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绿色建筑设计方案十篇

发布时间:2024-04-25 19:47:14

绿色建筑设计方案篇1

关键词:绿色建筑;设计原则;设计内容

建筑业能源消耗较大,而且各种建材在制造和施工过程中都会产生大量的废气、废液、废渣,严重的污染了环境。近些年随着经济发展和人民生活水平的提高,节能减排、低碳生活成为了人们关注的热点。这种背景下,绿色建筑应运而生,大量的科研人员和工程设计人员投入绿色建筑的研究与设计中,取得了一定的成绩。本文针对绿色建筑方案设计,进行了分析探讨,希望可以为我国的绿色建筑事业研究人员提供借鉴。

1绿色建筑特性概述

绿色建筑是指建筑物在设计、施工、使用运营阶段都能够充分考虑环境因素,减少环境污染,具有生态性、安全舒适性、先进性等特点。(1)绿色建筑具有生态性的特点,在设计施工过程中重视环境保护,做到因地制宜,根据现场条件选择合适的技术手段,减少环境污染,同时尽量选用可再生可回收材料作为建筑用材。(2)绿色建筑在设计施工各个方面都应该考虑人们居住的安全性和舒适度。避免地质灾害、洪涝灾害易发生地段建造,选择的建筑用材也因符合人体健康的要求,建筑本身以及周围环境都能给人带来愉悦感,满足人们对舒适的要求(3)绿色建筑具有较高的科技含量,智能化自动化兼备,拥有技术上的先进性,从而在减少污染,降低投资以及提高舒适度方面拥有较大的优势。

2绿色建筑方案设计原则

(1)绿色建筑方案设计时应遵循以人为本的原则,为人们建造舒适度较高的建筑物。

(2)绿色建筑方案设计时应遵循节约能源的原则,作为耗能大户,建筑业给环境污染带来了极大的威胁。绿色建筑方案设计时应选择低能耗的工艺和可回收再利用的材料,以减少资源消耗,提高材料利用率,保护环境。

(3)绿色建筑方案设计时应遵循经济性原则,进行设计时,不可盲目追求宏大和华丽,应该根据建筑当地特点和自身条件,选择成本适宜且环保效果良好的方案。

3绿色建筑方案设计要点

(1)节约用地

我国虽然幅员辽阔,但是人口众多,人均用地十分有限,绿色建筑方案设计就应该充分考虑这一特点,结合规划特点,选择合适的位置布置建筑物走向,充分利用有限的土地资源。

(2)节约能源和材料

绿色建筑要做好能源和材料节约,应从以下几个方面入手:

①体型设计

建筑节能在一定程度上来说,跟其体型息息相关。在相同容积的前提下,表面积较大的建筑保温效果较差,夏天室内温度提升较快,冬天则相反,因此需要通过采用制冷或者采暖手段解决室内舒适度的问题。因此,从建筑体型设计上节能的重要措施就是设计出表面积与体积比值较小的建筑,大多数高层建筑符合这一要求,因此条件具备时,可多建造高层建筑,不但节约土地资源还可以降低能耗。

②维护结构设计

为达到绿色建筑的标准,维护结构可以采用隔热较好的保温材料和真空玻璃来减少能源消耗;可根据建筑物所在地日照特点,设置合适的外遮阳结构,该结构在夏季温度较高时,可以有效的遮挡阳光,减少空调消耗,在冬季寒冷时期,又不影响采光取暖的要求。另外,地面楼板也应考虑热阻断设置。总之绿色建筑方案设计中维护结构应尽量做到隔热保温以满足降低能耗的要求。

③节水设计

绿色建筑中应设置合理科学的节水器具,并通过完善的给排水系统达到节约水资源的目的,可根据不同的用途设置水表,合理的利用管网压力,积极开发水循环系统,生活废水合理排放,无污染的废弃水可引流灌溉园林绿地。

4结束语

随着经济发展、社会进步,建筑业业迅猛发展,但建筑业能源消耗较大,而且各种建材在制造和施工过程中都会产生大量的废气、废液、废渣,严重的污染了环境,这种背景下,绿色建筑越来越受到土木工程师的青睐,大量的科研人员和工程设计人员投入绿色建筑的研究与设计中,取得了一定的成绩。本文从生态性、安全舒适性、先进性方面介绍了绿色建筑的基本概念,分析了绿色建筑方案设计的基本原则,在节地、节能、节水等方面阐述了绿色建筑方案设计的要点,旨在指导实践,为绿色建筑的发展提供了一些思想和方法。随着人们对绿色建筑的认识不断增高,我国绿色建筑科技投入的不断增大,绿色建筑必将迎来发展的春天。

参考文献

[1]李雪平.浅议绿色建筑设计[J].工业建筑,2006(10):21~24.

[2]童伟.绿色建筑设计理念在工业建筑设计中的体现[J].建材技术与应用,2012(3):29~31.

[3]李献军.浅谈绿色建筑设计理念在建筑设计中的原则及体现[J].建筑工程技术与设计,2015(10):523.

绿色建筑设计方案篇2

关键词:绿色生态住宅;住区规划;居住建筑设计;节能环保

abstract:thegreenecologicalresidentialbuildinghealthyenvironmentalprotectionhasbecomethedevelopmenttrendofmodernresidentialbuildings,thispapermakesadetailedanalysisofthepracticeofarchitecturaldesign,describesthebasiccharacteristicsanddesignpointsofgreenecologicalresidentialconstruction,andanalysesthethinkingofbuildingdesignofgreenecologicalresidencewithregionalcharacteristics.practicehasproved,thegreenecologicalresidentialbuildingisthefutureofbuildingsustainabledevelopmentdirection.

Keywords:residentialgreenecologicalresidentialdistrict;planning;designofresidentialbuildings;energysavingandenvironmentalprotection

中图分类号:te08文献标识码:a文章编号:

近几年,我国住宅市场发展迅速,住宅设计从生存型逐步向功能型、舒适型转变,开始出现体现人文关怀、节能环保、科技创新理念的住宅。绿色生态住宅充分利用环境自然资源,以有益于生态、健康、节能为宗旨,确保生态系统的良性循环,确保居住者在身体上、精神上、社会上完全处于良好状态,从而实现人与自然的融合,建成人与自然双赢的住宅。笔者通过对某住宅小区建筑设计的分析,从生态住宅的组成要素、生态住宅的类型及特点,对绿色生态住宅进行了讨论,并提出了建设生态住宅的建议,旨在为今后的绿色生态住宅建设提供借鉴与参考。

1住宅区规划设计

建筑物布局不合理,会导致居住区局部气候恶化。当建筑师们在对建筑住宅区进行规划时,更为常见的做法是过多地把注意力集中在建筑平面的功能布置、美观设计及空间利用上,而很少考虑高层、高密度建筑群中气流流动情况对人的影响。事实上,良好的室外风环境,不仅意味着在冬季风速太大时不会在住区内出现人们举步维艰的情况,还应该在炎热夏季有利于室内自然通风。从这一点上来说,在规划设计中仅仅考虑对盛行风简单设置屏障的做法显然是不够的。同时,住宅区周围建筑的热环境不仅和气流流动有关,同时还和住宅区建筑周围的辐射系统有关。受住宅设计中建筑密度、建筑材料、建筑布局、绿地率和水景设施等因素的影响,住宅区室外气温有可能出现“热岛”现象。“热岛”现象在夏季的出现,不仅会使人们高温中暑的机率变大,同时还促使光化学烟雾的形成,加重污染,并增加建筑的空调能耗。合理地建筑设计和布局,选择高效美观的绿化形式(包括屋顶绿化和墙壁垂直绿化)及水景设置,可有效地降低热岛效应,获得清新宜人的室内外环境。

特别值得指出的是,绿色住宅不等于简单地提高绿化率,如果住宅区绿化仅仅使用大规模绿地而不考虑与林地、水景设施以及自然通风等手段有效地结合起来,不仅不能充分发挥林地在改善室外热环境方面的巨大作用,还会把大量的金钱浪费在绿地浇灌上,可谓得不偿失。在绿化系统设计中如何改善住宅区室外环境,除了避免以上误区外,还应做好两个方面的工作:一是合理选择和搭配绿化植物和水景设置,要与整个小区的热环境设计协调起来,除了给人以视觉上的美感外,还应充分发挥植物、水在改善住宅区微气候方面的作用。二是设计中要以人为本,如果绿化设计的最后结果是把人和绿色隔绝开来,仅仅“可以远观而谢

绝入内”是不可取的。

图1-垂直绿化

图2-架空层绿化

2建筑单体设计

住宅建筑护结构布置,这里主要是指外墙和外窗等围护结构的布置,体型系数这一概念并不能充分反映护结构对建筑物热环境的复杂影响。实际上,对于不同朝向角和倾角的外墙和外窗,由于当地主导风向的不同而造成渗透情况的不同,外表面的对流换热系数也相差很大,接受的太阳辐射随着时间变化

而千差万别,夜间背景辐射状况也不相同。住宅建筑自然采光有利于人体健康和提高工作效率。在住宅区规划与单体设计中需仔细考虑遮挡和自遮挡对自然采光乃至建筑物热环境的影响。好的小区规划,能使绝大多数居民拥有充足的日照时间,有利于减少空调能耗的需求,改善居住环境。

3建筑物的内外环境控制系统设计

住宅区规划应有效地设计防噪系统,如将住宅区和主要交通干线相隔绝,防止主要交通干线的噪音传过来。污染控制问题也需重视,建筑物内部空气质量不好,一定是与室外空气污染有关,而通过有效的绿化、有效的组织建筑周围气流流动,可以改善室内空气品质。在设计初期,技术人员就应该深入现场进行调研和测试,检验当地的噪声或污染是否符合标准。如果不能满足要求,一定要采取相应的补救措施。在居室防噪设计中,可考虑采用错开设计的双层玻璃窗,既能有效降低噪声,又不影响自然通风的利用。在绿色住宅建筑需综合考虑三个方面的因素,其主要技术的具体利用体现在以下几个方面:

3.1节能技术措施:合理的布置住宅建筑朝向和楼距,使住宅建筑尽量自然通风和天然采光。对住宅建筑围护结构采取隔热、遮阳措施,减少建筑的能耗需求。室内采用节能灯、变频电梯等高能效比建筑供能、用能系统和设备,同时优化用能系统,采用能量回收技术。在设计中尽量使用绿色能源技术,如使用太阳

