时间:2023-03-02 15:01:29
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2.1坚持以人为本的原则
为使用者创造一个健康的人居环境是绿色建筑设计的一项重要职责。围绕这个中心,绿色建筑设计在室内空气质量、热环境、噪音和电磁场辐射等方面进行了大量深入的改良设计,在很大程度上降低了上述环境因素对人体产生的负面影响。在设计细节上,绿色建筑设计主要或全部采用毒害低施工材料或无毒材料。在墙面和吊顶等重要建筑部分,尽量使用绿色无毒、低毒涂料,一般以陶瓷、硬木等材料进行地面装修,这些材料不含CH3O,化学耗氧量低,有利于人体健康。在建筑系统和机械系统材料选择方面,尽量选择潜在污染能力小的材料,对于污染能力大的木制品、地毯、涂料、密封膏、织物等能不用就不用。通过合理设计,科学设置进风口和出风口,确保室内空气流通状况良好。提高室内热环境水平,根据人体需要选择最适合的温度、湿度和气流,让使用者获得最佳感受。提高供水质量,有条件的可以选用直饮水。在采光方面,既要考虑到使用者对光线的实际需求,有利于人体健康,又要通过必要的调整,使室内光照环境更加美观,并且有利于节能。通过使用吸声材料或采用隔音设计,提高建筑隔音效果,为使用者提供一个安宁舒适的环境。
2.2坚持能耗最低的原则
所谓能耗最低,有两个方面的含义,一是指建筑施工材料在生产和运输过程中消耗的能源最少,二是指建筑工程施工过程中消耗的能源最少。下面分别进行说明:(1)建筑材料生产运输过程中能耗最小化。绿色建筑的理念不仅仅在于建筑物本身及其建筑施工过程,更是要追溯到施工材料的生产过程中去。由于建筑市场对材料的选择决定了施工材料发展的方向,所以在进行建材选择时,要在满足施工要求的同时,尽量选择生产能耗低的建筑材料和可以回收再利用的材料,比如金属材料等,以实现建筑业的良性持续发展。此外,为减少施工材料在运输环节的能耗,在选择材料时,要将注意力向本地生产、运输线路短、成本低的施工材料倾斜。(2)建筑使用过程中消耗能源最小化。建筑的使用过程一般都比较长,这个阶段的能耗水平在建筑从施工到拆除整个过程各个阶段中是最高的。提高建筑节能水平,就要以使用阶段为重点。通过科学合理的设计,提高建筑整体节能水平。通过对建筑平面布局、平面形状、进深、体形系数、表面面积系数、长宽比和朝向等形体设计及墙体、门窗、屋顶、热缓冲区等部位的优化设计,都可以有效改善建筑保温隔热性能,降低建筑能耗。
2.3大力推广新型清洁能源的利用
为降低能源压力,人们已经在多方面开发新型能源应用。光伏太阳能以其资源丰富、清洁环保的特性称为新世纪重点开发的新型能源之一。加大太阳能在建筑行业的应用,可以有效降低建筑能耗。常见的有在屋顶、墙壁、玻璃等部位使用太阳能设备,通过光电转换,将太阳辐射转换为热能和电能,供建筑正常运转使用。除此之外,风能也是我国重点开发的新能源之一。我国幅员广阔,风能资源充沛,通过风力发电设施,可以将风能变为建筑使用的电能。
2.4坚持环境负荷最低化原则
开展绿色建筑设计,最基本的一项原则是保护环境,降低建筑建设、使用及废弃过程中对自然环境的污染。其中重要一项内容是减少建筑施工期间排放的建筑垃圾、废水、废气等。(1)选择环保型建筑材料。当前建筑行业在生产过程会产生大量废弃物,并造成巨额资源、能源消耗。针对这个问题,设计人员在选择建筑施工材料时,不仅要考虑经济成本,还要考虑环境成本,尽量在满足使用要求的前提下选择对周边环境污染少的施工材料,常见的有生态水泥、绿化混凝土、高性能长寿建筑材料、家居舒适化和保健化建材等。多使用预制构件,避免产生建筑垃圾。(2)施工工艺科学合理。施工方法、施工工艺可以认为是各种资源、材料的使用、加工方法。通过合理的优化设计,使用更加环保的施工方法,提高材料使用效率,降低废弃物产生。
