綠色建筑及設(shè)計應(yīng)用探討

梅輔云

(曲靖市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局，云南 曲靖 655000)

1 引言

目前，中國正處于快速城市化的時期，年均增長率約為1%，這段時間將持續(xù)約20～25年。年城鎮(zhèn)化率為1%，這意味著每年將有1000多萬人從農(nóng)村轉(zhuǎn)移到城市，大量的土地將被轉(zhuǎn)變?yōu)槌鞘薪ㄔO(shè)用地。快速的城市化導(dǎo)致了資源的過度消耗和環(huán)境壓力的增加。隨著建筑總量的增加和生活舒適度的提高，建筑能耗呈急劇上升的趨勢。目前，我國建筑能耗(建筑能耗、生活能耗、采暖、空調(diào)等)占社會總能耗超過30%。如果想達到中等發(fā)達國家的生活水平，將會有大量的住宅增加。

目前，世界2/5以上的水泥和1/5以上的成品鋼用于中國建筑業(yè)。約95%的建筑屬于非節(jié)能建筑，浪費了大量的資源，也給環(huán)境造成了極大的破壞。發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟已經(jīng)成為我國的主要發(fā)展戰(zhàn)略，綠色建筑作為建設(shè)領(lǐng)域循環(huán)經(jīng)濟的具體體現(xiàn)，是建設(shè)行業(yè)的發(fā)展方向。

2 綠色建筑的興起

綠色建筑作為一種顯著提高能源利用效率、降低能源消耗的方式，是解決我國能源短缺的重要途徑。事實上，中國的綠色建筑在幾年前就已經(jīng)出現(xiàn)了。曲靖被評為“十佳宜居”城市，已建成了瀟湘新區(qū)、盛世錦華、山水緣小區(qū)、玉林山水園小區(qū)等綠色生態(tài)住宅示范小區(qū)，特別是瀟湘新區(qū)，它遵重客觀的自然規(guī)律，充分利用“山、水、氣、光”等自然元素，利用周圍的環(huán)境，用地北面的瀟湘河、蒼松翠柏的寥廓山森林公園，結(jié)合用地內(nèi)的地形及地貌等特征，尊重自然、沿襲歷史，注重建筑與自然重新組合，形成人與自然和諧，城市與自然共融，創(chuàng)造具有區(qū)域特色的居住區(qū)和生活空間，協(xié)調(diào)景觀環(huán)境和生態(tài)環(huán)境，使城市居住區(qū)能夠持續(xù)發(fā)展。

綠色建筑符合時代發(fā)展潮流和人民生活需要，是建筑節(jié)能的進一步發(fā)展和優(yōu)化。綠色建筑的興起不僅順應(yīng)了世界經(jīng)濟增長方式轉(zhuǎn)變的趨勢，也是建設(shè)創(chuàng)新型國家的重要部分，發(fā)展前景廣闊。綠色建筑的發(fā)展已成為社會共識，《綠色建筑設(shè)計規(guī)范》已經(jīng)頒布，但在推廣綠色建筑方面仍有難度。因為決策者很少采用生命周期的成本分析方法來考慮節(jié)能的成本節(jié)約，以及人類健康和社會福利的效益。對這一初始成本的偏見是建筑節(jié)能的主要障礙之一。此外，節(jié)能建筑的效益往往由社會共享，初始成本由建筑開發(fā)商承擔(dān)。要推進綠色建筑，從建筑材料、建筑結(jié)構(gòu)、評價標(biāo)準(zhǔn)、建筑設(shè)計到實際管理，都需要全面創(chuàng)新。只有通過這些創(chuàng)新，才能解決人們所面臨的問題，極大地促進建筑節(jié)能和綠色節(jié)能。

因為決策者很少采用生命周期的成本分析方法來考慮節(jié)能的成本節(jié)約，以及人類健康和社會福利的效益。對這一初始成本的偏見是建筑節(jié)能的主要障礙之一。此外，節(jié)能建筑的效益往往由社會共享，初始成本由建筑開發(fā)商承擔(dān)。要推進綠色建筑，從建筑材料、建筑結(jié)構(gòu)、評價標(biāo)準(zhǔn)、建筑設(shè)計到實際管理，都需要全面創(chuàng)新。只有通過這些創(chuàng)新，才能解決我們所面臨的問題，極大地促進建筑節(jié)能和綠色節(jié)能。