能、风能、生物质能、地热能等可再生能源。另外现在使用较多的天然气这种清洁能源,也较好地减少了二氧化碳的排放。

3.2节地技术措施:小区规划时充分利用与合理开发地下空间,同时合理地向空中发展,向空间要面积。住宅建筑单体地面采用架空设计,增加地面公共活动空间及绿化面积。对小区用地合理选用废弃场地进行建设,尽量不要占用好的土地资源。

3.3降低环境负荷技术措施:在规划阶段进行日照、采光和声噪分析,满足人们舒适性要求。利用园林绿化和建筑外部设计以减少热岛效应,尽量减少建筑外立面和室外照明引起的光污染,维持土壤水生态系统平衡的雨水回渗。在小区环境设计中选择适宜气候和土壤条件的乡土植物,采用包含乔、灌木的复层绿化,采用生态绿地、墙体绿化、屋顶绿化和垂直绿化等多样化的绿化方式。在住宅后期装饰中采用绿色建材,减小对室内环境的污染。

3.4节水技术措施:按照项目条件进行整体规划,综合利用各种水资源,并进行可行性、经济性和合理性分析。在设计阶段,确定各种水资源利用方案,分质供水,进行水量平衡分析,充分挖掘中水和雨水的利用潜力,充分挖掘雨水与景观的优化结合,充分利用先进的节水技术和节水设备。充分利用非传统水源,根据场地特征,充分收集雨水,处理回用。充分处理污废水达标后回用,这些处理后的低质水可以用于绿化、浇洒道路、景观补水,以及用于洗车和冲厕等。同时,在使用中减少管网漏损,采用优质管材和连接部件,控制安装质量。住宅建筑采用节水型器具及设备,以及水质保障措施。苗木灌溉采用高效的节水灌溉方式。

3.5绿色出行技术措施:小区规划时合理减小小区出入口与公共交通站点的距离。在道路两旁留有充足的绿化空间,多种植乔木,有利于绿色出行,促进使用绿色交通工具。对于绿色住宅建筑的认识,有必要澄清以下误区,使大家更加以一种平和的心态看待它。

3.5.1绿色住宅建筑并不是昂贵的建筑,很多的开发商在具体的开发过程中比较看重这个问题。绿色住宅建筑强调材料可循环使用和充分的本地化,从而有可能实现最低成本的节能。一般认为,绿色住宅建筑不会比普通住宅的投入大很多,大概也就是15%。根据斯坦福大学的研究,绿色建筑比一般的建筑成本并没

有提高,尽管有些绿色建筑采用了太阳能,并且鼓励全面进行材料的创新、技术的创新,但由于用了可循环的材料,总的成本折算起来还是比较低的。相对于普通建筑,眼下“绿色住宅建筑”的增量成本约为200元/m2至400元/m2,但从全生命周期成本核算来看,“绿色住宅建筑”的成本并不一定会比普通建筑高,

甚至还会有所降低。而从综合生态效益、居住舒适度考量,“绿色住宅建筑”更具性价比。

3.5.2绿色住宅建筑不是仅有绿化的居住建筑。“绿色建筑”的确对园林、绿地面积有着严格的执行标准,比传统建筑给居住者更多的绿色自然感受。但绿色的感官感受并非全部,“绿色建筑”是生态住宅、节能建筑、环保住宅、健康住宅的和谐统一体。

绿色建筑设计方案篇3

1绿色建筑经济效果评价体系设计思想

2006年我国颁布了绿色建筑评价标准(GB/t50378-2006).2008年8月28日,建设部了《绿色评价标识管理办法(试行)》及《绿色建筑评价技术细则(试行)》.上述政策从6个技术体系方面对住宅与公共建筑进行考核,即节地与室外环境、节能与能源利用、节材与水资源利用、节水与水资源利用及室内环境质量及运营管理.在综合考虑绿色建筑评价标准和有关学者的研究成果的基础上,设计绿色建筑经济评价指标体系.具体设计思想如图1所示.

图1绿色建筑经济评价体系设计思想

Fig.1Designideaofeconomicevaluationsystemforgreenbuilding

2绿色建筑的效益指标研究

绿色建筑评价标准中的室内环境和室外环境2项指标主要是指绿色建筑对环境的影响,基于效益的角度,可以把两者归结为相对于传统建筑,绿色建筑所带来的环境效益;节能、节水、节材、节地、运营管理等更多的体现为对于成本的节约,可以概况为绿色建筑所带来的经济效益;提供的服务与功能主要是指绿色建筑给人们带来的舒适空间和减少疾病的机会,可以概括为绿色建筑所带来的个人舒适度[2].因此,绿色建筑的效益指标包括:环境效益、经济效益和个人舒适度.

2.1绿色建筑的环境效益

和传统建筑相比,绿色建筑主要采用较环保的建筑材料,能够对环境的影响减少到尽可能的小.环境效益主要包括室内环境和室外环境.对室外环境的影响主要是温室气体的排放,其中Co2的排放量占99%以上的比例.对室内环境影响最大的是建筑装饰材料和室内设施方面产生的污染,则处理室内环境污染的费用为绿色建筑在室内环境方面增加的效益.

2.2绿色建筑的经济效益

绿色建筑的经济效益主要体现在节地、节水、节材和节约能源及减少运营管理成本等方面.在节地方面,《绿色建筑评价标准》中规定绿色建筑的建造应该是在集约利用土地、优化土地使用基础之上的,能充分利用工业废料,以保护和利用土地资源;在节材方面,指结构施工与装修工程一次施工到位,不破坏和拆除已有的建筑构件及设施,装修时避免重复装修与材料浪费等;在节水方面,绿色建筑要求采用节水型器具方式降低用水量等;在节能方面,绿色建筑应该是根据当地自然条件,充分考虑自然通风和天然采光,能够减少空调使用和照明等.

2.3绿色建筑的个人舒适度

随着社会发展和科技进步,人们的生活水平快速提高,对空间和室内环境的要求也越来越高.而绿色建筑更多地利用自然光、自然通风,使室内空气质量大为改善,提高了人们的工作和学习效率,减少了生病的机会.

2.4绿色建筑的效益指标度量

有学者运用生产率变动法、疾病成本法、机会成本法、预防性支出法、置换成本法等方法对评价指标进行量化,但其局限性在于仅针对各个评价指标进行独立计量,且各指标采用度量的方法也各不相同,不同性质且采用不同方法计量的指标可比性差,从而使用这些方法很难对绿色建筑的经济效果进行全面、客观的评价.

为了把绿色建筑的环境效益、经济效益、个人舒适度转化成能够进行度量的效益性指标,首先利用层次分析法,确定指标的权重,然后利用专家打分的方法,对绿色建筑的效益指标进行量化.

3绿色建筑的全寿命周期费用研究

寿命周期成本核算(LifecycleCosting,LCC)是指“将特定产品、技术或系统整个生命周期内的全部成本与效益”定量化[3].绿色建筑的全寿命周期费用包括建设期费用和运行期费用.建设期费用主要包括构成建筑实体的材料费、建筑施工的人工费和机械设备费、建筑施工的管理费、方便施工采取的相关措施费以及为完善建筑功能安装的配套设备及其安装费等.运行期的费用主要包括能源消耗费用(电力、燃力、热力)、建筑结构和实体维护更新费、设备维修、改造和更新费[4-5].

对于绿色建筑而言,建设期费用会比传统建筑费用高.有关资料显示,同一项建筑物,运用绿色建筑设计、建造技术和手段与传统的设计、建造技术和手段相比较,绿色建筑平均增加额外的费用大约为总投资的2%,绿色建筑的初始成本要比传统建筑高5%~10%[6],而运行期费用却比传统建筑费用低.其运行期费用的节约主要体现在公用设施的节省和维护费用的节省.

4绿色建筑的效益费用分析

由于效益费用的内容和性质各不相同,为了使其具有可比性,故把方案的效益和费用先进行无量纲化处理.利用式(1)进行方案效益的无量纲化处理,利用式(2)进行方案费用的无量纲化处理,利用式(3)进行方案的效益费用分析.

方案效益系数=本方案效益得分/各方案效益得分之和(1)方案费用系数=本方案费用/各方案费用之和(2)方案的经济效果=方案效益系数/方案费用系数(3)根据式(3)的计算结果,方案效益费用系数比最大的,就是最优方案.

5实例分析

某建筑工程,按照绿色建筑标准和普通建筑标准分别设计了2套方案,拟对2套设计方案进行优选.业主首先请专家对项目2套方案的效益进行了打分,有关数据如表2所示.然后业主请造价工程师分别计算了2套方案的全寿命周期费用,其中绿色建筑费用为1650元/m2,普通建筑为1580元/m2.

5.1效益权重的确定

利用层次分析法,构造判断矩阵,确定项目效益权重[6],如表1所示.

计算各方案的费用系数;在此基础上,按照式(3)计算各方案的效益费用系数比,具体如表3所示.

根据表3计算结果,可以看出绿色建筑方案的效益费用系数比大于普通建筑方案的效益费用系数比.对该建筑工程,应采用绿色建筑方案.

绿色建筑设计方案篇4

关键词:绿色建筑;性能模拟;设计;教学体系

中图分类号:S611文献标识码:a

一、绿色设计方法的创新

1、绿色设计竞赛激发学生的科研创新能力

建筑学专业学生对绿色建筑技术的研究和探索对中国绿色建筑的发展和未来有着导向作用。目前国际绿色建筑行业水平整体领先,在校建筑学专业学生及教师对绿色建筑设计与技术也越发关注,同时引发行业内对绿色建筑技术的深层次思考,通过举办有影响力的绿色建筑设计大赛,可促进国内外建筑学专业学生之间在绿色建筑领域的交流。

建筑学专业在读学生把对未来绿色建筑的设想在竞赛作品中呈现出来是绿色设计理念最好实现路径。以人、建筑和自然环境协调发展为目标,在利用天然条件和人工手段创造良好、健康的居住使用环境的同时,尽可能地控制和减少对自然环境的使用和破坏,在建筑的全寿命周期内最大限度地降低对环境的冲击,竞赛要力求低能耗、低排放、无污染,为人们提供健康、舒适和高效的使用空间以达到建筑与技术的最完美结合。

2、建筑性能模拟技术的绿色教学方法

将信息技术引入绿色教学,诸如通过计算机处理现场条件的数据,分析数据的结果,充分显示多媒体计算机在建筑学教学中的巨大发展潜力。如Bim建筑信息模型的建立,是建筑领域的一次革命,麦格劳-希尔将其定义为“创建并利用数字模型对项目进行设计、建造及运营管理的过程”。再如在设计教学中帮助学生学习ecotect软件,对太阳辐射、热工学、光学、声学等建筑设计各阶段的全面技术性能进行分析。同时对用于采光分析的Radiance,通风分析的airpak等软件进行介绍,此外Revit、Designbuilder等量化软件的应用,可使学生的设计作品更直观和有深度。让学生了解这些技术手段的优势,为绿色设计教学注入高科技力量。所以基于先进的三维数字设计解决方案所构建的“可视化”的数字建筑模型,提供“模拟和分析”的科学协作平台和利用模型对项目进行设计和推敲,以更好地达到教学目的。当前常用的建筑性能模拟软件及其主要功能见表1。

