生態(tài)理念下的綠色建筑設(shè)計(jì)方法

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［摘要］上世紀(jì)以來，隨著現(xiàn)代工業(yè)化和科學(xué)工程技術(shù)的飛速發(fā)展，在我國社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)、城市化建設(shè)進(jìn)程不斷獲得高速健康發(fā)展的關(guān)鍵同時(shí)，消耗了大量的自然資源和能源，破壞壞了生態(tài)環(huán)境，并且導(dǎo)致使全球大氣中總的溫室化硫氣體排放濃度急速急劇增長，全球平均氣溫急劇升高，導(dǎo)致全球的復(fù)雜氣候變化，人類賴以生存的基本生態(tài)環(huán)境安全受到嚴(yán)重威脅，這種緊急情況下，我們必然需要及時(shí)研究解決正面臨的人類生態(tài)環(huán)境污染危機(jī)，1992年聯(lián)合國生態(tài)環(huán)境與社會(huì)發(fā)展國際大會(huì)中首次明確提出了2030年人類社會(huì)要走可持續(xù)發(fā)展之路，以此為新視線引導(dǎo)人類實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與自然環(huán)境的和諧健康共生。下面將通過對(duì)綠色建筑設(shè)計(jì)實(shí)例進(jìn)行分析，來探索綠色設(shè)計(jì)理念運(yùn)用在建筑設(shè)計(jì)中的方法。

［關(guān)鍵詞］生態(tài)理念；綠色設(shè)計(jì)；節(jié)能

生態(tài)建筑設(shè)計(jì)、綠色建筑設(shè)計(jì)都具有大致相似的基本含義，它們都認(rèn)為需要盡量多地減小設(shè)計(jì)對(duì)生態(tài)環(huán)境的直接影響，盡可能節(jié)約建筑資源使用，能夠真正做到有效保護(hù)環(huán)境和有效減少建筑環(huán)境污染，為建筑使用者自身提供健康、舒適、實(shí)用、高效率的資源使用建筑空間，并且與與大自然和諧相處共生的綠色建筑。它的壽命周期過程為設(shè)計(jì)、資材制造、建造施工、完工使用、改造、解體廢物、再設(shè)計(jì)。對(duì)建筑與環(huán)境設(shè)計(jì)來說，走"綠色設(shè)計(jì)"之路十分必要，如今人類面臨著生存環(huán)境的種種危機(jī)，應(yīng)當(dāng)改變以追求奢華設(shè)計(jì)為目的的觀念，逐步發(fā)展綠色設(shè)計(jì)理念，同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)，這既是現(xiàn)代設(shè)計(jì)師的重要職責(zé)和任務(wù)，也是作為設(shè)計(jì)師所該具備的社會(huì)責(zé)任和道德心的體現(xiàn)。

1共生設(shè)計(jì)與共享設(shè)計(jì)——以深圳市建筑科學(xué)研究院大樓為例

1.1建筑基本信息

深圳市建筑科學(xué)研究院（以下簡(jiǎn)稱為“深圳市建科院”）是中國當(dāng)下綠色建筑設(shè)計(jì)的最新實(shí)踐探索。用地面積3000平方米；建筑面積1.8萬平方米；總高度57.9米；地上12層；地下2層。整棟大樓所包括的綠色設(shè)計(jì)有微風(fēng)啟動(dòng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、屋面遮陽系統(tǒng)、節(jié)能幕墻技術(shù)（斷熱幕墻鋁型材）、室內(nèi)熱舒適性能（全自動(dòng)控制系統(tǒng)）節(jié)能燈具燈盤電子鎮(zhèn)流器應(yīng)用、感光智能化控制系統(tǒng)（充分利用自然光布置）、綠色環(huán)保裝修材料、光伏發(fā)電遮陽反光板、節(jié)水衛(wèi)生器具（無水小便器、節(jié)水馬桶、感情開關(guān)）、外墻XPS保溫隔熱系統(tǒng)、太陽能地磚、新型外墻板、地檢測(cè)CO2濃度新風(fēng)濃度控制系統(tǒng)、地自行車停車位、淋浴間、太陽能電動(dòng)車（鼓勵(lì)清潔能源交通方式）、地下室雨水水箱與水環(huán)空調(diào)系統(tǒng)相結(jié)合設(shè)計(jì)、綜合措施減少熱島效應(yīng)、工字形平面，爭(zhēng)取最大化自然采光通風(fēng)效果、首層架空開放式多功能展廳、地下空間自然采光通風(fēng)設(shè)計(jì)、園藝設(shè)計(jì)采用本地植物物種、移動(dòng)式外墻遮陽百葉、地下空間光纖光導(dǎo)管采光技術(shù)、地下室自然通風(fēng)和采光、噴泉景觀水用于水環(huán)熱泵空調(diào)冷卻水、地面雨水回收回滲技術(shù)、人工濕地及中水系統(tǒng)、座位送新風(fēng)系統(tǒng)及高溫大溫差風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)系統(tǒng)（應(yīng)用于科研辦公空間）、建筑本體蓄冷，冷輻射吊頂空調(diào)（應(yīng)用于辦公部分）、滴灌滲漏節(jié)水澆灌技術(shù)、光伏發(fā)電幕墻系統(tǒng)、屋面XPS保溫隔熱系統(tǒng)、屋頂綠化及雨水回收系統(tǒng)、空調(diào)排風(fēng)熱回收系統(tǒng)、太陽能生活熱水系統(tǒng)、太陽能高溫集熱板（用于空調(diào)新風(fēng)溶液除濕）。

