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浅谈建筑设计中绿色建筑设计的优化与结合

2022-11-30郭峰

建材发展导向 2022年22期
关键词:建筑设计绿色建筑

郭峰

(晋中市建筑勘察设计院,山西 晋中 030600)

在实施环境保护战略的同时,工程建设采用了“绿色建筑”技术来推动,同时,绿色能源的应用越来越突出,能为施工单位创造良好的经济效益。随着我国环境保护工作的深入开展,我们必须加大对环保物质的使用,采用绿色能源技术促进生态系统的良性循环。绿色建筑是一种具有特色的新型方法,通过合理的使用绿色施工技术和绿色建材,可以将施工过程中的环境污染降到最低。

1 传统建筑存在的不足和绿色建筑目前的情况

1.1 传统建筑存在的不足

随着我国建筑业的快速发展,传统的建筑设计方式已无法满足现代社会对建筑设计的需求,因此,在建设过程中存在着诸多问题。第一,建筑的质量仍需完善。影响建筑品质的因素,不仅在于材质,也在于传统的建造方法不当,导致了建筑的质量达不到要求。在建筑面积和空间方面,如果不能很好地控制,就会造成建筑设计和实际效果的偏差,从而影响到建筑质量。第二个问题是,传统的建筑设计会对环境的可持续发展产生负面的影响。在传统的建筑设计中,大部分的开发商仅仅是为了获得更高的经济效益,而忽略了对其负面影响的考虑,进而对居住环境造成了严重的损害[1]。

1.2 绿色建筑目前的情况

通过对国外城市建筑的对比分析,可以看出,我国的城市规划建设中还存在着许多问题。第一个方面是要合理地优化绿色建筑系统。我国绿色建筑起步较晚,发展时间较短,在多个领域的经验积累不足,绿色建筑的设计技术有待于提高。第二个方面是建设绿色建筑的经济链条还需要进一步完善。尽管建筑业取得了一定的进步,环保技术也得到了进一步的发展,并逐步形成了一条较为完善的产业链,但其发展仍然呈现出技术上的分散性[2]。

2 建筑工程绿色设计的基本原则

2.1 低耗能的原则

在建筑工程施工中,应根据绿色环保的思想进行设计,确定建筑的能耗、造价,保证施工的安全性,在最少成本的情况下,优化建筑环境。应将建筑需求和功能需求相结合,在施工中选择节能材料,提高循环利用效率,这样可以有效的降低项目所耗费的资源。(如图1)铝、钢等材料的再生利用效率较高,在建筑设计中合理选用,可以减少建筑废弃物的产生,达到节能效果[3]。

图1 光伏阳光房

2.2 以人为本的原则

在施工过程中,坚持“以人为本”的理念进行绿色设计,根据客户的具体需求和工程的实际,进行方案,设计,增强客户的满意程度和舒适程度。通过对建筑材料的使用情况分析,从环保和可持续发展的角度来考虑资源的利用,从而促进建筑企业的可持续发展。在建筑工程中,选用无污染、绿色、环保的建材,可以有效地降低有害物质的排放。在绿色建筑设计阶段,以市民对住宅的需求为衡量标准,有针对性地进行规划,进而提高居民的生活质量(如图2)。建筑施工是一项消耗大量能源的项目,在我国能源消耗中占有很大比重,是影响国民经济发展的重要因素。通过合理配置绿色建筑技术,将其与建筑设计相结合,可以有效地改善建筑施工质量,实现节能减排[4]。

图2 现代农业产业园

2.3 减轻环境污染的原则

目前,我国建筑行业面临的主要问题是能源消耗和环境污染。绿色意识已深入人心,但项目的建设势必会对周围环境产生影响。在节能环保领域,水泥,混凝土,涂料等环保产品,新的能源、新技术,如地源热泵、太阳能等,能够有效减轻建筑环境的污染。

2.4 整体美化的原则

“绿色建筑”是对目前环保建筑技术及环保的政策的一种回应,它能够创造出符合环境要求的居住环境。大体来说,审美原则是这样的。首先,在经济发展的今天,人们对美学的需求也在不断地变化。其次,当代人类审美观念逐渐改变,融入了环保理念,让建筑与自然和谐共存。