1.2拓展了建筑材料的使用范围绿色建筑设计对建筑材料提出了更高的要求,这就要求加快对建筑材料的研究力度,促使建筑材料研究技术的不断发展,并且加速落后建筑材料的淘汰周期。绿色建筑设计要求建筑材料具有环保性质,因此传统的以高能耗为特点的建筑材料必然要遭到淘汰,这就为新建筑材料的应用提供了发展机遇,比如保温材料在刚推出之前,几乎没有市场,但是随着绿色建筑设计理念的发展,推动了现代新型建筑材料的发展,从而带动整合建筑行业的发展。
1.3提高了资源的使用率绿色建筑设计理念的实施对于资源使用而言具有重要的作用:首先绿色建筑设计提高了资源的使用率、无论是建筑施工材料还是建筑物的相关设备等都应用了具有可回收的建筑材料,避免了资源的浪费;其次绿色建筑设计实现了建筑功能的重复使用,以太阳能取暖设备为例,通过太阳能实现了资源的重复利用,避免了因为传统的高能耗而造成的环境污染等问题,从而我国的环境治理做出应有的贡献。
2推动工业建筑绿色设计的路径分析
工业作为支撑国民经济发展的产业,需要建筑设计工作者一定要本着“以人为本”的理念,将绿色建筑设计理念融入到工业厂房建设过程中,通过绿色设计可以促使工厂生产资源的优化配置,提高工厂职工工作环境,降低工业生产对环境的影响。
2.1工厂的整体环境设计工厂的整体设计是将工厂的发展规划与工厂建筑的功能进行整合,并且充分考虑当地的气候变化、人文因素、经济发展水平以及社会风情等因素,对绿色建筑设计的方案进行可行性分析:①要将绿色设计理念融入到工厂建筑设计中,在工厂厂房设计过程中,一定要突破传统的以重视生产等因素的落后设计理念,而是应该将绿色设计理念引入其中,实现工厂资源与当地资源、环境、人文等多方面的融合,比如在钢厂厂房设计时,一定要充分考虑钢厂企业生产的污染性,因此钢厂厂房的设计要选择偏离城市、处于下风口的地带,并且要远离具有丰富植被和林区的自然环境;②工厂厂房构建要具有集中性和开放性。工厂厂房的构建设计要从两方面入手,一是如何降低建设成本、提高工厂的使用率,二是如何在有限的空间内实现工厂设备资源的共享。为满足上述两个要求,需要设计者要改变传统的以线性空间布局的特点,采取动态的、空间式的设计理念,实现在有效的区域内实现工厂使用面积的最大化,并且通过空间的布局,对生产设备进行合理安排,从而提高工厂的生产效率;③注重厂房与周围环境的融合,在现在企业管理模式下,企业员工对企业的要求也在不断的提高,要求企业要不断优化职工工作的环境,因此工厂设计者要以科学发展观为指导,实现工厂与周期环境的融合,采取借景、组景、填景的方式实现工厂厂房环境的优化,给职工营造温馨的工作环境。
