適宜性的綠色建筑技術在大型建筑中的應用

摘 要：綠色建筑是建筑業的一個強大趨勢，主題思想是可持續發展，目前在這一理念影響下，各種風格的新建筑都在發生變化。現階段我國綠色建筑設計的特點：依據本土特點，結合網絡技術及低耗能而環保高效的科技手段來實現該目的。本文以蘭州某一高校綜合實驗樓的設計為例，來闡述適宜性綠色建筑的優勢，以期對當前的綠色建筑設計有所啟發。

關鍵詞：綠色建筑技術 網絡 適宜性 節能 綜合實驗樓

中圖分類號：TU2 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）02（c）-0075-02

綠色建筑技術是一種文化。隨著全球化進程推進，文化已是一種普遍化的消費形式，進而自身的特點受到影響。發達國家的影響力巨大，使得其他國家的文化處于弱勢位置。建筑這一領域也不例外，為了應對這種文化侵蝕現象，各國人民份份表達了自己的想法，有“地方性，民族性，本土主義”等。然而由于其理論高度不夠，所以容易被推翻。各國的建筑特點均會在每屆的世界博覽中呈現，而近10多年來公認的發展主題是“人·自然·技術”三者和諧相處。在這種背景下產生了綠色建筑技術[1]，由它而生地產物即綠色建筑，又被稱為“生態建筑”，其前提是符合自然生態系統客觀規律，并且與之和諧共處，設計思路：充分利用客觀生態系統環境條件和資源，同時融入文化元素，再配以適宜的技術手段，達到建造資源消耗少和使用效率最大化等特點的目的。綠色建筑主要由區位、設計、系統功能、建筑材料、施工管理等幾個要素構成。設計為這一系統的核心環節，為建造施工方提供指導。

1 項目簡介

蘭州某一高校綜合實驗樓屬于教育建筑之一，此項目建成不僅給該校建筑與工程類學院學生及教師提供了科研場所，也方便了學校舉行會議，開展各類展示活動等。該建筑占地面積為21850 m2，總建筑面積為32570 m2，由地上7層，地下1層的鋼筋混凝土框架結構和鋼架混合而成。

基地位于本校區中部，北面與學生公寓相隔，東臨九龍湖，與教學樓相對，南面是舊圖書館，西邊是綠化區，出入道路通暢。由于地勢不平坦，場地呈西北高，東南低的特點。整個項目的全過程都體現綠色建筑設計的思想，依據原則為5R，即Revalue， Renew，Reuse，Reduce，Recycle。充分考慮建筑能源，植物，水，風，光，聲等環境因素的有效利用。不僅要做好建筑的外墻保溫措施而且還要嚴格控制建筑體系的各種參數比。既要美觀又要耐用，各個區域的設置均需合理化，再結合一定的網絡技術和太陽能綜合利用措施，達到事半功倍的效果。

2 設計藍圖

在“人·自然·技術”三者合諧的主題引導下，我們設計了這座現代化的綜合實驗樓。建筑總平面的布局為“回”字型，環繞成中間綠化區，東邊二層高的洞口向九龍湖敞開，寓意是讓建筑內外的兩種景觀相互滲透并延續。不僅展示了它的魅力而且喚起外界對它的好奇心。它體現了地域文化特點，是本院的形象窗口。內置有現代化網絡控制系統，實現智能化管理，便于學校輕松使用。西邊是主入口，依地勢特點而修建的橋型道路，再配以人造跌水臺，建筑界面呈凹進狀的主導性入口，整體宏觀圖如圖1。有人會問，智能化與生態化相互矛盾嗎？答案是否定的。智能化的建筑如同城市信息網絡中的節點，智能系統的特殊性要求各個板塊的功能必須同時發揮：即管理分布對象、訪問異種數據源、分析及處理信息、生成統一視圖等[2]，其管理系統（簡稱IBMS）的優點最顯著，它起源于美國，目前的國際標準為BACNET（A Date Communication Protocol For Building Automation and Control Network），即唯一的建筑自控網絡數據通信協議的國際標準（ISO 16484-5），由美國暖通空調工程師協會制定的建筑自控網絡數據通信協議[3]，供各國人民免費使用。

東面“U”型景觀入口向九龍湖敞開，并與學校北門位于同一軸線上，遙相呼應。傾倒的深藍色玻璃罩和傾斜的鋼柱充滿張力，吸引了外界的眼球，延伸至內院的綠水，花草樹木等自然景觀，緩和了人們的視覺疲勞，體現了文化與技術的完美結合特征。北側和南側是學生頻繁進出區，因此均設置次出入口。立面不僅滿足了采光通風的需要，而且采用富含韻律感的組織形式，局部設計精美而生動。在統一的形式下，突出地使用了一組生命力線條，隱喻傳統隴文化建筑的特色性輪廓。

建筑整體色調為灰色，顯示了教育建筑的莊重和親和性。銀色鋼柱和玻璃頂的結構，凸顯了建筑的精致與美觀。實現了整體環境的統一和局部建筑的獨特性。基本結構采用標準的柱網模式，外墻使用新型可調控的保溫材料。屋頂布局合理的太陽能板和綠化植被，同時內部的天井和庭院均可使氣流貫穿于整個建筑之中。整個工程采用框架結構，局部有適宜長度的跨轉化，此種結構不僅節約材料，而且抗震能力也強。

