对绿色建筑设计发展趋势的探讨

【摘要】随着经济的发展、人们对居住条件的提高以及环保意识的增加,从而对居住的环境和条件的要求也逐渐提高。为了满足人们生活的需要以及和国家可持续发展道路的方针相结合,我们提出“绿色建筑”概念。文章主要阐述了有关我国对绿色建筑设计发展趋势的一系列问题,分析了现代绿色建筑设计的重要性,从材料选择、建筑选址等方面阐述了一些现代绿色建筑设计的方法,从绿色建筑的发展情况,探讨了现代绿色建筑设计未来的发展趋势。大力发展绿色建筑,建立节约型社会,实现人与自然和谐相处,真正实现可持续发展。

【关键词】绿色建筑；设计；发展趋势；探讨

1　前言

从现阶段看,我国的经济水平在飞快地上升着,但我国环境也在承受着前所未有的破坏,我国生存环境也在陆陆续续的出现一些问题,如一些自然灾害频繁发生。越来越来多的人提出人与社会、自然可持续发展的呼声,可见,有关绿色建筑理念是人们在面对环境危机时做出的自然反应,是我国建筑行业在可持续发展理念上的实践结果。面对有限的自然资源和无限在增长的人口,发展绿色建筑是我国可持续发展的趋势。

2　“绿色建筑”的含义与概念

“现代绿色建筑,是环保、健康、和谐建筑的代名词,是人们在建筑中不断研究利用多种多样的科学有效措施和一些现代先进技术对建筑材料和施工过程进行合理改造,从而很大程度地节约自然资源,降低对环境的污染。加强对环境的保护,重要的是要能够达到人民对健康、节能、安全、经济、高效的要求,建成与自然和谐相处的建筑,则称之为绿色建筑”。同时,绿色建筑也是平衡生态、优雅环境和低碳环保的代表,绿色建筑要充分利用一切可利用的自然资源,尽最大可能减少浪费,维护生态环境平衡。绿色建筑能够保证人类生活居住和工作办公的安全稳定。绿色建筑是人文、自然和经济的完美结合,是当前社会的大势所向,现代绿色建筑充分合理利用资源,并不断开发新能源,打造健康绿色的建筑理念。绿色建筑在能源的利用上,多依靠太阳能提供热能和电能。太阳能非常稳定可靠,且能够持续开发利用,重视对太阳能的利用,是发展绿色建筑事业的重要保障。现代绿色建筑能够保证人类生活居住和工作办公的安全稳定,为人类创造一个舒适的环境,为人们的健康保驾护航。总之,绿色建筑是人文、自然和经济的完美结合,是当前社会的大势所趋,现代绿色建筑融入了更多的人文关怀,倡导与自然和谐相处,充分合理利用资源,并不断开发新能源,打造健康绿色的建筑理念。如中新天津生态城8号与17号地块的整体规划,由生态带贯穿,成为设计中主要的可持续发展元素。生态带由修复了的湿地、人工湖、水景、绿化景观和天台花园组成,连通了商业区和住宅区,务求开发出具有更高的空间品质和超低碳排放,并且更加舒适的建筑群组。

3　绿色建筑设计的发展方向

3.1　绿色建筑设计的科学化方向

绿色建筑设计的科学化,指科学的运用各个方面的知识,使绿色建筑的设计更加完善。

3.1.1　充分合理的开发建筑所用土地

只有充分使用建筑的所占土地,才能够在有限的土地上构建一个合理的绿色建筑。绿色建筑强调节约利用土地,充分的利用周围的配套设施,避免重复建设,同时,结合配套情况、周边商业、地铁等因素,充分利用地下空间的开发,不仅能够更充分的利用有限的土地,更可以在一定程度上改善地面的环境,节省空间。

3.1.2　充分利用新型材料

据调查,我国大部分的建筑材料都无法满足绿色建筑的具体要求。为建设资源节约型、环境友好型社会,我国必须投入大量的物力、人力、财力以加紧对新型建筑材料的研发,加快对各种传统建材的改进。传统的混凝土演变成为高强度高效率的混凝土、轻骨料混凝土以及纤维混凝土,它们最重要的特点分别是高强度、自重轻、抗拉强度高,这就为我们绿色建筑的发展提供了原材料,为绿色建筑的发展奠定了良好的基础。

3.1.3　可再生能源的应用

（1）太阳能热水系统与建筑一体化技术

绿色建筑在能源的利用上,多依靠太阳能提供热能和电能,太阳能非常稳定可靠,且能够持续开发利用,重视对太阳能的利用,是发展绿色建筑事业的重要保障。例如,将太阳能集热器与建筑屋面、阳台、外墙有机结合,既丰富了建筑物形象,又避免了重复投资。太阳能与建筑一体化是未来太阳能技术发展的方向。太阳能热水系统与建筑一体化技术目前已经是非常成熟的技术,3～4年即可收回投资,非常适用于宾馆、医院、学生公寓等公共建筑和住宅安装使用,即使是高层住宅也有多种技术系统可供选择。