运用建筑性能模拟软件能够在设计的各个阶段为设计师提供数据支撑,推动设计的科学化和合理化。建筑设计是分阶段进行的,在不同的阶段有不同的设计内容,并且随着设计的深入会有不同的专业参加到设计过程中,相应的建筑性能模拟也应该分阶段进行。首先应该明确建筑设计各阶段的设计目的,确定和设计过程相对应的模拟过程,最终实现两个过程的协同工作。

二、绿色建筑设计教学实践

1、设计准备阶段

这一阶段,除了常规的带领学生完成场地踏勘和分析外,还针对绿色建筑设计课题的特点设置案例分析、软件学习和专题讲课的教学内容。

1.1案例分析

为使学生尽快对绿色建筑有直观的认识,这一环节是要求每个学生选择国内和国外各一个绿色建筑实例作详细解析和研究,从所选建筑当地气候、生态策略、技术手段等方面作深入分析,并将结果整理成演示文件,安排专门的教学时间在课堂上相互交流,使学生在较短的时间内集中接受较多的知识。

1.2软件学习

在设计开始前对学生集中进行软件培训,设计教学中主要使用ecotect软件,同时还对用于采光分析的Radiance、通风分析的airpak和噪音分析的Cadnala1等软件进行介绍,鼓励学生在课外自学软件并运用于辅助设计。

1.3专题讲课

因为绿色建筑在本科教学中尚未形成完整的教学体系,学生普遍对绿色建筑的理解不够深入和系统,教师还进行了几次专题讲课。课程一是绿色建筑概论,首先是对绿色建筑的相关背景知识、基本概念等进行讲述,使学生对绿色建筑有初步的认识,了解自然环境和建筑之间的相互关系,了解可再生资源技术的原理和应用方法,了解绿色建筑设计的工作步骤。课程二是绿色建筑技术,在学生初步建立了绿色建筑观念后,结合实际案例对常用的绿色建筑设计手法和实用技术进行讲解和总结,使学生在设计中不再“无计可施”。课程三是对绿色建筑的相关标准和评价体系进行讲解,包括中国的《绿色建筑评价标准》和美国的LeeD评价体系等,让学生对绿色建筑有更全面的了解。课程四是建筑物理知识的回顾和总结,带领学生重温建筑物理课程的重要知识点,使学生在运用软件分析时对得到的各种数据心中有数,进而对学生进行逐步深入的指导分析。

2、设计中期阶段

在设计阶段一开始就强调从绿色建筑角度出发来指导设计,更关注理性化的设计推导过程,最大限度地调动各种技术策略的均衡应用,从而达到设计方案生态效益最大化。

在设计阶段的前期,运用weathertool工具对建筑所处的气候条件进行分析,得到项目所在地的温度、湿度、风力风向、适宜朝向等基础数据。学生通过气候分析,结合场地的实际情况,再综合考虑建筑功能等情况设计出草图,在软件中建立初步模型进行分析。建议学生在方案前期考虑几种不同的布局模式,然后分别建立模型在软件中从日照、采光和温度等方面通过数据进行直观的比较。在比较中加深对方案布局合理性和周围环境对建筑影响情况的认识。

在方案构思阶段有了初步的设计思路之后,可建立简单的模型,对方案从日照、通风等方面进行比较和分析,经过多方案的比较,找出建筑的最佳布局和组合方式,进行深入设计,如图1所示。通过对设计中可能存在的不同规划布局形式进行风环境分析,得出最佳的布局模式。在确定建筑布局之后,对建筑内部空间和技术细节进一步深化,对房间布局、遮阳方式、开窗方式和大小、是否应用附加阳光间和是否增加室内通风井等不同的情况进行分析,建筑性能模拟技术能够为以上分析提供有效的数据支撑。图2为对窗户遮阳设计进行的模拟研究。

在此阶段教学中,邀请建筑结构和建筑设备等方面的教师参加教学工作,为学生提供相关专业方面的技术支撑;同时,邀请各专业的老师参加毕业设计中期评图,和学生对方案进行当面沟通,为学生下一阶段的工作提出意见和建议,从不同的专业角度指导学生对设计方案进行调整和深化。要求学生根据绿色建筑评价的相关标准对方案进行自我评价,发现问题,进而对设计方案进行修改和完善。通过前两个阶段的工作,设计逐步推进,逐步形成最终方案。最终方案的形成要避免过分强调技术的倾向,因为技术不是方案的全部,设计需要综合考虑建筑功能、建筑与环境协调和建筑文化属性等方面的因素。

3、设计成果阶段

在最后一个月的最终设计成果阶段,要求学生在设计中不仅要体现一个最终的设计方案,还应该通过图表说明方案逐步分析深化的过程,使学生在设计阶段中得到的照明、采光、通风分析和噪声分析等图纸能直接运用到正图中。同时还要求对在设计中使用的设计策略和技术手段进行专题说明。通过绿色建筑设计课程的学习,学生较全面地了解了绿色建筑概念,初步掌握了如何入手进行绿色建筑设计,能熟练运用辅助设计软件。

三、教学总结

近年的教学实践表明:

构建完整的绿色建筑设计教学体系需要进一步优化课程设置,调整教学模式,整合各个相关专业的知识。学生应在本科阶段加强数字技术的学习,除了掌握传统的autoCaD、SketchUp等软件外,还要引导学生在本科中高年级时学习ecotect等分析软件,并在设计课程中进行运用,在实际使用和交流中得到提高。在绿色建筑设计教学中将设计理念和实际操作结合十分重要,尽可能创造条件使学生有机会亲自去了解材料、设备,甚至参加建造和实践相结合的教育方式能在培养学生设计能力的同时,培养他们的社会认知、适应和影响能力。绿色建筑涉及建筑学以外多个学科的知识,绿色建筑教育需要多领域专家参加到教学过程之中。

结束语

以上对绿色建筑教育的实践只是对绿色建筑教学的初步探索,还需要继续开展更多的实践和研究,加强同国内外院校间的交流和合作,吸收先进经验,通过实践逐步构建完善的绿色建筑教学体系。

参考文献

[1]徐宏,孙明来.关于绿色建筑设计及节能改建分析[J].科技致富向导,2014,11:121+205.

[2]张丹.绿色建筑设计问题研究[J].黑龙江科学,2014,02:213.

[3]唐中义,何浩.绿色建筑设计方案评价[J].价值工程,2014,11:123-125.

[4]刘飞.浅谈被动式设计在绿色建筑设计中应用[J].城市环境设计,2014,Z1:192-195.

绿色建筑设计方案篇5

(1)共生性原则。在绿色建筑设计中,本着相互间相互共存的原则,绿色建筑在生态建筑中占有重要位置,是调整生态系统平衡与其他生物间的关系,达到相互依存,共同发展。

(2)反馈性原则。在企业进行绿色建筑施工时,要做好市场调查研究,把社会和人们对绿色建筑需求信息及时反馈,通过向社会作好传承和倡导,使社会上更多的人了解绿色建筑,喜欢绿色建筑,也让绿色建筑走进人们的生活之中,占领广阔的市场。

(3)整体性原则。在绿色建筑设计中,必须把握生态系统的和谐统一原则,在细节上要符合绿色建筑的整体要求,生态系统是一个整体,相互依赖互相共存。

(4)可持续性原则人类的发展离不开生物平衡关系,只有与自然和谐共处,相互促进,才是绿色建筑设计应该遵循的规律。本着可持续性发展的原则,满足人类与生物共同利益的情况下,为自然资源长足发展提供需要和保障。

二绿色建筑设计的常见方法

1绿色建筑设计的前期策划

第一,绿色建筑设计前,设计师要全面认真的进行思考,把绿色建筑的节能和环保的特性,进行初步设计;第二,定稿后,要做好调查研究,认真采纳用户的反馈意见,分析对绿色建筑施工设计所提要求,呈现出人性化设计;第三,做论证,通过对绿色建筑设计方案整体优化,在广泛征求群众意见的基础上,服从政策,解决阶段性出现的各类问题。

2绿色建筑方案设计中的重点方面

(1)自然资源。合理有效地利用自然资源,最大限度地对其进行开发,借助大自然的各方面进行考虑。

(2)成本计算。在进行建筑设计时,要考虑建筑长期的成本,不单只考虑工程本身的费用成本。

(3)回收利用。通过考虑和满足人们的要求,关注人们的舒适度,以及运用适当的生态策略技术。

(4)方案不同。不同阶段要有不同的设计方案,并结合方案的最佳优点,用最好的方式方法,力求在设计方案时,突出特点完善设计。

(5)给群众设计,活动场所。考虑群众生活生产的各方面需要。

3多工种协同工作的绿色建筑设计方法

随着时代不断向前发展,计算机被广泛应用,同时应用于绿色建筑中。计算机的应用使传统的建筑设计方法退出时展的舞台,改变原来建筑设计师先提方案,再由木工或其他系统的工程师提出设计的方法,各设计中存在的问题要通过与专业人员沟通,计算机广泛应用打破了各设计专业间存在的隔阂,各专业间的信息,都利用电计算机集成,及时调整方案,增大绿色建筑设计方案的可行性,最大限度地减少因设计方案而造成的材料和人工的浪费,减少因采用绿色方案人造成的绿色建筑投资的增加值。

三绿色建筑设计的设计要点

1因地制宜

绿色建筑设计是一项复杂的建筑工程。所以,必须选择良好的、适合的条件,因地制宜,结合当地情况,气候、地貌、地形,最大限度地利用自然采光、自然通风,被动式集热和制冷,从而减少因采光、通风、供暖、空调所致的能耗和污染。在不同地区绿色建筑设计有不同的效能。

2尊重基地环境

在进行建筑规划设计时,力求与周围各项环境保持统一和谐,创造人类安全健康的使用空间,高效使用能源和环保材料,提高绿色建筑最大应用性,是建筑达到经济、实用、便利、安全的最基本保障,建筑设计同时又是人文、地理、生态学科的复杂工程,具有自身特性,所涉及领域和学科繁多。