1.2平衡為核心的設(shè)計(jì)

平衡是實(shí)現(xiàn)綠色建筑設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容，是指在滿足需求、資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等因素之間取得結(jié)果的平衡。在設(shè)計(jì)綠色建筑時(shí)，應(yīng)該改變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想，考慮在最開始設(shè)計(jì)構(gòu)思時(shí)就將相關(guān)的節(jié)能、綠色概念和設(shè)計(jì)技術(shù)等引入進(jìn)去，結(jié)合建筑項(xiàng)目所在地的氣候條件，環(huán)境情況來分析所設(shè)計(jì)的建筑的功能需求，以當(dāng)?shù)丨h(huán)境、經(jīng)濟(jì)社會(huì)等為考慮因素，將其融入設(shè)計(jì)之中。

2探析：建筑中的綠色設(shè)計(jì)方法

2.1位置的氣候條件與選址

建科院大樓地理位置在北半球亞熱帶海濱城市——深圳市，東經(jīng)114°3′12.85″E，北緯222°34′44.76″N。深圳屬于亞熱帶海洋性氣候。以綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的地域劃分上看，屬于“夏熱冬暖”地區(qū)，其氣候特征為夏天炎熱，冬天溫暖潮濕，陽光充足，雨水充沛，濕度大，常年刮東南風(fēng)。深圳年平均氣溫為22.5℃，最高氣溫38.7℃，最低氣溫0.2℃。年日照時(shí)數(shù)為1933.8小時(shí)，年日照百分率達(dá)到47%，太陽年輻射量5225兆焦耳/平方米。最佳朝向?yàn)槟舷?。選址對(duì)建筑物綠色設(shè)計(jì)、可持續(xù)發(fā)展理念有著十分重要的意義，它決定著建筑的實(shí)現(xiàn)條件和自然和諧之間的關(guān)聯(lián)。建科院大樓的選址原地址為被廢棄的混凝土攪拌站，在一定意義上來說，是對(duì)廢棄土地的有效資源利用，沒有對(duì)現(xiàn)有綠地農(nóng)田進(jìn)行破壞占用，在交通方面來看，其周圍有建設(shè)中的地鐵線，為大樓鼓勵(lì)采用綠色交通出行方式創(chuàng)造有利條件。交通條件研究之外，還對(duì)周邊進(jìn)行噪聲采集、土壤氡含量檢測(cè)、地質(zhì)勘探、風(fēng)速和溫度的測(cè)試等。通過這些科學(xué)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析，為建科院大樓的綠色設(shè)計(jì)分析打下良好的基礎(chǔ)條件。

