述,对住宅建筑的绿色环保节能设计进行了探讨。
关键词:住宅建筑;节能设计;绿色环保
引言
“保护生态环境,建造绿色家园”的呼声日益高涨,对“绿色建筑”可持续发展的研究在全球范围内逐渐展开。“绿色建筑”、“生态建筑”、“可持续发展的设计”等概念在建筑行业成为了一种时尚,同时也实实在在地成为建筑学科发展的前沿。
一、阐述绿色住宅建筑的概念
随着绿色生活理念的日益普及,人们开始向往在绿色建筑中轻松愉快地生活、工作,但对什么样的建筑才算“绿色”,学术界、产业界始终没有定论。中国《绿色建筑评价标准》中定义绿色建筑是“在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能、节地、节水,节材)、保护环境和减少污染(简称“四节-环保”),为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑”。
住宅设计的绿色理念应该体现为以下四个方面:第一要节约空间。提升居住品质的重点应该放到提高住宅的综合性能上,而不是一味地扩大住房面积。盲目地追求大面积、大户型,必然会造成能源和资源的消耗。“我们应该树立一种中小户型、高舒适度的理念,这种理念是符合中国国情的选择。”第二要延长建筑物的生命周期。这种生命周期不仅仅是一种结构生命,即这房子用多少年安全,还包括功能周期、外观品貌等。“要尽可能延长建筑和物品的生命周期,短命的建筑拆掉重建,就意味着资源的再一次投入。”第三要实现资源的循环及优化合理配置。要改变单向的灭失性的资源利用方式,尽量加以回收利用。应该依靠梯度消费,减少空置资源,抑制过度消费,做到物显所值,房尽其用。第四要通过有效的设计手段来达到节能、环保的要求,创造舒适和健康的生活环境:建筑的土壤中不存在有毒、有害物质,地温适宜,地下水纯净,地磁适中。建筑内部不使用对人体有害的建筑材料和装修材料。室内空气清新,温、湿度适当,使居住者感觉良好,身心健康。
二、绿色建筑设计的原则
绿色建筑设计必须针对每个相关要素,确定相应的设计原则。这些构成要素又是设计者的操作对象。在绿色建筑设计体系中,对设计原则的分析和评价、构建具有重要的实践意义。
2.1整体及环境优化原则
建筑应作为一个有机系统,包含了开发体系与其环境的构成,设计要追求最佳环境效益。建筑要关心和尊重自然环境和社会生态环境,还有居住者的内心环境,用独特的美学艺术让建筑体现其时代精神。
2.2简单而高效发展的原则
对能源的节约也在绿色建筑中时时体现,将可再生能源的利用率做到最大,加强智能化设计,广泛利用电子和信息技术,充分结合近期规划与长远规划,尽量为后期扩建、改造、维修等留有余地。
2.3健康舒适的原则
建筑需要较好的适用性,体现建筑对用户的关心,加大用户与环境的沟通。重点体现在创造良好的通风对流环境,创造良好的视觉和听觉环境,建立立体的绿化的系统净化环境。
三、绿色建筑的设计方法
3.1整体环境的设计方法
整体环境设计是建立在一定区域内,从城市总体规划出发,考虑场地的基本条件、地形地貌、地质水文、气候条件、动植物生长状况等因素,进行分析设计,对建筑的可行性和经济性,进行综合分析、整体设计。整体环境设计有如下方法:
(1)加强绿色建筑理念。城市建设必须与自然环境、自然资源背景相结合,一边加快建设,一边保护和利用己有资源。同时,改变不合理的规划模式、区域划分;另外,让城市的历史文明、地理外貌得以延续。
(2)加大绿化环境力度。社会向前发展,环境对人的身心健康的重要性已经深入人心,绿化可以创造空间,可以美化环境,更重要的是创造良好的生活氛围。
用绿色植被覆盖地面,势必产生大量的水分蒸发,环境一般比较凉爽、舒适;较高大的落叶乔木可以在地面上造成完整的树荫,减少路面吸收外界热量,更重要的是可以净化空气,有效提高所影响的空间的含氧量。因此,在人居环境住宅区的设计中,一定对绿化环境设计给予足够的重视,创造出良好的小区域气候,当前,环境绿化主要指小区及其周围环境绿化和建筑立体绿化。在此也建议相关部门将绿化量化标准引入设计规范中。
(3)考虑整体。充分使用借景、组景、分景、添景等手法,使居住小环境内外环境协调。例如:小区临近城市河道,则应该充分利用附近的水资源,设置亲水景点;临近公园或其他类型景点资源的住宅区,应积极考虑引入景点视线,促成内外景点的互为一体;毗邻历史名胜保护区的居住区应尊重历史、保护历史,让珍贵的历史文化底蕴溶于先进的景点设计中,使其具有鲜明的历史个性,并为所属区域的开发建设创造更高的经济价值。
3.2建筑单体的设计方法