3重视整体设计

绿色建筑注重的是在整体设计中是否存在问题,因为设计得当与否直接关系到建筑本身的预算、性能和成本付出。在设计时要与经济、文化、气候、环境有机地结合,做到综合分析,整体规划,合理设计。要根据当地实地情况,结合需要进行设计,避免因盲目随众而出现问题。

4应用减轻环境负荷的建筑节能新技术

建造新的或改造旧建筑时,一定要与当地文化环境地域性质结合起来。在保障居民原有生活方式的基础上,更新或提升现有生活居住环境,使街道社区与建筑设计很好地融合起来,本着继承和保护原来地域景观,改造新的城市景观的原则,采用地方传统建筑工艺,对历史建筑、传统街区景观妥善保护,使绿色建筑真正发挥最大作用。

5创造健康舒适的室内环境建筑

设计师要在做好室外环境的整体规划基础上,还要兼顾室内环境的,合理规划,要想保证舒适健康的生活环境,就需要使用对人体无害环保的建筑材料,阻碍危害人体健康的有害辐射、电波和气体的产生,避免不良空气的出现,优化各类环境使室内环境合格达标。

6使建筑融入历史与地域的人文环境

提到绿色建筑就与节能环保对接,在设计中,使用高效节能环保的建筑节能技术和材料是最合理的选择。第一,根据日照情况选择照明系统,在设计师结合日照强度,有针对性地使用局域控调、换气、换水系统;第二,注意能源的循环使用,合理利用蓄热系统、排热回收,做好二次能源的利用:第三,使用耐久性强的建筑材料时,要考虑对于建筑更新、保养、修缮的合理设计;第四,给竖井,层高,机房设备等设计需留有发展余地。

四结束语

绿色建筑设计方案篇6

关键词:绿色建筑;建筑策划;方法

引言

建筑策划特指在建筑学领域内建筑师根据总体规划的目标设定,不仅依赖于建筑师的经验和规范,而以实际调查数据为基础,对研究目标进行客观的分析,最终定量地得出实现既定目标所需要采用方法和途径。具体的表现形式是量身定做形成可为总体规划立项之后的建筑设计提供科学和逻辑的设计依据的任务书[1]。绿色建筑是在全寿命周期内,最大限度保护环境、节约资源和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,最终实现人与自然共生的建筑[2]。绿色建筑是在可持续发展的思想下对普通建筑的发展,绿色建筑策划也在建筑策划体系上应运而生。但与普通建筑策划相比,绿色建筑策划也有其独特性。

1绿色建筑策划实施的时间节点

建筑策划是为编制合理的建筑设计任务书而进行的研究工作,在时间节点上建筑策划始于总体规划阶段,终于建筑方案完成之前。是介于总体规划立项和建筑设计之间的一个环节,起到了城市规划与建筑设计之间的承前启后的作用(图1),为了达到预定的设计目标,需要设计师在项目前期阶段就尽早参与项目的整体策划[3]。从绿色建筑的定义和具体评价条文来看,绿色建筑始于选址,从理论上讲,绿色建筑的策划也应始于项目选址之前,但从工程实践的角度来讲,绿色建筑策划对于选址的确定显然是乏力的,即使有些地区的用地指标中已经包含了绿色建筑等级要求[4],但是对于基地的基本情况也只能被动式接受。理论上绿色建筑策划开始时时间节点也只能始于方案之前或在可行性研究阶段。绿色建筑策划的目标之一是指导绿色建筑方案的设计,方案设计阶段对建筑绿色性能的影响具有举足轻重的作用[5],特别是建筑形体、朝向和平面布局对建筑性能影响显著,相关研究表明40%的节能潜力来自于方案设计阶段[6]。绿色建筑策划的时间节点对于绿色建筑的实施具有重大影响,绿色建筑的策划应尽量早,如果建筑方案已经形成,绿色建筑策划产生的作用大打折扣。

2绿色建筑策划的工作范围和流程

随着建筑策划的研究的逐渐深入,建筑策划逐渐走向多学科融合[7]。从工作流程和策划阶段的内容来看,建筑策划衔接规划和建筑设计阶段(图1),策划阶段侧重于项目定位、设计方案等较大尺度的内容,策划的步骤倾向于由上而下,由大而小,几乎不设计具体的某项技术措施。但绿色建筑策划阶段各专业配合的更紧密(图2),并且各专业从细节入手,按照绿色建筑条文要求,确定技术措施,最后汇总而成确定绿色建筑的星级等大目标。策划的步骤倾向于由下而上,由小到大。并且技术措施的确定对于策划和方案阶段至关重要,据美国能源署的一项针对67栋绿色建筑的调研结果表明,在绿色建筑303项技术中,有57%的技术措施需要在方案阶段落实[8],这些技术措施都需要在绿色建筑策划中得到具体体现。建筑策划的工作流程也是先确定目标,然后围绕既定目标给出“如何建设”的方法。由此顺承,相关国家设计规范[9]也给出了由上而下的绿色建筑策划的流程(图3)。现有的绿色建筑策划流程采用由上而下策划步骤,首先确定了绿色建筑的等级和总体目标,然后根据绿色建筑的等级和总体目标的需求进一步确定节能、节水等分项目标,进而确定绿色建筑各项技术措施,然后针对绿色建筑设计方案总体进行技术经济分析。由上而下的策划步骤,在未分析各项技术措施适宜性的前提下确定绿色建筑的建设目标是不客观的。绿色建筑技术体系涉及建筑、结构、建筑材料、暖通空调、给排水和建筑电气等专业,计有28项控制项和108项得分项的技术措施[10]。先确定绿色建筑建设目标后确定技术措施与根据建筑技术措施的适宜性选择后根据总体得分情况再确定绿色建筑设计目标具有较大的区别。前者偏主观,很“官僚”,后者客观,注重技术措施的适宜性。正如无包治百病的良药,绿色建筑技术也各具有所适用的范围和条件,同一个技术在不同项目中采用可能具有“绿色”和“非绿色”的特性,绿色建筑技术适宜性选择也就成为绿色建筑的关键[11]。换言之,绿色建筑策划阶段首先要对单项技术进行适宜性的选择和技术经济分析,确定是否适宜于本项目。根据选用适宜的各单项技术应用效果、范围和规模,最终确定绿色建筑等级和总体目标,也就是本文所提出的自下而上的绿色建筑策划流程更符合绿色建筑的需求(图4)。与之相比,自上而下的策划流程在进行建筑设计方案的综合技术经济分析时得到的总体结论可能会掩盖某项技术的技术经济不合理性,与绿色建筑理想相悖。先确定等级和总体目标而后进行分项技术的确定也存在较大的主观性。当然,绿色建筑策划在设计过程中是个动态的过程,美国建筑策划先驱威廉•佩纳研究指出,对于建筑师的日常工作,设计团队每天都要进行策划研究[12]。建筑策划和建筑设计在一段时间内是交互的,策划和设计不断遇到和提出新问题,并逐步解决和落实并解决问题的动态过程,绿色建筑策划也是如此。不同的是绿色建筑策划面向工种不止建筑专业,还要直接面对建筑结构、建筑水暖电、建筑物理等专业,所研究的对象也具体到针对每项具体绿色建筑技术进行研究和落实。

3绿色建筑策划内容和实施

如果说建筑策划通过以理性精细的方式形成详细设计任务书,那么绿色建筑策划的目的确定达到绿色建筑相关标准的相应等级要求,并细化到各专业分项适宜的实施。相对于普通建筑而言,绿色建筑强调在全寿命周期条件下的资源节约和环境友好,强调技术的适宜性。由于我国各地区气候、地理环境、资源条件、经济发展水平等方面的差异,建设绿色建筑应注重地域性特点[13],应充分考虑项目所在地域的气候、资源条件和与建筑类型,因地制宜采用适宜性的技术,综合评判后确定合理的等级和目标。而不应抱着先入为主的思想主观确定为高星级或者低星级造成不必要的浪费。建筑策划的前期外部条件着重关注社会、人文和地域等外部条件对建筑的影响,强调相关社会因素对建筑性格的决定作用[1]。绿色建筑策划关注的重点在于建筑所处的自然环境(如地理、气候与水文等)、建设环境(能源、资源、基础设施)、项目的基础条件(是否满足国家绿色建筑评价标准控制项要求)等方面,进一步确定符合项目特征的节能率、节水率、可再生能源利用率、绿地率及室内外环境质量等分项目标[9]。并进一步确定节地、节能、节水、节材、室内环境和运营管理等指标值,确定被动技术优先原则下的绿色建筑方案,采用适宜、集成的技术体系,选择合适的设计方法和产品。绿色建筑的设计不是简单的技术堆积,而是需要规划、景观、建筑、结构、机电、建筑环境各专业之间综合考虑,整体协调落实后才能得以实现。国家和各地地方标准对于建筑策划的内容编排采用了不同方式,文献[9、14、15]采用了按照各分项实施目标编排方式,各内容对应与各专业多有穿插。文献[16]采用了按照建筑设计、建筑结构、暖通空调、给排水和电气等专业划分编排方式,便于设计阶段各项内容的便于沟通和落实,值得借鉴。图5给出了绿色建筑设计策划内容鱼骨图示意图,由图可以看出策划内容各实施的先后的关系,限于篇幅,未列出各技术策略。

4结论与展望

绿色建筑设计方案篇7

关键词:Bim信息模型绿色设计;全生命周期;绿色建筑;可持续性

中图分类号:o434文献标识码:a

引言

我国正处于经济建设的高速增长时期,每年新建建筑80%以上为高耗能建筑,既有建筑95%以上是高能耗建筑。目前我国单位建筑面积能耗是发达国家的2~3倍以上。严峻的事实表明,中国要走可持续发展道路,发展节能与绿色建筑刻不容缓。绿色建筑能为人们提供健康、舒适、安全的居住、工作和活动的空间,同时在建筑全生命周期(物料生产、建筑规划、设计、施工、运营维护及拆除、回用过程)中实现高效率地利用资源(能源、土地、水资源、材料)、最低限度地影响环境。[1]"十二五"跨入第二年之际,我国正以前所未有力度推动绿色建筑发展。在欧美纷纷将绿色建筑作为新一轮科技创新主要方向的大背景下,我国将发展绿色建筑作为中国加快经济结构调整和谋求经济增长的新突破口。中国的建筑规模正以每年20亿平方米速度增加,预计到2020年中国建筑能耗将达到社会能源消费总量30%以上,成为最主要的能源消费领域,而目前中国带有绿色建筑评价标识的建筑总面积不足4000万平方米,未来发展绿色建筑空间巨大,为此,财政部和住房城乡建设部下发了《关于加快推动我国绿色建筑发展的实施意见》一文,明确对星级绿色建筑的财政补贴,从二星级的45元/o,到三星级的80元/o,这将引导保障性住房及公益性行业优先发展绿色建筑。

