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浅析建筑整体环境性能设计

2016-04-10

四川水泥 2016年3期
关键词:整体性能环境

应 颖

(南京东晓通信科技有限公司)

浅析建筑整体环境性能设计

应 颖

(南京东晓通信科技有限公司)

生态环境问题和能源危机己经直接威胁了人类的生存和发展,而在所有人类活动中,建筑活动又是人类对自然资源和环境影响最大的活动之一。无论出于对生态环境的保护和修复,还是仅仅出于维持人类子孙后代的生存条件,提高建筑整体环境性能己经成为迫在眉睫的事情。

建筑;整体环境;性能设计

一、建筑整体环境性能设计的内容

国际化标准组织在其发布的ISO TC 59(2002a) 中,对建筑整体环境性能评价建议包含以下内容:室内环境、能源、材料与资源、对周边环境的冲击、服务质量、室外环境等。绿色建筑设计和建筑节能设计均涵盖于建筑整体环境性能能范畴:我国《绿色建筑评价标准》(GB/T 50378-2006) 的公共建筑评价部分由土地、能源、水、材料4方面的资源利用和节约使用,以及室内环境质量控制和建筑物运营管理等6大类评价指标组成;与节能审查相关的建筑节能设计( 以《广州建筑节能设计说明专篇》中公共建筑部分为例),涵盖了ISO 中“能源”部分。两者涉及的设计内容各有侧重,但均为环境性能一个或几个方面的体现。

二、建筑整体环境性能设计的原则

1. 适应项目特有的设计条件,因况制宜

项目特有的设计条件,可理解为从建设项目立项之初即就被决定的,不受人因素所影响的客观因素,包括:基地的气候和环境条件、基地现状、建设当的资源条件和项目要求等4 类。设计条件是判断技术措施的合理性和具体运形式提供了重要依据,因此,因况制宜设计原则中最重要的一项。

2.被动优先原则

被动设计即指利用自然风、太阳光等自然资源,通过建筑手法解决建筑物通风、采光、室内温度等需求,以减少对设备的依赖;在必需使用设备系统的情况下,应优先选用非用能设备。被动技术多数为建筑手段,其建设投资和维护费用都比较低,日常维护也比较容易,只要设计得当,再配合计算机模拟技术进行量化评估和优化,使用效果可以得到良好保证。

3. 适用优先原则

环境性能技术措施的适用性是一个动态的概念:由于功能、类型、所处环境、地域的不同,建筑的能源消耗特点及所产生的环境影响因此各异,设计策略的适用程度和设计需要重点解决的问题同时随之变化。国际上常用“建筑全寿命周期碳排量”和“投资回报率(ROI)”等方法,从建筑环境负荷和投资经济性两方面对环境性能设计措施进行适用性权衡。我国在投资经济性方面的评价通常使用“静态回收期”的概念,而建筑环境负荷方面则暂时还没有自己的碳排量核算标准体系。

4.结果优先原则

即使某项技术措施对项目而言是适用的,但在设计深化过程中仍然需要进行不断优化,以保证其环境效益。因此,在经过适用性选择之后,还需对技术措施进行以运作结果为导向的“调试”甚至进一步“开发”。“结果”包含两方面内容,一是单项措施的运作结果,二是所有措施整体运作的最终结果;而后者又比前者更为重要。

三、建筑整体环境性能设计中存在的问题

节能审查制度的实施范围决定了建筑节能设计是国内目前最为普及,在建筑设计工作中影响范围最广的环境性能设计工作。节能审查制度的强制推行对落实建筑节能工作起了直接而重要的行政监管以及引导作用。由于目前现阶段的建筑节能设计主要面向材料、构造、设备等方面,属于设计流程中建筑布局、朝向、体型设计之后的子环节。由于后者决定了建筑物基础能耗的高低,且到了材料和构造设计阶段基本不作更改,如果由于上述基本设计有所不足而造成材料构造方案无法满足节能设计要求,那么设计人员通常避免牵动至上一个设计阶段的建筑布局、朝向、体型设计,而选择在当前阶段对材料构造进行修改优化;但无论对材料构造再进行怎样优化,提高环境性能的效果通常比较有限,或者需要使用内化能相对较高的材料来满足节能计算。节能设计流程仅在建筑设计过程中的材料构造阶段为环境性能设计提供参考,而对从整体上提高建筑整体环境性能能则仍不全面;而节能设计的标准也不适宜直接套用于环境性能设计中。