2.5 因地制宜的原则

“因地制宜”主要体现在两个方面:一是要结合本地的实际情况进行规划,以达到提高资源利用和减少生态破坏的目的。此外,在国家的要求下,旧城区的开发工作正在如火如荼的进行,“因地制宜”,即在原有的基础上进行合理的规划,使现有的资源得到最大限度的利用,减少环境污染,改善建筑物的更新与改建。在建筑设计时,应明确我国各地的气候特点,根据项目所在地的气候特点,进行施工方案的设计。在设计北部地区时,应增加施工湿度,注意保温,在设计南部区域时,因其具有高温、降雨量大等特性,所以,在进行绿色建筑的设计时,要根据气温变化等因素,对其进行合理的设计,保证建筑物的排水性能。在建筑设计中,按照“因地制宜”的原则,使建筑设计更加合理和环保[5]。

2.6 少量化的原则

小型化的第一个原理,就是内部的装饰,一些年轻人喜欢简单的装饰,用一些比较简单的东西,就能把内部空间扩大,这样既能节省材料,又能节省装修成本,一举两得(如图3)。其次,在施工中采用“减量”的原则,不仅可以确保施工质量,而且能节约大量的材料,比如现在流行的装配方式,可以节约材料、节约成本、改善建筑质量。因此,减少数量也是绿色建筑技术的准则。

图3 生态酒店

3 绿色建筑设计需要关注的内容

3.1 因地制宜

在建筑设计时,应明确我国各地的气候特点,根据项目所在地的气候特点,进行施工方案的设计。在设计北部地区时,应增加施工湿度,注意保温,在设计南部区域时,因其具有高温、降雨量大等特性,因此,在进行绿色建筑的设计时,要根据气温变化等因素,对其进行合理的设计。

3.2 设计目标

在进行建筑设计时,必须明确绿色建筑的设计目标,并根据设计施工的具体要求,根据设计的要求来进行工程建设,合理运用绿色建筑技术,做好前期调查工作,根据现场的具体条件,搜集有关该项目的有关资料,根据施工情况和周围的环境,制定相应的建设方案。这样,就能根据合理的规划,迅速地组织施工队伍,完成工程的工作。采用有针对性的设计方案,能有效地避免设计更改等问题,有效提高材料利用率和降低项目造价[7]。

3.3 施工材料

建筑施工与建筑设计有着紧密的联系,因此,在绿色建筑中,必须重视建材的使用,并根据绿色建筑的需求,选用合适的建材,以达到绿色工程的目的。明确建筑设计的施工需求,选用绿色、环保的原材料(如图4)。选择材料时,重点放在材料供应商身上,考察他们的资质,了解他们在市场上的信誉,以及他们提供的材料样本,保证没有质量问题的物料,满足工程的质量需求。所选用的建材必须具有环境友好性质,使用这些材料时不会产生有毒和危险。在选用建材时,要考虑材料的品质和造价,并进行横向比较,从多种环境友好的材料中选出经济价值最高的一种。建筑周边的材质要具有自动调节温度的功能,利用这种材质可以保持内外温度的相对均衡。进行绿色建筑的设计,首先要明确材料的化学成分,在施工之前要对其进行性能测试,在工程中严禁使用有毒建材[8]。

图4 绿色环保的建筑材料

3.4 能源因素

在绿色建筑的设计中,应尽可能地选用可再生的资源。比如太阳能,地热,风能,水能等,以减少成本和费用。这种能量不但可以回收,而且可以最大限度的发挥其功能,将内外相融,达到最大限度的利用。

4 绿色建筑技术的分析

4.1 水资源循环

当前我国水资源的现状是:人均水资源比重偏低、南北分布不平衡,使得水资源越来越珍贵。将“绿色”技术应用于建筑工程,必须从提高用水量、实现节约用水的目标入手。比如说,在建筑施工现场里面,可以建立一个雨水收集系统,收集雨水,再进行一些简单的加工处理,这些雨水可以作为主要的水源,比如用于生活用水,以及其他的设施。甚至还可以用于一些独特的景观,可以作为装饰品,使得建筑的效率得到很大程度的提升,从而达到对水循环利用的目的[9]。