建筑的可持续发展,不仅对建筑环境工程师、建筑设备工程师提出挑战,更重要的是对建筑师的挑战。绿色建筑的一个重要方面就是节约能源,降低建筑能耗。在决定建筑能量性能的各种因素中,建筑的体形、方位及围护结构形式起着决定性作用,直接的影响包括建筑物与外环境的换热量、自然通风状况和自然采光水平。而这三方面涉及的内容将构成70%以上的建筑采暖通风空调能耗。[2]

因此建筑设计对建筑的能量性能起着主导作用。不同的建筑设计方案,在能耗方面会有巨大的差别。单凭经验或者手工计算,很难正确判断建筑设计的优劣。目前凭借先进的计算机技术进行复杂的数据计算和实时的动态模拟是实现绿色建筑设计的科学性和合理性的重要保障

1Bim与绿色建筑概述

1.1Bim概述

Bim是Buildinginformationmodeling中文为:建筑信息模型是通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息,在这里,信息不仅仅是三维几何形状信息,还包含大量的设计信息,如建筑构件的材料、面积、体积、数量、机电参数、价格等相关数据和经济指标。

1.2绿色建筑概述

绿色建筑:绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。(摘自《绿色建筑评价标准》GB50378)

(1)引入绿色建筑的必要性:在我国,伴随建筑业迅猛发展的是国内自然资源的巨大消耗,不可再生能源、淡水、天然材料、可耕地等正走向枯竭,温室气体的排放量和建筑垃圾产生量也大幅增加。

(2)绿色建筑的全生命周期:绿色建筑强调的是在整个建筑生命周期中,在建设和使用流程上对环境负责和提高资源使用效率,建筑的生命周期是指:选址、场地改造、建筑设计、建造、运行、维护、翻新和拆除。

绿色建筑设计的关注和影响对1.3Bim与绿色建筑的关系.

(1)Bim提供绿色建筑设计分析的平台,Bim的重要意义在于它重新整合了建筑设计的流程,其所涉及的建设项目全生命周期管理,恰好是象。

(2)Bim所包含的各种绿色分析软件给与绿色建筑各种强大的数据支持.

如通过对Revit建立的信息模型,在方案阶段可以通过导出DXF文件进入eCoteCt做可视化分析及日照分析;导入RaDianCe做采光分析;在初步设计阶段,导出GBxml标准文件进入ieS做舒适度分析;导出StL文件进入StaR-CCm+做风环境分析。

2绿色建筑与Bim的应用

2.1规划阶段的选址与场地分析

场地分析是研究影响建筑物定位的主要因素,是确定建筑物的空间方位和外观、建立建筑物与周围景观的联系的过程。在规划阶段,场地的地貌、植被、气候条件都是影响设计决策的重要因素,往往需要通过场地分析来对景观规划、环境现状、施工配套及建成后交通流量等各种影响因素进行评价及分析。传统的场地分析存在诸如定量分析不足、主观因素过重、无法处理大量数据信息等弊端,通过Bim结合地理信息系统(GeographiinformationSystem,简称(GiS),对场地及拟建的建筑物空间数据进行建模,通过Bim及GiS软件的强大功能,迅速得出令人信服的分析结果,帮助项目在规划阶段评估场地的使用条件和特点,从而做出新建项目最理想的场地规划、交通流线组织关系、建筑布局等关键决策。

2.2方案设计阶段的能量分析

在方案论证阶段,项目投资方可以使用Bim来评估设计方案的布局、视野、照明、安全、人体工程学、声学、纹理、色彩及规范的遵守情况。Bim甚至可以做到建筑局部的细节推敲,迅速分析设计和施工中可能需要应对的问题。方案论证阶段还可以借助Bim提供方便的、低成本的不同解决方案供项目投资方进行选择,通过数据对比和模拟分析,找出不同解决方案的优缺点,帮助项目投资方迅速评估建筑投资方案的成本和时间。对设计师来说,通过Bim来评估所设计的空间,可以获得较高的互动效应,以便从使用者和业主处获得积极的反馈。设计的实时修改往往基于最终用户的反馈,在Bim平台下,项目各方关注的焦点问题比较容易得到直观的展现并迅速达成共识,相应的需要决策的时间也会比以往减少。

2.3施工建造阶段的冲突检测、施工模拟及工程量统计。

2.3.1施工冲突预先检测

随着建筑物规模和使用功能复杂程度的增加,无论设计企业还是施工企业甚至是业主对机电管线综合的要求愈加强烈。在CaD时代,设计企业主要由建筑或者机电专业牵头,将所有图纸打印成硫酸图,然后各专业:将图纸叠在一起进行管线综合,由于二维图纸的信息缺失以及缺失直观的交流平台,导致管线综合成为建筑施工前让业主最不放心的技术环节。利用Bim技术,通过搭建各专业的Bim模型,设计师能够在虚拟的三维环境下方便地发现设计中的碰撞冲突,从而大大提高了管线综合的设计能力和工作效率。这不仅能及时排除项目施工环节中可以遇到的碰撞;中突,显著减少由此产生的变更申请单,更大大提高了施工现场的生产效率,降低了由于施工协调造成的成本增长和工期延误。

左管线综合平面右管线调整避让

2.3.2施工进度模拟(Revit+navisworks四维施工模拟)

建筑施工是一个高度动态的过程,随着建筑工程规模不断扩大,复杂程度不断提高,使得施工项目管理变得极为复杂。当前建筑工程项目管理中经常用于表示进度计划的甘特图,由于专业性强,可视化程度低,无法清晰描述施工进度以及各种复杂关系,难以准确表达工程施工的动态变化过程。通过将Bim与施工进度计划相链接,将空间信息与时间信息整合在一个可视的4D(3D+time)模型中,可以直观、精确地反映整个建筑的施工过程。施工模拟技术可以在项目建造过程中合理制定施工计划、4D精确掌握施工进度,优化使用施工资源以及科学地进行场地布置,对整个工程的施工进度、资源和质量进行统一管理和控制,以缩短工期、降低成本、提高质量。此外借助4D模型,施工企业在工程项目投标中将获得竞标优势,Bim可以协助评标专家从4D模型中很快了解投标单位对投标项目主要施工的控制方法、施工安排是否均衡、总体计划是否基本合理等,从而对投标单位的施工经验和实力作出有效评估。

2.3.3工程量统计

在CaD时代,由于CaD无法存储可以让计算机自动计算工程项目构件的必要信息,所以需要依靠人工根据图纸或者CaD文件进行测量和统计,或者使用专门的造价计算软件根据图纸或者CaD文件重新进行建模后由计算机自动进行统计。前者不仅需要消耗大量的人工,而且比较容易出现手工计算带来的差错,而后者同样需要不断地根据调整后的设计方案及时更新模型,如果滞后,得到的工程量统计数据也往往失效了。而Bim是一个富含工程信息的数据库,可以真实地提供造价管理需要的工程量信息,借助这些信息,计算机可以快速对各种构件进行统计分析,大大减少了繁琐的人工操作和潜在错误,非常容易实现工程量信息与设计方案的完全一致。通过Bim获得的准确的工程量统计可以用于前期设计过程中的成本估算、在业主预算范围内不同设计方案的探索或者不同设计方案建造成本的比较,以及施工开始前的工程量预算和施工完成后的工程量决算。

2.4项目运营阶段的运行维护模拟

在建筑物使用寿命期间,建筑物结构设施(如墙、楼板、屋顶等)和设备设施(如设备、管道等)都需要不断得到维护。一个成功的维护方案将提高建筑物性能,降低能耗和修理费用,进而降低总体维护成本。Bim模型结合运营维护管理系统可以充分发挥空间定位和数据记录的优势,合理制定维护计划,分配专人专项维护工作,以降低建筑物在使用过程中出现突发状况的概率。对一些重要设备还可以跟踪维护工作的历史记录,以便对设备的适用状态提前作出判断。

2.4.1疏散模拟(右图)

2.4.2热环境及能耗优化分析

5结论

随着我国经济的飞速发展和能源问题的日益严重,绿色建筑设计变得越来越重要,从2DCaD转向基于Bim技术的三维信息转换,是绿色建筑设计的发展趋势,利用Bim技术,建筑师可以在设计过程中创建包含建筑全部信息的虚拟建筑模型,在设计的任意阶段将其直接导人相关的能量分析软件中,就可以方便快捷的得到能量分析结果,从而及时调整设计方案,优化建筑性能,充分利用Bim技术来保障绿色建筑设计的科学性和合理性。

目前在采用Bim技术的3D建筑CaD软件与建筑能耗分析软件的结合方面,仍然存在许多尚未解决的问题,如一些主流能量分析软件无法直接导人虚拟建筑模型,不支持iFC数据标准等。但越来越多的软件厂商、开发者、使用者已经开始关注这些问题并在进行研究和开发。相信在不久的将来,综合利用Bim和建筑能耗分析进行绿色建筑设计的技术,将越来越完善和成熟

参考文献

[1]建设部副部长仇保兴在国务院新闻办新闻会上的讲.