3 建筑技術

3.1 節能型建筑

零能消耗設計中的一個核心因素是節能與能源利用，即人工照明和機械通風所引起的室內采暖、制冷能耗的提高[4]。設計思路分為以下幾個方面：（1）不僅要充分利用自然光和通風，而且還需使用保溫隔熱性能良好的墻體材料和玻璃。（2）利用太陽能為實驗室提供熱水和電能。（3）合理的屋頂布局降低了建筑溫度。（4）太陽能走道降低了整個建筑的能耗。節約用地，該建筑體型規范整齊，“回”型結構，充分利用了建筑不同高度的特點，同時減少對基地環境的損害。節約材料并合理化布局，大量使用本地出產的建筑材料，室內除非要求區均采用速生植物材料，并采用對健康無害的裝修材料。建筑室內提供了儲存不同類的回收廢物場所。一半以上的新木制產品使用FSC認證木材。

建筑工程館是師生科研互動的場所之一，它體現了可持續發展的思路。圍護結構未裝修，管道明露，未吊頂，設置了廢物回收的儲存空間，中水回用系統，綠色環保材料的展示區，玻璃熱功能測試區等均是他們的教研空間。在每個通風區均設置了CO2感應器，用于檢測室內空氣質量，利用實時控制。

3.2 獨特性結構體系即舒展型建筑

本工程結構采用自主設計的方法，于平面外四角各置一“L”型鋼筋混凝土剪力墻，每榀“L”型剪力墻根據需要開8個適宜大小的洞口。大跨度疊層空腹鋼砼桁架實現31.8 m跨結構整體轉換，高有4層，每層高約3.61 m。共兩榀：每榀桁架連接弦桿與豎輔桿相交處采用鋼砼梁連接；每榀桁架下部三道弦桿做樓面型鋼砼梁。每榀桁架下部兩層豎腹桿間距3.746 m，上腹兩層豎腹桿間距是7.52 m；每榀桁架僅在其兩端支座處各設一45°斜腹桿，此件為型鋼筋混凝土組成，此建筑參考張彤陽的設計建筑[5]。

本建筑設計科學合理，整個施工過程需做三類檢測即構建應力、構建豎向及水平向變形，最終實現建筑凈空和使用要求的目標。

3.3 內置有高效性能設備的舒適性建筑

本案例應用了很多太陽能新技術，如屋頂部涉及輻射采暖制冷，光伏發電、光電遮陽、游泳池節水、雨水收集、中水處理系統、滯水層跨季節蓄能等技術，實現了太陽的充分利用目標，其中屋面雨水被特定系統收集，可用于兩方面：其一建筑內衛生間各類便器的沖洗，其二經變頻泵組送至澆灑植物的水龍頭處，澆灌各類植物。屋面，外墻材料采用聚苯保溫板，門窗，天窗和幕墻均采用溫屏節能玻璃和BIPV溫屏光伏組件[6]。依據屋頂承壓式原理借助太陽能熱水器供給熱水。采熱板設于斜面屋，以調控室內溫度。

電力供應系統方面采用變電所深入負荷中心的辦法，分層分區設置配電區域，縮短供電距離并選擇適宜的電源線截面半徑，使系統電壓損失最小，降低能耗，公共走道與室外照明均利用太陽能可再生能源。所有室內非緊急照明在非辦公時間集中控制關閉。LED光源用于路燈、室外庭院及局部工作場所的照明。教室，辦公室，實驗室采用高效節能型T5系列熒光燈，功率密度值可依據需要自定義設置[5]。

建筑內設置了節能監測系統，先按計量與耗能特點進行分類，再按計量單元劃分為小單元，每層樓均在指定區配有數字電表，實現分單元監測目的，再通過智能化網絡系統傳至中央管理系統（IBMS）。

4 結語

近十年來，我國的綠色建筑事業取的了驕人成績，但是僅限于一些發達地區的大型建筑，普通住宅還未大面積推廣，原因有多方面的因素。如何選擇適宜的技術？主要依據地域對技術的接受能力，同時也應與社會經濟水平和發展速度相符合[7]。筆者想借這一具體工程案例，探索甘肅本地區適應性綠色建筑的技術手段，并與同行交流，以期促進本地區該類建筑的發展。最終心愿如綠色建筑評價體系之父羅伯特·沃森所講過的一句話“我的愿望是有一天消滅綠色建筑這個概念，因為那個時候所有建筑都是綠色的，大家對此習以為常，就像我們現在對待一幢普通住宅一樣。”

參考文獻

[1]戚鑫.從建筑技術看綠色建筑技術的發展和應用[J].綠色建筑2012（3）：12-17.

[2]遠揚.智能化建筑及相關軟件技術研究-移動分布式網絡中的中間件研究[D].西安：西北工業大學，2003.

[3]涂樸，柳妮.BACnet網絡安全機制研究[J].福建電腦，2011（7）：89-92.

[4]Boke R.M.J The effect of window position a window size on the energy demand for heating，cooling and electric lighting，Proceeding：Building Simulation，2007.

[5]張彤陽.適宜性綠色建筑技術初探——合肥工業大學綜合實驗樓（建筑館）[J].華中建筑，2012，10（1）：64-65.

[6]丁格菲，閻廣君，基于自然光的生態建筑技術思維創新[J].低溫建筑技術，2012，10（172）：107-108.

[7]陳曉揚.當代適用技術觀的理論構建[J].新建筑，2009（6）：69-72.