被動式綠色建筑設計要點的思考

李殊婷

(西華大學美術與設計學院 成都 610097)

1 何為綠色建筑的被動式設計

綠色建筑的設計主要分為兩種,第一是主動式設計,第二則為被動式設計。被動式的綠色建筑設計是綠色建筑的基礎,其設計是否科學合理將會直接決定著綠色建筑的“核心體質”。若要建造一個優秀的綠色建筑,那么綠色這一概念則應該成為建筑本身固有的特性,而非將其作為賣點去迎合受眾,成為銷售建筑的捷徑。因此,綠色建筑首先就要借助于被動式設計夯實其“核心體質”,實現真正的綠色。而非一味的用技術堆砌來實現建筑中的“綠色”,這種“綠色”只是流于表面的綠色,而非環境之綠、環保之綠、自然之綠。而綠色建筑的被動式設計大致是指在自然界的力量和資源中尋找其運作變化的自然原理,例如陽光、氣候、溫度、風力等自然之力。順應這些自然的力量,盡最大限度的降低對常規性資源的損耗,經由相關專業人士的規劃、設計等措施來建造建筑物體,并改造、改善甚至于創作舒適的建筑環境。被動式綠色建筑的顯著特點就是其技術具有簡單且普遍適用的特點,技術能夠覆蓋整個建筑設計過程,有較強的適應性。對于地方化、多樣化的建筑形式而言,被動式設計也依舊能起到極大的積極作用。此外,為了更好地推行和實現被動式的綠色建筑設計,相關專業人員可以從綠色建筑的建造選址、布局規劃、實際設計甚至于材料選用等實際操作環節入手,從這些環節入手開展綠色建筑的被動式設計[1]。

2 被動式綠色建筑設計的具體要點

2.1 在綠色建筑的建造選址上

當一個建筑項目正式立項之后,首先最重要的任務就是確定該綠色建筑的建造地址,對該選址的周圍環境、地質地貌以及該區域的氣候降水等方面進行詳細的考察,以便能夠對可利用的資源諸如風力、水力、陽光等進行最大限度的分析及充分利用。并通過對上述資源的平均值、極高值、極低值、逐時值等數據的了解結合其特點來確定合理的建造綠色建筑時所需要使用的被動式技術。例如,在對選址區域的氣候溫度進行考察了解之后,確定該綠色建筑究竟是需要保溫材料還是散熱材料,又該采用何種被動式技術來達成保溫或者是散熱的要求。如果該綠色建筑既需要一定的保溫又需要一定的散熱,那么相關人員就需要確定何時需要保溫何時需要散熱,并確定用何種被動式技術達成這一目的。此外,單單只是對該選址的氣候溫度進行考察了解是不足夠的,還需要對地形地貌進行一定的分析,因為地形地貌會對當地的氣候降水產生一定的影響,進而也會對該建筑產生或積極或消極的影響。同時,不同復雜程度的地形地貌也會對該建筑的設計產生影響,只有基于對該建筑選址周邊地形地貌的充分了解下,才能更好地實現建筑與當地地形地貌的融合,使建筑與環境和平相處,進而達到綠色建筑保護環境的目的[2]。

2.2 在綠色建筑的規劃布局上

在對建筑選址的氣候、溫度、降水、地形地貌進行充分的了解,并確定好一個適宜的建造地址之后,相關專業人員還需要結合氣候、溫度、降水以及地形地貌對建造選址進行科學合理的規劃布局。例如根據該區域的風力強度、風的方向來規劃布局建筑物的朝向和通風方向,同時在對通風問題進行規劃布局時還需要考慮到因為地形高低差異而產生的地形風,通過對地形地貌常規風向的充分了解來盡最大限度的實現建筑物的夏季通風和冬季擋風的目的。此外,還可以對該區域日常的日照強度、太陽直射的角度進行考察了解來實現建筑物間距距離的規劃布局,根據日常輻射的現實情況來實現對太陽能利用的規劃布局,根據降水量的多少強弱來實現對建筑物排水的規劃布局。由此可見,該建筑每一個細節的處理都需要對該建筑所在的區域的諸多要素進行充分的考察了解,并結合上述要素的因地制宜有針對性地對該建筑進行規劃布局。總之,在前期的綠色建筑被動式設計階段,對上述要素進行越充分的考察了解,那么在后續建造階段所需要投入的成本也將會越低,且其綠色的效果也會更顯著。唯有充分的做好被動式設計的規劃布局作業,才能夠盡最大限度地改善創造綠色建筑的舒適度,并推動該綠色建筑被動式設計朝著更好更快的方向發展[3]。