3 綠色建筑設(shè)計

在確定最佳的布局方式、形狀和朝向時，充分考慮太陽能利用的要求及建筑圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計，根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c和資源條件，設(shè)計合理的通風(fēng)、照明和能源方案，利用太陽能技術(shù)，盡可能優(yōu)化建筑的能源性能。找到建筑全年能耗最低的方案是建筑走向綠色、走向節(jié)能的最重要、最基本的有效途徑之一。

3.1 總體布局

首先，區(qū)域內(nèi)環(huán)境的總體布局直接影響到建筑的能耗和區(qū)域內(nèi)環(huán)境的舒適性。道路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對總體布局與環(huán)境、基礎(chǔ)設(shè)施影響較大，它是綠地系統(tǒng)、空間環(huán)境、群體組合等的內(nèi)在聯(lián)系，也是合理組織人流、車流、自然通風(fēng)的重要框架。瀟湘新區(qū)道路網(wǎng)絡(luò)采用一種簡捷有效的交通系統(tǒng)，主干道為西南、東北布置，圍繞中部的坡地形成環(huán)路，形成不同地塊的布局形態(tài)，有較為規(guī)整的組團式布置，有的為臺地式布置，有的為階梯式布置，有的為盡端式布置，用地中部山脊部分布局較為自由、松散，形成小區(qū)的中心景觀。這樣布局有利于小區(qū)的通風(fēng)、采光、日照等，同時也使得居住區(qū)在空間上獲得了既統(tǒng)一又有變化的效果。

3.2 綠色形態(tài)設(shè)計

建筑形態(tài)選擇與太陽能有著密切的關(guān)系。通過各種建筑設(shè)計方法，充分利用太陽能，這是建筑師充分發(fā)揮綠色生態(tài)意識的體現(xiàn)。通過建筑設(shè)計，可以充分利用太陽能實現(xiàn)節(jié)能降耗，而不是簡單的片面理解“太陽能+建筑”。

根據(jù)不同區(qū)域的照明條件，選擇最佳朝向或接近最佳朝向，主要房間避開冬季主導(dǎo)風(fēng)向，若布置在不利朝向的建筑，將建筑造型傾斜成折線，上下布置陽臺(避免遮光，豐富立面效果)，以獲得最佳照明條件，充分利用太陽能，不僅使建筑體型系數(shù)小，而且減少了能耗，使北向房間在特定時間內(nèi)日照過多。

3.3 戶型設(shè)計

溫室設(shè)計、采暖、制冷占建筑住宅能耗的很大比例。夏季降溫的目的可以通過自然通風(fēng)、遮陽等技術(shù)手段實現(xiàn)，無需空調(diào)。隨著夏季周期的延長，氣溫的升高對人體舒適性的影響越來越大。增加空調(diào)機的數(shù)量以換取制冷，不利于環(huán)境保護和節(jié)能。因此，建筑的自然通風(fēng)設(shè)計成為夏季制冷、節(jié)能和環(huán)境共生的最佳選擇。

自然通風(fēng)的最終目標(biāo)是取代部分或全部現(xiàn)有的傳統(tǒng)空調(diào)和制冷系統(tǒng)。自然通風(fēng)可以降低室內(nèi)溫度而不消耗可再生能源，帶走熱空氣，達到人體的熱舒適。同時，可以減少空調(diào)的能耗，減少污染，提供清新自然的新鮮空氣，有利于人的生理和心理健康，達到節(jié)能的效果。瀟湘新區(qū)在設(shè)計中考慮自然氣候、主導(dǎo)風(fēng)向為西南風(fēng)、地形地貌和樹木植被等因數(shù)，小區(qū)內(nèi)絕大部分住宅朝向都在南北向與南偏西15°之間，聯(lián)排住宅間距13～16 m，利用戶型設(shè)計加強自然對流，通過大廳風(fēng)帶的多余熱量，促進室內(nèi)外氣流的交換，降低溫度等，以獲得良好的陽光和自然通風(fēng)條件，同時有效的降低建筑能耗。