四、提高建筑整体环境性能设计的策略

1.计内容应涵盖建筑物各部分,设计目标应贯穿整个过程

由于建筑整体环境性能能是一个整合的概念,各组成部分对整体性能的提升均具有不可忽略的作用。改善建筑整体环境性能能需要从整体上进行,并非仅通过优化一扇窗一堵墙而实现;同时,建筑设计是一个从宏观层面( 规划、场地布局)逐步细化至微观层面( 材料构造) 的过程,所有阶段的工作都在前一阶段设计成果的基础上进行。宏观层面的环境性能设计对建筑整体性能的提升比微观层面的局部改善更具明显效果。因此,环境性能设计应涵盖建筑物的所有方面,同时将设计目标贯穿过程始末。

2. 设计工作应进行适当的阶段划分

划分首先需要符合一般建筑方案设计及深化过程的特点。建筑整体环境性能能属于建筑物综合性能在环境效益方面的体现,因此,环境性能设计与一般方案设计具有同样的思维深化过程,对其进行工作阶段划分,应首先符合建筑方案设计“规划及场地布局—建筑体型及室内空间—材料构造”的从宏观到微观的过程特点。

进行评价决策的节点,利用“依赖关系结构矩阵理论(DDSM)”的方法,将设计工作划分为具有明确序列关系的两个阶段,尤其对于存在明显“影响/ 依赖”关系的两部分工作,“影响方”的性能效果是决定“依赖方”最终效果的重要因素。如:风、太阳光等自然环境能量作用在建筑物上,建筑物外表面形成的不同程度的能量分布很大程度决定了室内环境的采光通风和热舒适度,以及建筑方案对室外次生环境的影响;同时,它也决定了建筑物在外围护结构的形式、材料、构造等方面所需解决和消除的外界环境不利影响程度之高低。因此,包括建筑布局、间距、朝向、体形在内的建筑物外边界形态设计,应先于外围护材料构造等细化设计而进行。

作阶段划分可以更为细化,如:在建筑表皮细化中,“外围护结构形式设计”与“墙体门窗材料构造设计”可进一步划分为两个阶段,以确保合适的建筑窗墙比和外围护形式不会导致夏季得热过多或采光不足。

3.阶段加入决策环节,同时配以合适的决策标准

建筑方案的发展方向受设计决策标准的影响,因此,各阶段除设计内容外还应设置决策环节,使阶段成果得到及时评估和优化;决策环节还需配以适宜的决策原则:“因况制宜”和3 个“优先”应作为决策标准的制定原则,并据此判断措施的适用性、权重系数,以及措施的开发运用程度等。其中,“草图构思”阶段是建筑师根据调研结果和对环境性能措施进行分析筛选的结果作为设计依据,进行思维创作并提出概念性方案的环节,可仅着重考虑概念方案在经济、实用、美观等方面的表现;后续阶段则需要从宏观到微观对建筑方进行全面的环境性能评估及优化,其决策标准可以由设计团队、业主等项目参与者根据项目的设计条件、设计定位、设计目标等内容,在符合环境性能设计要求的前提下灵活确定。

结论

在以往的建筑设计过程中,设计方案的构思、深化及决策判断常只以概念、功能组织作为出发点,对环境、气候、采光、通风等方面的考虑只限于较为粗浅或较为片面的定性思考,缺乏综合评估和判断。在环境问题口益严峻的今天,理应在方案设计过程中把对建筑整体环境性能能的综合考量作为决策判断权衡的一个重要因素,即依据建筑整体环境性能能的特点和设计要求,在设计流程中加入对环境的综合分析和取舍。

[1]沈克宁.设计方法论并非设计方法[J].华中建筑,2013.

[2]刘聪.绿色建筑并行设计过程研究[J].城市建筑,2014.

[3]王益.绿色建筑的绿色性与设计流程[J].工程与建设,2014.

[4]肖毅强.“临时性建筑”概念的发展分析[J].建筑学报,2013.

应颖(1986.9-)女;江苏;学士学位;建筑师;初级工程师;建筑环境性能设计;南京东晓通信科技有限公司

TU7

B

1007-6344(2016)03-0117-01

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