2.3 綠色建筑單體設計

2.3.1 綠色建筑單體體形設計

被動式綠色建筑在設計過程中還需要注重對該綠色建筑的建筑體形的設計。不同體形的綠色建筑將會產生不同的能源損耗和可利用資源的利用差異。因此,在設計綠色建筑的過程中,需要對綠色建筑的單體體形予以充分的考察了解,進而從諸多的體形設計方案中遴選出最佳的體形設計方案。在對能源損耗這一方面,綠色建筑的體形的影響往往是相對比較突出的,建筑物的表面積大小會直接影響建筑物的散熱的水平,進而由于在散熱上的差異形成一定的能源耗損。鑒于此,被動式綠色建筑在設計的過程中,相關專業人員需要在條件許可的情況之下,優先選擇表面積較小的建筑體形設計方案,以避免因為建筑體形過大而造成能源耗損的情況的發生。通過對綠色建筑體形的有效控制來實現對建筑物體形系數、傳熱能力等方面的控制。同時,在對綠色建筑體形的設計過程中相關設計人員還需要考慮到建筑行業的相關法令法規以及行業規范的標準要求,避免本末倒置,因為過于追求綠色建筑表面積的最小化而導致體形系數過低不符合法令法規以及行業規范現象的發生。過低的體形系數會導致該綠色建筑在后續的應用中無法將自身的價值最大最優的發揮出來。此外,在綠色建筑體形的設計過程中,還需要將戶型問題納入考量設計范圍之中,相關設計人員需要對不同戶型的空間利用予以綜合全面的考量。在滿足不同戶型需求,盡最大化的空間利用的基礎上優化綠色建筑的單體體形,既避免能源的過渡耗損問題,又能夠增加其實用價值。進而推動綠色建筑在我國建筑行業中的長期健康發展[4]。

2.3.2 綠色建筑的物理性能設計

在對綠色建筑的設計過程中,該綠色建筑的物理性能設計同樣是被動式設計中一個十分重要的設計要點。所謂綠色建筑的物理性能設計主要包括以下幾方面:第一是對綠色建筑整體的物理保溫隔熱性能的設計;第二是對綠色建筑的外圍護欄結構的物理保溫隔熱性能的設計。同時在對這些部分進行物理保溫隔熱的設計時,在被動式設計的過程中,需要考慮到該綠色建筑所在區域的氣候情況、日常的溫度情況等。通過對這些影響溫度的要素予以充分綜合的考察調研來確定該綠色建筑在物理保溫隔熱設計上的最優方案,采用適宜的技術來實現該綠色建筑整體及外圍護欄的保溫隔熱。

2.4 在綠色建筑的平剖面設計上

在對綠色建筑進行被動式設計的過程中,科學合理的平面布局設計同樣也是設計要點之一,科學合理的平剖面設計在綠色建筑的應用過程中承擔著不可或缺的重要作用,科學合理的平剖面設計不僅僅能夠使該綠色建筑的使用效率最優化還能夠營造出一個舒適良好的室內環境,為使用者帶來最大的舒適感。但是,為了達到上述要求,單單是依靠平面的設計是不足夠的,還需要通過剖面的設計來推動該綠色建筑整體功能和環境方面的優化。因此,為了提升綠色建筑的使用效率和舒適度需要從平面設計和剖面設計綜合入手。根據用戶對環境品質的具體要求來開展平剖面設計作業,將綠色建筑的空間分為主要活動空間和次要的活動空間,主要的活動空間需要安排在環境相對較好,采光較好的區域,至于不重要的次要活動空間則可以安排在環境略差的區域。通過科學合理的平剖面設計來實現空間的最優化利用和舒適度的最大化。

2.5 在綠色建筑的自然采光設計上

在綠色建筑的被動式設計過程中,綠色建筑的自然采光同樣也是設計作業的要點之一,自然采光能力的高低將會直接影響人工照明的使用率,進而關系著能源的損耗。而影響自然采光的要素有以下幾方面:例如建筑物的進深、建筑物開窗面積的大小、建筑物的遮陽設施甚至于窗戶表面的玻璃鍍膜都會對自然采光產生一定的影響。因此,為了降低能源的耗損,可以從提升自然采光水平入手。例如降低建筑物的進深、增加開窗的面積、使用沒有鍍膜的玻璃窗等都將有效地提升自然采光的水平。但是同樣自然采光的增加也會在一定程度上增加能源的耗損問題,因此,在自然采光和能源耗損上如何平衡取舍也是一個需要關注的問題。鑒于這一問題,需要科學合理地對建筑物的自然采光進行設計作業,在設計的過程中要進行全面綜合的考慮,必要或者條件許可的情況下,相關人員可以通過模擬試驗的方式來確定自然采光和能源耗損的最佳平衡方案。綜上所述,隨著社會各界對于綠色環保的需求,綠色建筑這一新興事物開始在我國建筑行業內興起,但是同樣的作為新事物,綠色建筑的發展也存在著或大或小的弊病。因此,為了解決我國綠色建筑發展所存在的問題,為了更好地推動綠色建筑在我國的發展,需要從綠色建筑的被動式設計入手,通過控制一系列的設計要點,選擇適宜的設計方式,達到設計的最優化,實現綠色建筑更好更快更優的發展。