2.2单体设计单体设计主要是针对厂房的层数而言的,一般来说单体厂房的数量比较多,也是企业中所普遍采取的建筑形式。对于单体厂房需要设计者重视对内部结构布局的设计,以此保证生产活动的顺利实施:①对室内空间进行弹性设计。厂房不同于其它建筑物,因此在设计时一定要保证厂房空间具有弹性变化,也就是说厂房的空间大小可以根据工厂生产的要求而随时变化,比如在办公区域内,要根据办公人员的多少而对办公区域内的空间进行“大小”调整,对生产车间,则要考虑楼板的承重问题,同时也要在生产车间内预留出足够的通道以便货物的流通。②工厂外墙的节能设计。对于工厂单体建筑而言,其外墙的能源消耗要占到整个工厂厂房消耗的一半以上,因此在工厂厂房设计中要对外墙进行绿色环保设计:首先要使用具有绿色环保性能的空心砖砌筑工厂厂房外墙,同时在空心砖的外侧使用保温材料增强墙体的导热性,以此提高厂房的保温能力;二是根据当地的气候环境等因素,加大对自然资源的使用,比如工厂厂房建设要使用自然资源实现对工厂厂房的温度、湿度等控制,降低使用高能耗的资源;三是积极采用先进的复合型墙体,这种墙体可以起到保温与防暑的作用。③对工厂厂房建筑智能设计。随着现代技术的不断发展,实现厂房设备的自动化是工厂厂房绿色设计的主要发展趋势,也是互联网与生产相结合的产物,实现工厂厂房的智能设计是降低人工劳动力,提高生产效率的主要措施。
2.3多层厂房设计为节约用地、降低企业的建设成本、满足工业生产需要,多层厂房是现代企业发展中所普遍采取的一种建筑模式,根据多层厂房面积广、结构多、高度大等特点,在绿色设计时应合理调配空间面积,充分利用厂房内的各个生产区域,以减少厂房面积的浪费。同时,必须设计相对应的空调系统,且准确地布置在厂房内部,以保持良好的通风、排气效果。比如可设置适量的低窗,使之与高窗有机地结合在一起,从而突出进出口位置的高度差。此时热空气会上升,经高窗有效地排出室内,而凉爽、新鲜的空气则由低洞口进入,即烟囱效应。
2.4建筑构造无论是哪一种建筑结构,其核心构造均是混凝土结构,现代工业建筑设计多数以混凝土结构为主,这也是绿色防腐设计方案需要考虑的重点问题。随着混凝土配制技术的改进,绿色工业建筑可采用的防腐结构形式越来越多。钢筋混凝土是比较常用的厂用建筑结构,设计人员需根据生产的要求合理选择。
随着社会经济的快速发展,新建筑如雨后春笋般拔地而起,一方面是建筑高度在迅速增加,另一方面建筑功能也趋于多样化、综合化,建筑规模也在不断增加,因此,与之相对应的高度发展的建筑技术已成为建筑领域的重要组成部分。没有高技术或合理的技术运作,建筑就很难达到预期的实用效能和审美效能。纵观中国的现代建筑,其设计、建造与新技术的运用程度还远远低于国际水平,高技建筑更是寥寥无几。仔细分析,除了社会、经济的影响外,多少与我们现实的建筑教育、教学状况有关,学生在建筑设计中所应用的技术知识缺乏。长期以来,建筑技术是建筑设计教学中的薄弱环节。
1.2师资队伍构成
目前许多建筑类院校的建筑技术类课程通常由相关专业的教师任教,由于缺乏与建筑设计专业教师的沟通,如教学大纲的讨论、重点难点、深度广度的考虑,存在着学生们即使完成了课程学习后,仍然不能很好地理解该门课程的内容与建筑设计关系的问题。同时大多数专任教师,尤其是青年教师多来自高等院校,从学校到学校的经历,使相当一部分教师缺乏一线设计企业的工作经验,工程实践等实际动手能力普遍比较薄弱。“双师型”教师严重缺乏,使建筑技术和建筑设计课程脱节,对卓越建筑师的培养也成为无源之水、无本之木,成为学科建设的瓶颈问题之一。
1.3实践动手环节
建筑学专业建筑设计课程教学是建筑学专业的主干课程和核心课程,也是重要的教学实践环节。“卓越工程师计划”中建筑学专业的素质培养主要注重技术和艺术两个方面。技术和艺术通过软件模拟技术可以得到突破,达到相辅相成;而以技术和艺术为内容的建筑学教育却没有深刻认识这一点。常规的建筑学专业教育注重表达技巧,强调空间和功能,忽视建筑技术的运用。在建筑设计的学习中,学生们不能主动地将学到的建筑技术知识应用到建筑设计中,具体表现为学生在建筑设计方案中重技法、轻技术———重视图面和效果图的表现,而轻视或忽视建筑造型中建筑技术问题的思考和表达,使建筑设计方案缺乏深度的创新。而对于一个建筑方案完整的表达,还需要借助更高层次的模拟软件来表达整个方案的技术层面。