[2]薛志峰等.超低能耗建筑技术及应用.北京:中国建筑工业出版社

[3]曾旭东绿色建筑设计中的CaD技术重庆大学建筑城规学院院刊

[4]autodeskBim课程绿色建筑设计―教师用书

绿色建筑设计方案篇8

关键词:绿色建筑成本控制价值工程评价指标

一、对绿色建筑的认识

随着能源危机的日益凸显,建筑节能已经提上日程。绿色建筑,也叫节能建筑,是指设计和建造采用节能型结构、材料、器具和产品的建筑物;在此类建筑物中部分或全部利用可再生能源。能源是我国的战略物质和经济发展的动力,又是后代人生存的必要条件,建筑节能是贯彻国家节约能源法和可持续发展战略的大事,因此人们对绿色建筑的要求和呼声越来越高。

但由于存在普遍误解,认为绿色建筑的成本较高,实施绿色建筑标准必然以提高房价为代价,因此,绿色建筑在理论层面讨论的多,在实施过程中却没有得到广泛建筑设计、建造和使用者的真正认可。事实上这是一个误解。绿色建筑是一种理念,它和降低成本并不冲突,它致力于节能降耗、尽可能使用绿色能源、最大限度地利用天然条件,长远来看,绿色建筑的寿命周期成本(建造成本和使用成本之和)要低于一般建筑的寿命周期成本,若绿色建筑技术运用得当,甚至可以在建造成本和使用成本两方面都低于一般建筑。

因此有必要让大家认识和了解真正的绿色建筑,并达成共识。绿色建筑,是指遵循气候设计和节能的基本方法,对建筑规划分区、群体和单体、建筑朝向、间距、太阳辐射、风向以及外部空间环境进行研究后,设计出的低能耗建筑,其主要指标有:建筑规划和平面布局要有利于自然通风,绿化率不低于35%;建筑间距应保证每户至少有一个居住空间在大寒日能获得满窗日照2小时。绿色建筑的特征是:

1.少消耗资源。设计、建造、使用要减少资源消耗;

2.高性能品质。结构用材要足够强度、耐久性;

3.减少环境污染。采用低污染材料,利用清洁能源;

4.长生命用期;

5.多回收利用。

二、实现绿色建筑要解决的问题

一般来说,要实现绿色建筑,须解决以下九大问题:

1.建筑的环境问题,包括地形、地貌利用问题,绿化问题,水体问题,环境小品问题。如依地形地貌而建,可降低地基处理能耗,充分里用自然环境有利条件可以降低建设材料等级或减少用量。

2.建筑的朝向问题。尽量南北朝向可以增加建筑物天然采光和取暖,降低照明和取暖能耗。

3.建筑的体型问题,包括体型系数,空间利用,构架与飘板等。造型尺寸尽量符合建筑模数,减少异型构件和纯造型空间。

4.建筑的面积问题,应倡导适度的消费观念。过大面积的建筑物,不仅浪费建筑材料和土地面积,并且在使用和维护过程中又衍生出更多的照明、取暖、清洁、美化等各种能耗。

5.建筑的物理环境问题,声、光、热、日照与通风等问题,应尽量采用自然采光与通风。

6.建筑的节水问题,应选择节水型器具,还有中水利用问题。建筑物喷水池、养鱼池等尽可能使用中水,一是节约用水,同时减少环境污染。

7.建筑的节地问题,尽可能加大住宅进深,缩小面宽;尽可能采用条形住宅;选择合适的建筑层数。

8.建筑的太阳能利用问题。利用太阳能的住宅分为主动式太阳能住宅和被动式太阳能住宅。最简便的叫被动式太阳能住宅,建造容易,不需要安装特殊的动力设备,靠特殊的造型调节获取的太阳能的多少;比较复杂一点,使用方便舒适的另一种太阳能住宅叫主动式太阳能住宅,需要安装一定太阳能装置,以达到更好控制的目的。

9.建筑的装修问题,以简约为主,能够体现家的感觉

三、绿色建筑成本如何控制

可以看出,绿色建筑不仅仅是采用新技术、新能源等高成本的问题,绿色建筑的存在的意义还是降低建筑的寿命周期成本,降低地球的生存成本问题。因此必须解决绿色建筑的成本控制问题。如何在成本控制的范围内,选用合适的建筑节能材料和建筑节能技术变得越来越重要。这就要求对各种建筑节能方案进行比选,从而找出经济效益、环境效益和社会效益最优的方案。

从建筑节能方案的综合效益出发,构建一套建筑节能方案综合评价指标体系,运用层次分析法赋予不同权重,进行方案的功能评价,再引入价值工程的方法,从全寿命周期角度进行建筑节能方案的优选.

(一)综合评价,用价值工程方法选择最优方案

绿色建筑的成本控制,不是简单的选择建造成本最低的问题,而是综合考虑实现绿色建筑的节能效果并以较的寿命周期成本实现。因此,对绿色建筑备选方案进行综合评价,选择最优方案是实现绿色建筑成本控制的第一步。目前,绿色建筑的综合评价指标有建筑体型特征指标、围护结构热工性能指标、综合能耗指标和成本系数指标。

1.建筑体形特征指标

建筑物的体形系数和门窗比可以作为评估建筑节能的两个重要体形特征指标。建筑物体形系数是指建筑物的外表面积和外表面积所包的体积之比。体形系数的大小对建筑能耗的影响非常显著。体形系数越小,单位建筑面积对应的外表面积越小,护结构的传热损失越小。普通窗户(包括阳台门的透明部分)的保温隔热性能比外墙差很多,夏季白天通过窗户进入室内的太阳辐射热也比外墙多得多,窗墙面积比越大,则采暖和空调的能耗也越大,因此窗墙比是衡量建筑节能的另一个重要体形特征指标。

2.围护结构热工性能指标

围护结构是分析建筑热工性能的一个重要部分,因此也是建筑节能评价的关键。主要可以从外墙、屋面和窗户3个方面进行评价,门作为外墙处理。为了便于评价,选取外墙的热传递系数和热惰性指标,屋面的传热系数和热惰性指标,窗户的传热系数和遮阳系数作为评价的数据指标。

3.综合能耗指标

建筑综合能耗的评价,应以建筑采暖和空调系统年耗电量(kwh/m2)作为评价指标进行评价。两个数值可以通过以下条件进行模拟计算:一是居室室内冬、夏季的计算温度。二是典型气象年室外气象参数。三是采暖和空调设备的换气次数。四是采暖和空调设备的能效比。

4.成本系数

建筑节能要求从全寿命周期的视角进行考虑,因此,建筑节能方案的成本主要包括建设期建设费用、使用期运营费用两个部分。因此从全寿面周期成本考虑,根据工程经济学的原理,可按社会折现率将运营费用折现为当期成本。计算公式如下:

C=i+f(p/a,i,n)

式中,i为初始投资额;f为年度日常运营费用。

得到各方案的寿命周期成本后,根据下列公式

算出各方案的成本系数。

Cii=Ci/∑Ci

综合考察各个绿色建筑备选方案,分别为以上指标打分,将各方案的建筑体型特征指标得分、围护结构热工性能指标得分、综合能耗指标得分加权累计起来,作为方案的功能得分,作为计算各方案功能系数的基础;将各方案的寿命周期成本作为计算成本系数的基础,最后计算各个方案的价值系数。通过价值工程的方法优选的方案可以在满足一定功能的情况下,成本最低。

(二)低成本实现绿色建筑的对策

至今在行业内谈起绿色建筑,不少人感觉,绿色建筑价格“高”、品质“贵”,增量成本至少要1000元/平方米以上。此错判数据离绿色建筑真正的增量成本相去甚远。

绿色建筑在设计方面与国家各设计标准基本一致,并且有些项目在设计前期在小区布局、房型优化、建筑选材方面考虑周密,得到了良好的室外风环境、自然通风和自然采光,建筑热工性能较好,因此一星级绿色建筑的增量成本主要在于雨水收集处理方面,增量成本大幅降低。8个项目分别按照绿色建筑方案和基准方案的比较后得出每个项目的单位面积绿色建筑增量成本,平均单位面积绿色建筑增量成本为63元。

在天津、江苏省的生态城区内,该地区颁布了太阳能热水、市政中水、活动外遮阳等强制性政策,基准方案中已经包括了这些对二星级达标影响较大的技术措施,因此绿色建筑方案的增量成本会大幅下降,在对8个项目分别按照绿色建筑方案和基准方案的比较后得出每个项目的单位面积绿色建筑增量成本,平均单位面积绿色建筑增量成本为131元。

绿色建筑设计方案篇9

 

     为贯彻党的和二中、三中、四中、五中全会精神,全面落实对吉林省提出的“坚持新发展理念,加快推动新时代吉林全面振兴全方位振兴”重要指示要求,根据国家七部委《关于印发绿色建筑创建行动方案的通知》(建标〔2020〕65号),全面推动我省绿色建筑创建工作,制定本方案。

一、总体要求

   (一)指导思想。

牢固树立新发展理念,以增强人民群众获得感为工作出发点,以节约能源资源、保护自然环境、减少污染为工作主线,切实落实“适用、经济、绿色、美观”建筑方针,将提升建筑品质与建筑产业转型升级相结合,将满足居住需求与创建绿色生活相结合,为人们提供健康、适用和高效的使用空间、与自然和谐共生的建筑,实现绿色建筑高质量发展。

   (二)创建目标。

    全省城镇新建建筑中绿色建筑面积占比持续提高,到2022年底,当年城镇新建建筑中绿色建筑面积占比达到70%,到2025年底,当年城镇新建建筑中绿色建筑面积占比达到80%,施工阶段执行绿色建筑标准比率不断提高,星级绿色建筑稳步增加,住宅健康性能不断完善,装配化建造方式占比显著提升,绿色建材应用进一步扩大,绿色住宅使用者监督全面推广,加大对优质、诚信的绿色建筑、绿色建材等相关企业的宣传,提高公众对绿色建筑的认知度、认同度,形成崇尚绿色生活的社会氛围。

  二、重点任务

   (一)全面执行绿色建筑标准。

1.完善绿色建筑政策标准体系。推动修订《吉林省民用建筑节能与发展新型墙体材料条例》,增加绿色建筑篇章,严格督促城镇新建建筑全面按绿色建筑标准设计建造,明确各方主体责任。颁布实施吉林省工程建设地方标准《绿色建筑设计标准》和《绿色建筑工程验收标准》,将绿色建筑基本要求纳入工程建设标准,提高建筑建设底线控制水平。推动绿色建筑标准实施,加强设计、施工和运行管理,提高绿色建筑标准在设计、施工和运行阶段执行比率。

2.扩大绿色建筑标准强制执行范围。自2021年5月1日起,全省城镇范围内的新立项及未通过施工图审查的民用建筑项目全面执行吉林省工程建设地方标准《绿色建筑设计标准》,实现城镇新建民用建筑执行绿色建筑标准的全覆盖。新建政府投资或以政府投资为主的公共建筑、社会投资建筑面积2万平方米及以上的单体公共建筑,应按照一星级及以上绿色建筑标准设计建造。  

(二)改进星级绿色建筑标识管理。

     1.完善绿色建筑评价管理机制。贯彻落实住房和城乡建设部《绿色建筑评价标识管理办法》,制定《吉林省绿色建筑评价标识管理实施细则》,完善绿色建筑标识管理制度,转变绿色建筑标识管理方式,强化社会公众监督。建立标识整改、撤销机制,对弄虚作假行为给予限期整改或直接撤销标识处理。利用全国绿色建筑标识管理信息系统,提高绿色建筑标识工作效率和信息化水平。

2.强化既有绿色建筑评价项目管理。自文件下发之日起,对尚在设计标识或运行标识有效期内的绿色建筑,可按其上一评价阶段执行的标准(DB22/Jt137-2015)申请后续评价;超过有效期的,应至少达到《绿色建筑评价标准》(GB/t50378-2019)相应星级要求。