4.2 绿色节能暖通

为了使建筑物通热量,满足人们的居住需求,在建筑物内安装供暖设备是必要的。为了使暖通工程更环保、更高效,需要做好规划,比如:建筑物可以提高对自然风能的利用,节约能源,通风更有利于人体的呼吸,因此,建筑布局要南北贯通,这样可以使房间里的空气流动,提高房间的舒适度。就算不是按照南北方向的布局,也可以用改造窗户、改门等方式来实现。其次,建筑中的暖通节能也体现在了建筑中,根据有关环保、节能等相关法规,做好室内保温,选用可回收的保温材料,减少能源的消耗[10]。

4.3 天然资源应用

大自然赋予了大量的资源,例如风能、太阳能、雨水等,这些都是通过合理利用来实现的。太阳能能产生电能,能够为生产和生活提供能量,同时也能减少能源消耗,通过减少环境污染,实现节能。替代室内照明,采用风能,减少非再生能源,如煤,以雨来代替日常生活用水的一部分,以雨来灌溉耕地,减少水资源的使用。该技术能够有效地减少非再生能源的使用,达到节能的目的[11]。

4.4 绿色环保材料的应用

在室内装修设计时,应选用绿色环保的建筑材料,具有可以再生,污染少,对人体有益的特点。比如现在的建筑项目中空玻璃在环保上有很大的优势,它在保温、隔热、透射等方面都优于一般玻璃,同时它的反射率也很高,隔音效果也很好,是工程上最好的玻璃材质。另外,在设计时要注重使用环保理念,使用不含汞的节能灯,目前最好的解决办法是使用白光LED(如图5)。

图5 白光LED灯

根据相关资料,白光LED灯不含有汞,不会对周边环境产生任何影响,白光LED灯的能耗只有普通灯具的十分之一,使用寿命更长,安装简单,无需专业的技术人员,在使用期届满时,可以将其循环利用,避免产生废料。

5 绿色建筑设计在建筑设计中优化与结合的措施

5.1 前期规划优化设计

在进行绿色建筑的规划和设计前,必须对其进行全面的了解,并结合项目的真实所需和实际情况,对其进行规划。因此,在建设前,应对现场进行实地勘察,对其数据作详尽的记录,了解其工作地温度、气候特征,并结合其所处的环境、,有针对性地分析与设计,确保工作的有效性。在建筑设计时,应加强与建筑物的联系,加大室内光照,以确保室内温度、日照,减少室内对照明的要求,达到了节能减排的目的[12]。

建筑的设计和策划是一个很重要的工作,一旦项目审批完毕,就很难再做任何的改动。为了更好的将绿色建筑技术与设计理念相结合,就必须要将建筑周边的各种环境和气候因素综合起来,通过仿真技术来进行详细的分析,同时也考虑到太阳能、风能等方面的问题,并提出合理的解决措施。此外,还要用仿真技术来进行整个空间的规划设计,并根据采光和与周边环境的适应性,不断地进行调整,以确保建筑照明达到国家规定的要求。同时,为了保证建筑具有良好的通风性能,必须通过对室内和室外的总体布置进行仿真工作,从而获得最佳的建筑设计方案。

5.2 节能设计的优化与结合

在绿色建筑的设计中,应将风能、太阳能、地热能作为首选。随着科学技术的发展,我们要充分利用科学技术来实现节能和环境保护的有机结合,真正提升绿色建筑的品质。

与传统的建筑设计相比,在进行绿色建筑的时候,必须要考虑到节能的问题,所以在设计的时候,必须要采用定量分析的方法。传统的建筑设计注重节省成本,忽略了节能的作用,因而无法对其进行具体的定量分析。如此一来,以后的建筑就很难达到节能的目的。而在建筑设计的过程当中所运用到的量化分析的方法,就是利用电脑来预测和分析建筑的使用情况,从而做出相应的调整。基于此,建筑的节能效果得到根本性的改善。同时,在进行绿色建筑设计的时候,一定要将建筑设计和绿色环保的概念结合起来,等设计完成之后,再对其进行定量的分析。只有做到最大限度地提升建筑的节能效益,才能从根本上达到绿色建筑的终极目的。不仅如此,在建筑的外部设计上,也要注意环保和节能的要求[13]。