3.4 建筑圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計

建筑圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計可以達到節(jié)能65%的目標(biāo)。通過將不同的保溫材料、遮陽方式和空調(diào)系統(tǒng)相結(jié)合，尋求以最低的初始投資和最低的運行成本為目標(biāo)的綜合技術(shù)解決方案。通過百葉窗陰影對窗戶的輻射強度的影響,玻璃幕墻的傳熱分析,演示的外墻外保溫系統(tǒng)的材料選擇,透明的材質(zhì)設(shè)計外殼結(jié)構(gòu)、熱示范和玻璃幕墻系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計,不同的保溫墻,窗戶玻璃、窗框和材質(zhì)選擇，確定最優(yōu)化的方案。

4 太陽能建筑技術(shù)

國家明確提出節(jié)能減排政策，鼓勵發(fā)展多種新型綠色能源(太陽能、風(fēng)能、地?zé)帷⒊毕艿绕渌偕Y源)的利用。太陽能作為一種清潔、可持續(xù)的可再生能源，是節(jié)約能源消耗、改善居民物質(zhì)環(huán)境的有效途徑。如何將住宅設(shè)計與太陽能利用技術(shù)相結(jié)合，已成為各國建筑設(shè)計和研究的熱點。

4.1 太陽能與建筑

作為再生能源的太陽能，正被人們所關(guān)注和重視，太陽能作為一種免費清潔的能源，在住宅建設(shè)中的利用將關(guān)系到可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。而太陽能與建筑的結(jié)合也在住宅建設(shè)意義重大，成為住宅建設(shè)的新亮點，充分利用太陽能，降低建筑能耗在社會總能耗中的比重。因此，太陽能建筑發(fā)展的最終目標(biāo)是進一步考慮太陽能利用與地?zé)崮堋L(fēng)能和自然建筑的結(jié)合，進行系統(tǒng)的優(yōu)化配置，滿足建筑人員的供給和建造者的需求。零排放建筑是太陽能利用的最高理想，隨著行業(yè)的發(fā)展，技術(shù)和人民生活水平的提高，建筑能耗也隨之提高，成為人員供給的沉重負擔(dān)，因此太陽能的運用具有重要的經(jīng)濟意義、社會意義和能源安全的戰(zhàn)略意義。

4.2 太陽能建筑技術(shù)應(yīng)用

太陽能技術(shù)在建筑中的應(yīng)用在中國起步較晚,早期的被動式太陽能房屋trump先生墻成熟的太陽能熱水器,1990年代后期,大規(guī)模集成太陽能建筑實驗的太陽能空調(diào)、太陽能光電子集成設(shè)計的建筑和它的配件和有意義的嘗試,但由于整體發(fā)展時間短,缺乏關(guān)注和研究,太陽能的使用一直很有限。目前,在多層住宅太陽能技術(shù)的應(yīng)用主要有以下問題:首先,在多層住宅太陽能技術(shù)的應(yīng)用相對簡單,主要在太陽能熱水器的使用,只能為居民提供生活熱水,沒有充分利用太陽能的潛力。二是多層住宅由于可供太陽能集熱用的建筑面積有限，加之現(xiàn)有太陽能利用技術(shù)效率較低，太陽能的使用度還不高。三是太陽能應(yīng)用具有時段性和冬夏兩季運行矛盾問題。第四，目前的太陽能技術(shù)和產(chǎn)品大多是獨立開發(fā)的，沒有與住宅結(jié)構(gòu)、設(shè)備或空間的設(shè)計有機結(jié)合。

針對多層住宅太陽能技術(shù)應(yīng)用存在的問題,考慮到經(jīng)濟和適用性,并考慮應(yīng)用程序技術(shù)的集成設(shè)計方法,應(yīng)用太陽能技術(shù)與多層住宅設(shè)計相結(jié)合,是一個非常復(fù)雜的問題,實現(xiàn)良好的適用性和經(jīng)濟性工作需要做大量的研究和實踐。所有這些的實現(xiàn)將依賴于建筑本身的手段，而不是附屬的高科技措施。如果建筑離開了生活，就會變得過于理性、冷漠和無聊。綠色思維是從建筑創(chuàng)作的構(gòu)思階段就具有可持續(xù)發(fā)展的意識，通過建筑創(chuàng)作的全過程賦予建筑以生命。

5 結(jié)語

隨著綠色建筑的推廣，越來越多的綠色建筑在城市中被“染色”。綠色建筑可以節(jié)約資源，保護環(huán)境，最大限度地減少污染，為人們提供健康、適用、高效的使用空間。