   (三)提升建筑能效水效水平。

    全省行政区域内新立项的居住建筑项目,执行《居住建筑节能设计标准(节能75%)》(DB22/t5034-2019);在2020年6月30日以前,凡未通过施工图审查的新、改、扩建居住建筑项目,必须严格按照节能75%标准进行设计和审图。新建、改建及扩建工业建筑的节能设计,必须严格执行《工业建筑节能统一设计标准》(GB51245-2017)。鼓励城镇新建建筑执行更高节能标准。统筹做好清洁取暖、城镇老旧小区改造、海绵城市建设等工作,推动老旧小区节能改造、节水改造,提高雨水资源化利用水平。新建小区径流总量控制率达到80%以上,径流污染控制率达到40%以上,透水铺装和下凹式绿地率不低于40%。各地要结合实际,把亟待维护修缮的既有居住建筑节能改造项目或居民改造意愿强烈的非节能住宅项目纳入节能改造范围,可根据建筑条件,合理确定节能改造标准。大力推动超低能耗建筑或近零能耗建筑试点发展,积极开展可再生能源建筑应用示范,推广可再生能源应用和再生水利用。

   (四)推进公共建筑能耗统计。

    建立完善的公共建筑能耗统计制度,明确统计实施主体单位、配合单位职责、统计建筑范围及统计内容,确保统计数据科学可靠、可追溯。各级公共建筑权属单位要积极提供本单位或建筑的能源消耗信息,加强能耗分析能力,将能耗统计分析结果作为本地区绿色建筑工作发展规划的重要依据。各地要安排专职人员和专项工作经费,保障公共建筑能耗统计、能源审计、能效公示分析工作有序开展。

   (五)提高住宅健康性能。

    贯彻落实国家住宅健康指标,进一步完善相关建设标准,研究提升严寒地区建筑室内空气、水质、隔声等健康性能指标以及住宅排水、通风系统户间隔离技术。推动开展住宅健康性能试点项目,强化住宅健康性能设计要求,严格竣工验收管理,推动绿色健康技术应用。

   (六)推广装配式建造方式。

    国有资金投资(以国有资金投资为主)的体育、教育、文化、卫生等公益性建筑、保障性住房、棚户区改造及市政基础设施等项目应率先采用装配式建造方式。鼓励引导社会投资项目因地制宜采用装配式建筑。加快产业基地(园区)、试点示范项目建设,促进试点示范城市率先发展,取得突破。健全标准体系,培育市场主体,提高创新能力,推广先进技术,加强人才培养,提升装配式施工水平。大力发展全装修,推行工程总承包,确保工程质量安全。

(七)推动绿色建材应用。

    加快推进绿色建材产品认证和推广应用,建立绿色建材采信机制,推动建材产品质量提升。在清洁取暖、城镇老旧小区改造、海绵城市建设等政府投资工程、重点工程、市政公用工程、绿色建筑和生态城区、装配式建筑中率先采用绿色建材,鼓励其他工程建设项目使用绿色建材,逐步提高城镇新建建筑中绿色建材应用比例。打造一批绿色建材应用示范工程,将绿色建材推广应用工作列入生态文明建设、新型城镇化建设、节能减排等监督考核指标体系,加大考核力度。各地应结合实际制定绿色建材推广应用政策措施,加快推动绿色建材行业发展。

    (八)加强绿色建筑技术研发推广。

    加快绿色建筑共性和关键技术研发,重点开发既有建筑节能改造、可再生能源建筑应用、节水与水资源综合利用、绿色建材、废弃物资源化、超低能耗建筑、提高建筑物耐久性等方面的共性和关键技术,发展本土绿色建筑技术产业,降低建造成本。不断优化绿色建筑技术路线,因地制宜培育适应吉林省实际的绿色建筑技术,完善应用技术标准和标准设计。推动绿色建筑技术集成与示范,促进绿色建筑技术推广与应用。根据我省绿色建筑发展需要,定期绿色建筑技术及产品推广、限制和禁止使用目录。

   (九)建立绿色住宅使用者监督机制。

    贯彻落实国家《绿色住宅购房人验房指南》,明确房屋绿色性能和全装修质量验收方法。各地要建立民用建筑能效信息公示制度,在商品房买卖合同和住宅质量保证书、住宅使用说明书中明示住宅绿色性能信息及全装修质量相关指标,明确质量保修责任和纠纷处理方式。住宅开发建设单位要配合购房人做好验房工作。

     三、工作措施

    (一)明确各方主体责任。

    开发建设、勘察设计、施工图审查、施工和监理等工程建设各方主体要认真执行绿色建筑政策标准。

     1.建设单位在进行项目立项时,应当明确绿色建筑等级,在编制建筑工程项目建议书、可行性研究报告或项目申请报告时,要有绿色建筑相关内容,并将有关成本纳入投资概预算。建设单位在组织分部分项验收和竣工验收时应复核绿色建筑施工的有关要求,严格执行绿色建筑工程验收标准,未按施工图设计文件要求和绿色施工要求执行的,不得通过竣工验收。

     2.设计单位要积极采用先进的绿色建筑设计理念,认真执行绿色建筑设计标准和评价标准等相关标准规范,在编制设计方案中应当包括绿色建筑设计专项说明,编制的施工图设计文件应当包括绿色建筑专篇。

     3.施工图审查机构要对绿色建筑设计专篇进行专项审查,并在审查合格书中明确注明结论意见。

     4.施工单位在施工组织设计中要制定详细的绿色建筑专项施工方案和绿色施工要点,明确绿色建筑施工措施,确保绿色建筑实施质量。

     5.监理单位要认真落实绿色建筑工程验收标准,严格履行监理职责。工程质量监督机构在监督抽查中发现违规行为应及时提出整改要求,监督整改。

    (二)加强建设全过程监管。

     1.加强立项管理。发展改革等部门应严格落实固定资产投资项目节能评估审查制度,强化对全面执行绿色建筑标准的新建项目执行绿色标准情况的审查,未达到标准要求的,应要求建设单位重新修改直至符合标准。对应建设为绿色建筑的项目,建设单位在编制项目建议书、可行性研究报告或项目申请报告时,可在建筑节能专篇中确定项目拟达到的绿色建筑级别。

    2.强化监管检查。各级住房城乡建设部门要将民用建筑执行绿色建筑标准纳入工程建设管理程序,严把施工图审查、施工许可、竣工验收备案等关键环节,确保绿色建筑工作的落实。各级住房城乡建设主管部门要定期、不定期组织开展项目现场专项检查,重点检查工程各方责任主体执行绿色建筑标准情况、专项施工方案编审情况、专项监理细则编审情况等,严格执法,督促各项标准和规定的落实。

    3.加强数据统计报送。按照绿色建筑标准进行设计、施工并竣工验收合格的建筑项目可认定为绿色建筑,纳入绿色建筑统计范围。各市县住房城乡建设主管部门要认真做好绿色建筑相关数据的统计报送工作,建立绿色建筑管理台帐,在项目设计审查、竣工验收等阶段注重数据采集,确保数据真实、准确。 

四、组织实施

   (一)加强组织领导。

    各地要建立住建、发改、教育、工信、机关事务管理等部门参加的议事协调机制,对绿色建筑创建行动中的重大问题、重点工作统一部署,分工负责。要根据本方案,制定本地区创建工作方案(实施计划),细化目标任务,制定支持政策,确保创建工作落实到位。各市(州)住房城乡建设部门应于2021年1月底前将本地区工作方案报省住房城乡建设厅。

   (二)加强财政金融支持。

各地住房城乡建设部门要加强与财政部门沟通,争取资金支持。积极完善绿色金融支持绿色建筑的政策环境,将绿色建筑相关产业纳入绿色金融支持范围。省内人民银行各分支机构、各银保监分局及相关部门要认真落实《吉林省人民政府办公厅关于推进绿色金融发展的若干意见》(吉政办发〔2019〕45号)有关要求,积极引导金融机构提供绿色信贷支持和融资对接服务,进一步加大绿色信贷投放力度,创新绿色信贷产品和服务方式,推动绿色建筑发展。

   (三)强化绩效评价。

    强化目标监管,将绿色建筑创建行动目标完成情况和措施落实情况纳入各级政府能源消耗总量和强度“双控”目标责任等相关评价考核体系。将绿色建筑设计、施工、运营、评价等活动中的各方主体及其行为纳入诚信管理体系,在优秀工程勘察设计奖等评选活动及各类试点示范工程评选中,将获得绿色建筑标识作为入选的优先条件。各地住房城乡建设主管部门负责牵头组织对本地区绿色建筑创建行动落实情况和取得的成效开展年度总结评估,及时总结当年进展情况和成效,形成年度报告,并于每年10月底前报省住房城乡建设厅。省住房城乡建设厅将对各地绿色建筑创建成效进行评价,并结合实地检查情况,检查通报,表扬先进,鞭策落后。

(四)加大宣传培训力度。

绿色建筑设计方案篇10

1相对于现行设计标准的变化

绿色建筑评价标准大体上是基于我国现行的设计标准,也部分借鉴了国外绿色建筑评价标准的内容,同时结合我国的特征进行了修改补充,如节地部分,要求“建筑物周围人行区风速低于5m/s,不影响室外活动的舒适性和建筑通风”、“室外透水地面面积比大于等于40%”;如节能部分,要求“建筑总平面设计有利于冬季日照并避开冬季主导风向,夏季有利于自然通风”、“新建的公共建筑,冷热源、输配系统和照明等各部分能耗进行独立分项计量”、“建筑设计总能耗低于国家批准或备案的节能标准规定值的80%”;如节水部分,要求“办公楼、商场类建筑非传统水源利用率不低于20%、旅馆类建筑不低于15%”;如节材部分,要求“建筑结构要素要简约,无大量装饰性构件”;如室内环境部分,要求“设置室内空气质量监控系统,保证健康舒适的室内环境”、“办公、宾馆类建筑75%以上的主要功能空间室内采光系数满足现行国家标准《建筑采光设计标准》GB50033的要求”等。标准一方面补充了现有标准在绿色方面的欠缺,另一方面强化了相关设计要求的量化标准。此外,绿色建筑评价标准还强调了设计阶段应关注施工、运营方面的内容,如节材部分,要求“建筑结构材料合理采用高性能混凝土、高强度钢”、“在建筑设计选材时考虑使用材料的可再循环使用性能,在保证安全和不污染环境的情况下,可再循环材料使用重量占所用建筑材料总重量的10%以上”;如运营管理部分,要求“办公、商场类建筑耗电、冷热量等实行计量收费”等。