(1)建筑的体型系数是单体设计必须考虑的因素,体型系数即建筑物表面积与建筑物的体积比,它与建筑的热工性能关系密切。直面建筑热耗大于曲面建筑,在相同体积时,集中布局模式要比分散布局模式的建筑热耗小,因此,具体设计时要减少建筑外墙面积、限制层高,减少建筑外形凹凸变化,尽量采用规则外立面形式。
(2)外墙设计要满足自然采光、自然通风要求,减少对电器设备的依赖,设计时采用明厅、明卧、明卫、明厨的设计,外墙设计要努力提高室内环境的热稳定。
(3)采用弹性设计方案,提高房屋的适用性、可变性,具体表现在建筑结构、建筑设备等灵活性要求上。
(4)建筑节能设计。要尽量减少不可再生能源的使用,与此同时积极开发可再生的新能源。建筑材料尽可能利用可降解、可再生的材料,严格做到建材无污染、无辐射。
(5)建筑智能设计。智能化建筑,即为运用了大量电子信息和自动化技术的建筑,可以根据使用者的要求,对温度、湿度、风力的情况进行自动调节,进而控制“智能壳体”的开闭和空调量,从而保证了智能化大楼中智能化生产和脑力劳动的高生产率,智能化的发展可以促进绿色建筑在高标准、低能耗、高效能、低污染的状态下持续发展。
四、绿色住宅建筑的设计要点
绿色住宅需要通过对建筑的合理设计、合理选材,最大限度的把室内自然温度控制在人体舒适温度范围内,从而为居住者提供健康、舒适、环保的居住空间,降低建筑物的运行能耗。
1.进行绿色建筑设计要考虑到居住环境的气候条件,就地取材,因地制宜。
绿色建筑是一种气候适宜性建筑,即遵循气候特点设计低耗能建筑。如徽派建筑就是典型的小气候调节型的建筑,非常热的夏天,到了房间里也会觉得很凉快。徽派建筑大多为两层结构,一楼住人,二楼堆放稻草和粮食,粮食和稻草就成为隔热层,建筑上层与下层、内部与外部温差相差5度之多。徽派建筑的地窑是把季节性的热能储藏在地下,然后用温差为建筑取暖或降温,达到节能的效果。
同时,合理使用建筑材料、就地取材(主要是木材),尽量使用对人体健康影响较小的建筑材料,包括无放射、低挥发、低活性材料。
2.合理利用环保节能材料和高新施工技术
具体的措施有:1、采暖制冷系统。如将聚丁烯(PB)盘管预埋在钢筋混凝土中,夏季管中送20℃、冬季送28℃的水,能使室内温度保持在20℃~26℃的合适范围内。2、健康新风系统。通过统一空气净化和冷热处理后新风经“下送上回”进入室内,无须开窗即可保持新鲜空气不断更换。3、外墙系统。外墙采用合理的外保温方式,能有效阻挡冷热辐射和雨雪侵蚀。外饰面采用干挂材料时,干挂材料与保温板之间可设一个流动空气层,可以保持保温板的干燥。4、节能的外窗系统。如采用断热铝合金窗和LOW-E低辐射中空玻璃。5、屋面及地下系统。对屋面及地下墙体的特殊处理,保证了项层和一层与标准层舒适度的均好性。6、防噪音系统。通过外墙系统、楼板处理、同层后排水系统,防止来自室外、楼上、下水道的噪音。7、垃圾处理系统。垃圾处理系统有中央吸尘、食物垃圾处理和可回收分类垃圾周转箱三部分组成。8、水处理系统。住宅区内设中水处理系统,将社区生活用水处理用于浇灌绿地、冲洗和补充人工湖水。9、废气经管井在塔楼顶部高空排放。卫生间排气均直接排至室外,等等。
3.绿色建筑主张太阳能等可再生能源的利用。
例如:利用空调冷凝热作为生活热水的辅助热源,利用太阳能和地热能产生的热水作为日常生活用热水。利用太阳能光电系统来支持日常生活用电。在混凝土中埋设光导纤维,可以经常地监视构件在荷载作用下的受力状况,自我修复混凝土可得到实际应用。建筑物表面材料,通过多功能的组织进行呼吸,可净化建筑物内部的空气,并降低温度。形状记忆合金材料可用于百页窗的调整或空调系统风口的开阔,自动调节太阳光亮。建筑物表面的太阳能电池可提供采暖和照明所需要的能源。
4.以合理的设计达到建筑建造过程中材料的节约。
在建造的设计过程中,在满足结构要求的基础上节约材料,充分发挥材料的性能,例如结构工程师可以根据经验和计算使钢筋满足最小配筋率的要求下尽量减少钢筋的用量,在水泥中添加一些添加剂减少水泥的用量,另外还可通过建筑体形设计达到节能效果,如平面布局、平面形状、进深、体形系数、表面面积系数、长宽比和朝向,合理设计建筑的墙体、门窗、屋顶、热缓冲区及有效遮阳,提高外围护结构的保温隔热性能,也对建筑材料的节约有着重大意义。
结束语
发展绿色建筑绝非我国,而是世界各国所面临的重要课题,也是全球建筑业发展的一项重要历史任务。绿色建筑的发展离不开相关专业设计人员的积极参与,设计环节就是其中最重要的一个环节。我们坚信,通过我们共同的探索和努力,一定能使我国的绿色建筑设计业走上一条低碳、和谐、可持续发展的光明大道。
参考文献
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