2以跨学科和跨专业融合为核心的课程体系构建
通过跨学科、跨专业拓展建筑设计教育的教学内涵,探索一种具有创新性、开放性、可持续性的建筑设计和建筑技术教育模式,重新整合现有建筑学专业课程体系的内容及框架,借助对建筑学本科高年级教学培养的专业课程体系的调整,提高建筑技术类课程的教学质量,培养出具有工程技术基础的学生,同时把建筑技术作为挖掘和培养设计创新能力的动力,从而逐步构建以绿色建筑教育为目标的、面向区域的创新应用型人才培养的专业课程教学体系。
2.1依托建筑类院校优势,构建跨学科融合的绿色建筑教育基础平台
依照我院建筑学人才培养计划中设计、技术、实践“三线并行”的课程体系进行构建,同时着重强化相关专业技术课程设置上的系统性和跨学科的融合性。教学计划中根据学科特点,设置“建筑设计”、“生态建筑设计概论”、“节能建筑”、“建筑结构选型”、“建筑设备”、“智能建筑概论”、“建筑环境软件模拟”、“建筑施工技术”、“新能源技术”等专业主干课程、基础必修课和选修课程,注重协调相关院系,如土木工程学院、环境与能源工程学院、电子与信息工程学院为我院开设相关技术课程,综合地将多学科的专业知识应用于设计实践之中,为绿色建筑教育打造一个视野面开阔、基础扎实的综合基础平台。
2.2整合建筑设计和建筑技术系列课程,强调教学体系培养过程的多层次递进
在建筑设计课程教学中,认真研究教学内容体系,通过建筑设计及理论相关课程讲解建筑空间、功能与环境、技术等的交汇关系,借助高年级的建筑设计课程的设计应用搭建基本理论和方法框架。近年来,随着中国房地产业的迅猛发展,人们节能环保意识不断增强,建筑物呈现向生态化和高度化发展的趋势。此外,建筑物组成由原来的单一功能朝着多功能方向发展,规模也有越来越大之趋势。所有这些特征交织在一起,给建筑设计提出了更高的技术要求。针对建筑发展的特点和教育部“卓越工程师教育培养计划”要求,对高年级建筑设计课程的内容进行了调整,借助本院和相关院系有针对性开设的课程完善绿色建筑理论及实践方法的基本知识框架,并结合毕业设计以及全国范围的大学生建筑设计大赛等实践环节加以强化训练。目的是要学生更全面地了解建筑技术的各相关专业知识,建立技术与艺术完美结合的意识,不断提高学生对建筑技术知识的综合应用能力,从而培养学生的综合设计能力、创新思维能力、工程实践能力以及团队合作精神,以便真正适应我国建筑的发展趋势。在2012年度UA创作奖•概念设计国际竞赛中,安徽建筑大学学生获得了两项佳作奖。获奖作品以“活”建筑为主题,通过对校园既有建筑改造和土地沙漠化适应型建筑的探索,集成了太阳能光电转换系统、特殊外墙保温系统、外墙加固结构体系等新技术,并与建筑空间形成了有机的形态。通过全国甚至全世界范围的建筑设计竞赛加强了建筑技术在建筑设计中的运用,提升了综合强化训练。
2.3改革教学方法,引入先进的现代化教学手段