2绿色建筑体系的完善

伴随着绿色建筑的推进,绿色建筑评价管理单位也不断发展,但绿色建筑评价标准在地方适用性、建筑类型适用性、评价的标准细则上还有不足,需要不断发展。如在建筑类型方面,编制和颁发了“绿色医院”、“绿色办公”、“绿色商店”、“绿色超高层”、“绿色校园”、“绿色生态城”等;在地方适用性方面,上海、北京、天津、深圳、江苏等大部分省市都提出和颁发了适用于地方特点的地方标准。此外,现存的设计标准也进行了相应修订和完善,如《上海市民用建筑太阳能应用技术规程(光伏发电系统分册)》(DG-tJ08-204B-2008)、《地源热泵系统工程技术规范》(2009年版)、《上海市居住建筑节能设计标准》(DG/tJ08-2078-2010)、《民用建筑节水设计标准》(GB50555-2010)、《建筑遮阳工程技术规范》(JGJ237-2011)、《上海市公共建筑用能监测系统工程技术规范》(DG108-2068-2012)、《上海市公共建筑节能设计标准》(DG108-107-2012)、《半导体照明应用节能评价技术要求》(2012年版)、《工商用制冷设备的环境标志产品技术要求》(2012年版)、《民用建筑室内热湿环境评价标准》(GB/t50785-2012)等。

3设计革新的思路

建筑行业在应对绿色建筑评价标准方面,除了需要不断完善设计标准体系之外,还需在以下三个方面进行革新和改变。

3.1设计准则的变革

虽然我们的现存设计标准不断完善了绿色建筑的相关要点,但是建筑设计的宗旨仍然是在保证功能、美观、安全、舒适的前提下,实现初投资的经济性和投资的高回报率,这也与开发商的投资利益最大化的思路相符。但不同的是,“绿色建筑”强调的不是初投资经济性下的建筑性能最佳,而是建筑全寿命周期下的投资回报率最佳。简而言之,更加关注的是“动态回报率”,而非“静态回报率”,即绿色建筑时代,建筑设计的优劣准则应以消耗最经济的资源来满足功能、美观、安全、舒适等固有属性的需求。

3.2设计流程的变革

因为绿色建筑强调全寿命周期,强调性能化设计,所以绿色建筑设计一方面要求设计师需要了解设计的相关知识,了解建筑的建造过程和运行使用的运维要求,另一方面需要使用计算机模拟的方式来计算和分析设计方法的优劣。其实对于社会分析逐步细化的今天,设计师难以全部掌握这些技术,为了适应这两方面的需求,最重要的是改变本身固化的设计流程和设计方式。建筑物理专业必然成为绿色建筑设计新流程中的一员,他们主要承担多种设计方案的性能比较分析,以帮助设计人员在有限的时间内设计出最佳的建筑,当然有些大型企业还会诞生如建筑材料/产品咨询师、建筑需求分析咨询师等分工,他们可以为设计师释放更多的时间去关注设计方案本身在功能、美观、舒适等基本功能方面的优化组合和实现。建筑设计的过程也必须成为全过程化,在施工图完成之后的技术招标、图纸深化和施工、调试、运营阶段,设计师都必须时时跟踪,并担当重要的角色,如图1,在电气系统技术深化阶段,施工图的设计单位仍然需要承担技术审核的角色。

3.3设计方法的改变

与传统的建筑设计方法不同,绿色建筑的设计方法更加注重气候、环境等因素的引导设计、定性设计方法的定量化、定量设计方法的可视化,同时更加注重集成技术的最优化设计。(1)气候、环境等因素的引导设计传统建筑的建造在适应气候、环境等方面有很多的实践并形成了一些值得我们借鉴的经验。在当今的建筑设计中,这些方法都或多或少地消失了。当代建筑设计中建筑师多数把利用或者抵御气候的问题转移给了设备工程师,气候等因素所能体现的内容只是一些技术标准和技术措施。绿色建筑则要求建筑师在设计建筑之前就应该了解当地的气象地理特征,从而指导如何进行体型、窗口设计等。如图2,就是在建筑设计之前,充分了解当地可以利用自然通风满足室内舒适性的月份,从而指导以何时的气候条文作为边界条件指导自然通风设计。(2)定性设计方法的定量化传统的建筑设计方法对于某些技术的效果表达很难用定量方法量化,如自然通风效果等。如图3,通过结合计算机模拟技术的自然通风性能设计,可以定量表达房间开窗设计在自然通风情况下小于0.3m/s区域的面积比,通过定量化的评价可以为开窗开门大小、位置提出改进建议。(3)定量设计方法的可视化传统的建筑设计方法对于某些技术的设计通常使用经验公式或某些简化的图表进行计算,如自然采光、空调风口的设计、噪声、空调处理过程等。但这种定量设计方法缺乏可视性和形象化,对于计算结果的验证也只能通过经验或者计算书的检查来实现,对于某些非专业的业主或者使用者就很难表达清楚。建筑性能设计方法就可以通过一些计算机仿真技术将传统的定量设计方法进行可视化。如图4为某大空间建筑的气流组织分析图,通过经验公式计算初步确定了风口布置方式(10个送风口和5个排风口,送风口风速3m/s,排风口风速为2m/s),可视化的结果表明送风可达到池厅区域,排风口的设计不会形成短路现象,且空气流动均匀性较好,大部分区域满足小于0.2m/s、大于0.05m/s的要求。(4)集成技术的最优化设计自从2005年《公共建筑节能设计标准》以来,我国就非常重视建筑节能的工作,可以说绿色建筑的核心也是建筑节能,在能源方面就体现了与绿色建筑相适应的特点,可以分析不同节能技术集成的综合效果,可以展示建筑的能耗特征,促进建筑节能技术措施的优化。如图5,该项目预测出建筑未来逐月以及主要用能设备的能源消耗情况,通过进一步调整围护结构保温、遮阳、照明节能以及高效制冷机等空调设备节能措施,从而将节能率从50%提高至60%。

3.4设计工具的变革

从绿色建筑工程的实践可以发现设计方法的推进还存在以下问题:1)二维制图设计与三维仿真分析的交替建模的重复矛盾;2)多种性能化分析软件之间的协调配合;3)专业化分析人员与专业化设计人员的协调发展。从发展来看,以Bim建筑信息化模型平台集成众多性能化分析技术的设计程式将是未来发展的趋势,如autodesk的Revit就尝试集成了ecotect、ieS等软件,Sketchup就尝试集成了energyplus软件;同时加强设计人员的性能化分析技术的培训和专业化分析队伍的设计工程实践也是促进新设计方法发挥更大作用的措施(图6)。

4案例分析—以建筑遮阳设计为例

以上海某交通建筑屋顶遮阳设计为例,阐述绿色建筑设计方法和设计流程的特点。

4.1项目背景

屋顶天窗的设计基于提高室内采光、降低能耗、提高室内视野通透性的原则进行设计,基于以上原则之后,设计的天窗面积为屋顶面积的0.27,基于pKpm节能分析难以满足《公共建筑节能设计标准》(GB50189—2005)的要求。基于以上情况,遮阳设计必须介入。经过多方讨论,形成以下遮阳设计的原则:1)采用固定外遮阳形式,而不采用内遮阳形式;2)以解决夏天阻挡太阳辐射为主,冬季太阳得热为辅;3)可在玻璃上多加处理,解决部分遮阳问题。

4.2遮阳设计的开始

由以上情况可知,此次遮阳设计并不是一开始就介入,而是在项目调整阶段中介入的,所以困难和限制更多。项目组专门成立了屋顶遮阳专项组,专项组的成员包括项目经理、建筑师、建筑物理工程师、建筑材料工程师以及遮阳厂家。接下来的设计过程如下:(1)首先确定遮阳设计优化措施:适当减少天窗面积;提高玻璃遮阳性能(建筑材料工程师(或玻璃厂家)提供);考虑大梁对天窗的遮阳(考虑自身遮阳);设置固定百叶外遮阳。(2)在以上基础上,建筑师根据实际情况提出了以下两种固定百叶外遮阳方案:方案1:固定百叶,南北方向布置,三个百叶为一组,组间距为950mm,组内百叶间距为425mm,百叶宽度450mm,百叶中心线距天窗距离为200mm(图7,8)。方案2:固定百叶,东西方向布置,五个百叶为一组,组间距为950mm,组内百叶间距为512mm,百叶宽度450mm,百叶中心线距天窗距离为200mm(图9,10)。(3)由于该项目超出了查询手册的适用范围,软件模拟计算方法(energyplus)进行分析,此时建筑物理工程师介入,进行分析。

4.3遮阳模拟分析

4.3.1分析思路针对固定遮阳,计算夏季外遮阳系数和冬季外遮阳系数,继而得到夏季外遮阳系数和冬季外遮阳系数的比值(以下简称夏冬比),从全年节能角度来讲这个值越小越好,即夏季尽量遮挡阳光,冬季尽量引入阳光。

4.3.2方案1与方案2的比较两种方案的比较结果见表1(其中材料的反射率等参数由建筑材料工程师或厂家提供)。由计算结果可知,方案1相对方案2优势明显,方案2夏冬比的差别不大,方案1的夏冬比最低可以做到0.8以下。此外在方案1中还可以看出,百叶向南开比向北开更有优势,故选择方案1,并且把角度向南开作为后续分析的基础。

4.3.3方案1中参数变化的影响分析在确定方案1后,需要就百叶宽度、百叶角度以及百叶中心线与天窗距离对遮阳效果的影响进行进一步分析,然后确定它们的尺寸。(1)角度的确定由图11可以看出,在百叶宽度和离窗距一定的情况下,百叶向南开,角度与水平面成30°时为最佳。(2)百叶宽度和百叶中心线与天窗距离的确定图12是基于30°情况下,对于离窗距和百叶宽度的分析。由图可知,百叶宽度为450mm时为最佳,离窗距对结果影响不大,距离200mm稍好于400mm。

4.3.4建筑师提出两种布置方式并比较建筑物理工程师结合遮阳、采光、视野、经济性综合评价图13中两种方式优缺点,最终推荐后者。确定了固定外遮阳百叶的开启方向、尺寸、离窗距离以及布置形式之后,还需结构工程师结合风荷载及重量荷载对于遮阳结构提出要求或复核,并且电气工程师还需提出控制、防雷以及变配电等方面的要求。

4.3.5建筑师要与厂家确定遮阳产品的安装预留空间、材料颜色等内容该工程对于屋顶遮阳系统进行了性能化设计的尝试,通过性能化的优化设计,使得屋顶遮阳系统的百叶形式、开启方向、角度和尺寸等参数从定性化设计向定量化设计进行了转变。设计流程中建筑物理专业的介入也为建筑遮阳的方案对比和参数确定提供了重要的分析依据。

5结语