2.2布局：功能決定的建筑

在建筑與功能的關(guān)系中，理想的建筑在其從內(nèi)到外的方方面面都充分對(duì)其所承載的功能進(jìn)行表達(dá)。人們的生活方式?jīng)Q定了建筑所需要的功能，而這些功能需要?jiǎng)t對(duì)建筑的形式、布局、理念帶來指導(dǎo)作用。綠色建筑即是綠色生活的表達(dá)。建科院所倡導(dǎo)的綠色辦公生活方式，決定了建科院大樓將是一個(gè)功能復(fù)雜的建筑，首先是普通辦公大樓常見的各種功能，如辦公室、會(huì)議廳、樓梯間，電梯室、衛(wèi)生廳，機(jī)電設(shè)備間，停車場(chǎng)等等。作為一個(gè)建筑科研和設(shè)計(jì)單位，還需要具備科研、探測(cè)、實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)和學(xué)術(shù)報(bào)告，技術(shù)交流等方面的功能。在倡導(dǎo)“綠色生活”的思想下，建科院樓內(nèi)還整合了飲食、健身、娛樂、居住和花園等多個(gè)功能，甚至還包括了兒童樂園和生態(tài)菜區(qū)。最后，建科院建筑將開放的理念介紹到設(shè)計(jì)中，希望通過建筑的設(shè)計(jì)對(duì)更多人宣揚(yáng)綠色生活的理念，因此，它需要具有許多不同的展廳功能，而整個(gè)建筑物則是一座大型的展館。作為一座承載復(fù)雜功能的建筑，科院大廈以“漢堡包”的立體劃分為靈感，使許多功能得以有效地組織和合理地發(fā)揮。由于使用地的限制，設(shè)計(jì)采取三維立體分區(qū)法，將不同的功能以立體方式疊加，根據(jù)不同功能的使用、空間結(jié)構(gòu)的需要和相互之間的流線關(guān)系，以豎向空間體塊對(duì)不同的功能區(qū)進(jìn)行了分類設(shè)置。通過各功能在整體的協(xié)調(diào)下，選擇最適當(dāng)?shù)奈恢?。如將人員眾多的場(chǎng)所優(yōu)先設(shè)置在采光充足，通風(fēng)良好的位置。大樓的樓層功能分區(qū)如下負(fù)二層，停車與人防結(jié)合；半地下層，設(shè)置為存在干擾的實(shí)驗(yàn)室，與上部建筑隔離，分區(qū)明確；入口層，大堂、接待、展示，為公共空間，以方便使用為主；二到四層，無干擾實(shí)驗(yàn)室；五至六層，會(huì)議室和休閑區(qū)，中間層視野開闊，環(huán)境優(yōu)美，便于人們休閑放松；七至十層，辦公區(qū)，高樓層，視野好通風(fēng)采光條件良好。十二層，職工餐廳兼多功能廳，高層，視野好，使用餐時(shí)間成為工作之余的休閑放松交流時(shí)間；十三層，專家公寓與小型會(huì)所，頂層為與辦公區(qū)分離的純生活空間；屋頂設(shè)置為花園和實(shí)驗(yàn)室，為休閑空間，多種實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)收集點(diǎn)。建筑的內(nèi)部功能與自然的和諧關(guān)系，在平面布置得到體現(xiàn)，去掉東側(cè)部分，形成“凹字型”的設(shè)計(jì)布局，這種設(shè)計(jì)形狀是根據(jù)深圳的氣候條件，為了實(shí)現(xiàn)自然采光、通風(fēng)效果，通過使用計(jì)算機(jī)的自然通風(fēng)模擬、自然采光模擬等方法，對(duì)比分析各種不同的平面布置，“凹形”字形的平面能提供更多與室外直接接觸的墻面，為自然通風(fēng)和采光創(chuàng)造良好的條件。凹形字形設(shè)計(jì)朝東南方向，以此來迎接深圳常年風(fēng)向即東南方，在此基礎(chǔ)上，兩個(gè)空間稍微分開，加強(qiáng)了室內(nèi)構(gòu)造穿堂的效果。