探索教学方法和手段等方面的改革,将传统单一授课方式向多元现代化授课方式转变,扩大信息量知识面,培养高素质、综合性设计人才。充分体现建筑学专业的特色,以形象教学为基础,应用现代教学方法和手段,循序渐进、深入浅出地贯穿整个建筑学专业的教学全过程,从而充分调动发挥学生的主观能动性,同时注重个性的发挥。随着计算机技术的高速发展,一些建筑类模拟软件层出不穷,软件模拟技术的运用给建筑方案设计带来了巨大的影响,为建筑技术设计提供了技术支持。引导学生对新方法、新工具进行探索性使用,使得其尽可能对设计方案进行多方面思考,提高在整体上认识和把握设计方案的能力,从而培养了他们综合思考、反复验证的良好习惯。
2.4改善教学条件,积极拓展第二课堂,建立开放式教学实习基地
坚持直观教学、实践教学与课堂教学相结合,建筑设计是一门实践性很强的课程,强调理论教学与实践教学并重,重视在实践教学中培养学生的实践能力和创新能力。加强与建筑设计院、规划院签订建立对口实习的合同,让学生在实习单位接触实际工程项目的设计,从策划前期到设计再到施工,了解建筑材料、建筑结构、建筑设备等技术要求,关注人居环境可持续发展及绿色建筑技术的最新动态,注重节能建筑研究及其在建筑工程中的实际应用。
2.5依托“卓越工程师培养计划”,加强“双师型”和“双导师制”的师资队伍建设
通过充实和完善建筑设计与建筑技术的一体化教学课程教学团队师资队伍,积极引进与培养建筑设计人才,完善教师队伍的专业结构、职称结构、学缘结构、年龄结构和教师的知识结构,形成结构合理的课程教师梯队。不仅仅停留在教学一线,还渗透到科研工作当中,使我院与学校现有相关产业部门强强联合,如规划院、建筑设计院和建筑节能研究院等,多个单位“模糊界限,互补共生”,加强纵向科研与横向科研等多方面的“深层”合作,形成“你中有我,我中有你”的产学研合作格局,达到“互利共赢”的局面。共同致力于适合夏热冬冷地区的绿色建筑设计方面的科学研究及建筑创作,积极开展科研课题的研究,让科研成果为教学工作及教学研究的开展奠定坚实的基础。
绿色建筑在中国是一个新型概念。早在十九世纪中叶欧洲工业革命之际,工业化对人们的生产和生活带来了巨大便利和进步的同时,也为自然环境带来了巨大的灾难。人们逐渐在享受工业革命的狂欢中冷静下来,开始思索生活的意义和真谛。伴随着人本主义的理性回归,人们开始更加关注生活质量,热衷于环境保护,在此基础上逐渐形成了绿色建筑的概念和雏形。随着现代化的不断发展,人们对绿色建筑开始从模糊到清晰,从感性到理性,最终形成了一套系统的绿色建筑设计理论。该理念倡导在建筑物的生命周期内,尽可能减少其对自然环境和生态的影响和破坏,并通过一系列措施,如:节约能源、节约水电、节约物料等,到达节约能源保护环境。持有该观点的理论家认为,绿色建筑设计旨在为居民打造一个生态、健康、舒适的生活环境。也就是说,虽然绿色建筑尽最大可能建设对生态环境的影响,但是,它并不能影响人们对居住舒适度的追求,体现了以人为本的设计理念。
1.2绿色建筑的设计准则
按照绿色建筑学家所倡导的理念,绿色建筑希望达到人与自然和谐共生的局面。因此,实践中,其设计准则体现在以下几个方面:1.节约资源;2.遵循气候条件;3.以人为本;4.系统的规划理念;5.提高建筑资源的利用率;6.充分结合项目所在地的场地条件。具体来说,绿色建筑设计理念应当以当地场地条件与整体设计结合起来,建筑物要适合当地条件的自然法则,根据气候、地质、水文等多方面、多角度进行考量,减少对环境的破坏和影响。当然,先进的科学技术和新型材料的使用也能够有效实现节能、环保的要求。
2绿色建筑设计在高层民用建筑中的具体应用
2.1项目选址