5.3 环境保护与气候适应性的优化

气候和环境是建筑项目最重要的因素,可以从以往的环境保护项目中得到验证。在施工过程中,要密切关注气候的变化,根据节能、环保等各方面的需要,调整施工工艺,并采取相应的技术措施来解决环境问题。随着建筑行业及其相关产业的快速发展,城市的生态环境质量日益恶化,单凭绿色建筑的设计已很难改变城市的现状。因此,在注重环保的基础上,将环境适应性理念和建筑结构有机地结合起来,使得建筑的结构设计更为合理,因此,降低了气候变化对建筑结构的负面影响。而绿色建筑的一个重要目的,就是让它与周围的环境融为一体。所以,在进行绿色建筑的设计时,必须要考虑到环境的适应性。从之前的施工经验来看,绿色建筑设计往往有着很强的地域性,由于不同区域的气候差异,所以要想实现绿色建筑的最佳效果,就必须符合当地的气候条件。因此,在进行绿色建筑时,应充分考虑周边环境的舒适度、安全性和经济性。此外,要想达到更好的效果,就必须与建筑周边的地理环境相结合。尤其是在建筑的外观设计上,为了凸显建筑的地域特色,在设计的时候,不仅要将天气等地理条件也考虑进去,还要考虑到建筑的文化特色,让建筑与当地人的审美要求相一致,从而能够从多方面满足人们对建筑各个功能的需要[14]。

5.4 节能与建筑形态设计的优化结合

5.4.1 建筑方案设计环节

建筑方案设计要从节能环保的观点出发,从设计方法、形式设计、造型等方面进行了探讨,强化绿色建筑设计,选择定量方法,进行数值模拟设计,分析建筑能源消耗等问题。要使绿色建筑整体的设计质量得到有效提高,除了要注重外观,还要将绿色科技与造型结合起来,以达到美化和节约能源的效果。随着我国城市化进程的加快,城市人口的日益增多,住房需求日益增长。随着我国建筑业的快速发展,加速建筑的绿色设计,对建筑造型进行更新与改造已成为当务之急。重视遮荫与采光的需求,运用绿色建筑技术改善室内的遮光状况,如夏季使用百叶窗帘调节室内阳光,以及利用百叶窗帘调节室内温度。

5.4.2 围护结构优化设计

在建筑设计上着重于围护结构,以北方地区为例,着重于外墙的隔热设计,运用节能技术,提高隔热和保密性,选择具有良好保温特性的建筑材料用于建筑外墙。另外,如果在某个部位出现裂缝,不仅会降低结构的可靠性,还会造成热量损失。屋面的建筑节能可以通过使用倒立保温材料和防水卷材来改善屋面的防水,采用正铺保温材料,不仅能有效地抵抗暴风雪,而且还能改善屋面的温度控制。

5.5 绿色理念的优化与结合

把绿色理念和绿色建筑有机地结合在一起,运用先进的绿色高效施工技术,是建设工程质量的重要保证。首先要借鉴国外的绿色建筑技术,结合中国国情,选择符合中国国情的绿色建筑。其次,绿色理念是推动人类社会发展的动力。绿色建筑涉及到的领域非常广泛,各个产业之间存在着联系,彼此之间没有什么联系,在推行绿色建筑时,应注重对建筑节能技术的优化与集成,以促进建筑节能技术的应用,确保工程施工的总体水平。

6 结语

在环境保护策略的实施过程中,建筑企业必须迅速地进行设计理念的调整,并在建设过程中采用绿色建筑技术,在满足广大群众技术需求的前提下,创新建筑设计方法,改善建筑节能控制,降低工程对材料和能量的消耗,促进社会和经济的良性循环。当前,建筑工作者应加强对各种绿色建筑技术的研究,并根据工程设计的需要,将绿色建筑与建筑设计相结合,达到建筑的最佳效果,实现工程造价的控制。

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