2.3材料設(shè)備：綠色的辦公空間

根據(jù)統(tǒng)計(jì)表明，人們有80%~90%的時(shí)間是在室內(nèi)空間中度過的，國外研究表明，室內(nèi)污染比室外污染嚴(yán)重，因此，室內(nèi)的空氣質(zhì)量會(huì)直接影響空間使用者的健康情況。建科院大樓在室內(nèi)設(shè)計(jì)中，基于創(chuàng)造健康綠色辦公空間的理念設(shè)計(jì)，節(jié)材是其中的重要一步，進(jìn)行土建裝修一體化的設(shè)計(jì)，摒棄掉無意義的裝飾元素，保留原有建筑構(gòu)件本身材質(zhì)和色彩，如水泥地面、墻面；在需要局部裝飾的位置，使用環(huán)保可循環(huán)再生材料，如環(huán)保地毯、環(huán)保家具等。大樓結(jié)合室內(nèi)空氣齡模擬分析，針對(duì)性地設(shè)置建筑外窗、以此改善室內(nèi)自然通風(fēng)效果，在辦公空間設(shè)置換風(fēng)及低速送風(fēng)設(shè)施，確保各個(gè)空間部分的空氣新鮮度。室內(nèi)房間裝修，采用綠色環(huán)保涂料和綠色膠粘劑，使用不含甲醛等有害物質(zhì)的復(fù)合木質(zhì)板材。辦公空間中打印機(jī)、復(fù)印機(jī)等具有粉塵污染和射線影響的設(shè)備，放置在室外平臺(tái)的下風(fēng)向，避免對(duì)室內(nèi)辦公人員的健康損害。大樓首層的架空綠化，在滿足綠化的基礎(chǔ)上，具有一項(xiàng)更為重要的功能——污水處理系統(tǒng)，即“人工濕地”的中水處理系統(tǒng)，利用植物綠化帶，通過生態(tài)方式將建筑每天排放的污水分解，將污物轉(zhuǎn)化成可共植物所吸收的養(yǎng)料，利用自然分解作用來對(duì)大廈的污物進(jìn)行分解。制造氧氣。經(jīng)處理過的污水，達(dá)到水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)后，送回各樓層衛(wèi)生間沖廁，實(shí)現(xiàn)了建筑環(huán)保、無污水排放的“零污水排放”和環(huán)保循環(huán)的功能。大堂地板采用日本進(jìn)口的M-wood2木塑材料。這種原料木材源自建筑廢棄材、工廠加工廢料等，對(duì)使用了幾十年的石膏板、木材、彩色合成板等進(jìn)行微?；幚?，混合后將其制成較為穩(wěn)定的成型產(chǎn)品。將幾百微米大小的木材與熱塑性樹脂進(jìn)行混合、提煉，再進(jìn)行加熱成型，因?yàn)楫a(chǎn)品木材比重是51%~55%，所以具有木質(zhì)材料的柔和特性，M-wood2木塑材料為為可再粉碎多次回收利用的環(huán)保材料。多功能報(bào)告廳的整體設(shè)計(jì)，最大不同程度地充分利用自然界的光明和室外通風(fēng)，設(shè)計(jì)方案采用了非常規(guī)的墻體構(gòu)造，將位于報(bào)告廳兩邊的室內(nèi)外墻分別設(shè)計(jì)為一個(gè)可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的內(nèi)外墻，根據(jù)實(shí)際使用內(nèi)部環(huán)境需要和室內(nèi)外氣循環(huán)條件的不同特征，選擇可以關(guān)閉或同時(shí)打開的外墻。打開后光線和風(fēng)景就會(huì)被引進(jìn)建筑的內(nèi)部廳室，觀眾大廳完全無需人工照明，也不需要設(shè)備的通風(fēng)。中軸轉(zhuǎn)動(dòng)墻體，也可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)任意角度，使演說者的聲音更平均地反射到觀眾席上，減少了對(duì)電聲喇叭的依賴性。報(bào)告廳和遠(yuǎn)程會(huì)議室氣流組織采用置換通風(fēng)的形式，報(bào)告廳采用臺(tái)椅下設(shè)置的送風(fēng)口，遠(yuǎn)程會(huì)議室采用地面送風(fēng)口，室外新風(fēng)經(jīng)回風(fēng)處理直接送到人的呼吸區(qū)，使室內(nèi)人云可以呼吸到最新鮮的空氣。

3結(jié)語

建科院大樓是一次優(yōu)秀的綠色建筑實(shí)踐，現(xiàn)階段我國對(duì)于綠色建筑設(shè)計(jì)仍然處在探索與發(fā)展之中，既要通過獨(dú)特的途徑解決當(dāng)今建筑存在的問題與挑戰(zhàn)，又要考慮建筑的整體設(shè)計(jì)和自然關(guān)系和諧共生的重要性。發(fā)展綠色建筑理念，在實(shí)踐中創(chuàng)造綠色建筑設(shè)計(jì)，是今后建筑設(shè)計(jì)師的重要任務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1]樊潔陽.建筑設(shè)計(jì)中生態(tài)建筑設(shè)計(jì)原則與策略探索[J].居舍，2019（33）：89.

[2]楊志浩.綠色生態(tài)建筑設(shè)計(jì)策略研究[D].湖南工業(yè)大學(xué)，2017.

作者：郭灝 李佩 單位：武漢工程大學(xué)