民用高层建筑一定要以居民生活质量和舒适度为选址第一要旨,既不要紧邻大道和城市中心区域,也不能选址在杳无人烟的偏僻山区。在选择过程中,要对备选地的气候、地质等条件进行仔细调研,充分利用场地原有的自然环境和有利条件,对施工设计进行充分论证和分析,进而规划居民的朝向及规格。
2.2建筑节能
我国人口的爆发式增长使得民用高层建筑物越来越受人们重视。通常情况下,人们比较喜欢居住在20米以下的建筑物中,但是由于当前用地紧张及经济核算指标等多方面因素的影响,很多高层民用建筑物都已经超过20米。但是,人类对高考环境会普遍产生畏惧和不适应,因此必须设计一个平衡、舒适的高空居住环境。当前,解决这个问题的普遍做法是,提高公共区域的绿化率,增加环保节能材料的使用等都能破解这个难题。
1)建筑物要尽量多个角度向阳。
很多居民选择住宅的第一个要求时就向阳。在现代节能科技中,通常采用追逐阳光的办法来实现居民的这一要求。高层民用住宅具有非常鲜明的高低差异,同时又有非常丰富和可供选择的户型格局,使得各个房间的日照时间具有很大差异。设计者为了尽可能满足环保节能的要求,同时为居民创造更多的光照时间,在工程设计时,要控制好每个楼的楼间距,设计更多的南北通透型房子,确保单个住宅都有规定的光照时间,满足居民采光需求。
2)要善于利于自然风。
建筑节能设计中充分利用风能来满足居民对冬暖夏凉的要求,在设计过程中应充分利用自然风,通过合理的规划建筑物之间的间距,根据当地的风向,合理布局,尽量减少对夏季自然风的阻挡,避免冬季有过多的风吹向建筑。在建筑内部形成过堂风,使得住宅内的空气流动顺畅。通过对自然风的有效利用,尽量减少使用空调和地暖等能源,起到节能减排的作用。
3)学会利用保温层。
随着外墙保温技术以及屋面保温技术的发展,在高层民用建筑设计过程中,应在建筑物的外墙、屋面、墙、梁、柱等部位采取保温技术,起到冬暖夏凉的作用。
4)科学设计阳台。
目前绿色节能建筑设计中,广泛采用挑出式阳台设计,这种设计在提高建筑面积的同时,还可以为高层住宅形成遮阳区,不仅起到了节能的作用,同时起到了平衡建筑内部的生态系统的作用。第五,使用节能窗户。随着建筑高度的不断提高,建筑所受到的风力、气压也在不断地增长。对窗户的隔声、防风、抗压也有了更高的要求,安装合适的节能窗可以有效地降低能耗,减少光污染。第六,善于利用水资源。在进行高层民用建筑的绿色设计时,根据建筑所处的地理环境,设计规划出合理的给排水系统,充分利用水的流向和回收。对雨水和中水进行回收利用,通过对雨水的收集、节流、储存、处理进而实现水资源的循环使用,实现建筑设计的节能、生态、绿色发展。
3经典绿色建筑设计赏析———纽约Narbiry大厦
纽约Narbiry大厦是美国民用绿色建筑设计的经典案例,它在距离主城区约5公里的地方,设计160层,近一千米高,是一个新型摩天楼设计。Narbiry大厦是一个城市综合体概念,其中建有酒店、公寓、室内娱乐、餐饮、艺术中心、大型shoppingmall等。该建筑的设计师以绿色环保为设计理念,将整个建筑建造成为具有环保作用作用的复合型建筑,因此也获得了美国绿色建筑协会的褒奖。从该大厦的整体结构来看,大厦以自然、生态为设计基本理念,为大厦设计各种环保节能型硬件设施。例如,在大厦的能源来源途径中,几乎一半是风能,在绿色屋顶、室内温度、水质转化等方面都采用了节能环保材料。同时,还采用了节能环保技术,降低碳排放和绿色隔离系统。纽约Narbiry大厦在设计之初,就充分论证了各种生态技术在其中的使用,大胆采用具有低碳、节能、环保的绿色材料,推动了国际建筑节能设计的发展。