（2）地源热泵技术

地源热泵是一个广义的术语,它包括了使用土壤、地下水和地表水作为热源和冷源的系统,即地下土壤热交换器地源热泵系统、地下水热泵系统、地表水（湖水、河水、海水及污水）热泵系统。地源热泵供暖（冷）系统通过吸收大地的能量,包括土壤、井水、湖泊等天然能源,冬季从大地吸收热量,夏季向大地放出热量,再由热泵机组向建筑物供冷供热,是一种利用可再生能源的高效节能、无污染的,既可供暖又可制冷的新型热泵空调供暖系统,可广泛应用于商业楼宇、公共建筑、住宅公寓、学校、医院等建筑物。

3.2　绿色建筑设计的系统化方向

城市的建设并不是由一个个相对孤立的建筑构成的,而是由相互关联的一组建筑组成。现在我国的城市建筑大都是每个建筑自立门户,相互独立,这样的建筑会给城市造成视觉混乱,同时也会破坏城市人流的连贯性。这就要求绿色建筑的设计,要有其系统性,构建一个连贯的、相互关联的建筑组群,而不是各个相对孤立的建筑。建筑首先应该是城市的一部分,与城市公共空间相连接。其次是要有合理的功能布局和好的建造质量,根本不用刻意去引人注目。做到了这些,起码就向完美走出了第一步。一旦有机会进入一个建筑,进而使用一个建筑,对它的认识就不会仅仅停留在外形上。

4　进行绿色建筑设计的重要性

4.1　适应国家的相关政策

我国现在提出了可持续发展的战略方针,建设节能建筑使用环保材料,在建筑设计中融入更多的环保理念,是响应国家号召的表现。所以这样的建筑企业可以得到国家政策的支持,可以使企业的知名度大大提高,增强企业在建筑行业的竞争力。

4.2　可以满足市场的需要

将绿色建筑设计理念融入到建筑当中,将全新的建筑设计观念加入到房地产企业的发展中,这样可以扩大企业的市场。尤其是在相关的房地产政策还没有出台,房产市场比较不景气的时候,房地产企业可以利用这种全新的设计方式,引起消费者的更多关注,使企业的市场占有率大大增加,增加企业的利润。另外,这种绿色建筑设计还可以满足人们的不同需求,使人们更加重视环保。

4.3　降低建设成本,节约能源

使用绿色建筑设计方案,可以增加建筑中的人性化思考,特别是对人们健康意识的关注,这样就会提高人们对绿色居住环境的追求。如果在建设中企业选择了绿色建筑的方式,不仅仅可以提高资源的使用效率,节约资源和能源,还可以大大降低建设成本,提高企业的利润。这种绿色建筑还可以满足消费者的不同需求,使消费者对房屋更加满意。此外,绿色建筑设计中,可以更加合理的利用资源,根据不同的环境制定不同的方案。比如说在不同的气候条件下,绿色建筑可以使建筑在炎热的夏天仍然保证室内凉爽。

5　有关绿色建筑设计方面的实施方法

5.1　国家的宏观把握是根本

对绿色建筑来说,实现经济、文化、科技等全方位的可持续发展战略,必须遵守绿色节能制度、环境保护政策等法规。“按标准、规范设计”是我国设计师经常秉承的法则,总体性的限制建筑能源消耗和环境污染,具有非常重要的意义。

在建筑建设时,需要使用大量的材料,比如说砖石、林木等。这些材料都需要砍伐大量的树木才能得到,这会使植被大量的退化,并且使物种大量减少,对生态的破坏极大,不利于我国的可持续发展,对人类和动物的生存带来很大的危害。传统的建筑建设是以牺牲环境和资源为代价的,这种方式带来的危害极大,所以我们必须要改变这种建设方式,建设环保节能型建筑。

5.2　绿色建筑行业重心是规范标准

我国建筑行业迅猛发展,使得整个行业存在一些矛盾和问题：如不规范的恶意竞争,小作坊的企业大量存在。所以,要规范市场管理,规范企业的设计、施工、检测、评价以及后期维护等一系列环节,要制定行业运行管理的条例和规范,使得建筑行业发展有法可依。要采取动态管理,大力整顿资质不佳的企业,实行末位淘汰制,必要时取消其公司执业资格,实行优胜劣汰,实现建筑行业的良性发展。

5.3　绿色建筑评估、审核和管理体系保障

绿色建筑的评估体系为建筑师提供了更好的分析问题的方法。借用计算机等辅助手段模拟得出的系统的、定量的环境影响数据分析,可以更方便、更全面的帮助业主了解在绿色建筑中为实施绿色环保所付出的短期代价和远期利益。

对于建筑生命周期内的能耗和环境影响而言,使用过程中的影响占据了主要部分。因此对适用部分进行有效的审核和管理,对于实现绿色建筑节能环保来说是十分必要的。目前,国际上绿色建筑审核和管理体系主要包括EMAS体系和ISO14001体系。就实际操作时间而言,两者之间的差别并不大。但是应当指出, EMAS体系是一个以工业为基础的环境管理体系,而ISO14001则是一个普遍适用的体系,因而也与建筑师相关,由于专业的限制在此无法加以详细讨论,但在公司或企业中推行环保管理指标体系,其优点和成效是显著的。

6　绿色建筑设计的发展趋势

生态节能建筑的设计,主要是从整体环境开始规划及个别建筑物的设计两个方面开展。环境的总体规划,重点建设与环境的关系,解决建筑和地形、地貌、植被、土壤、风、阳光和气候的关系。

6.1　绿色建筑与土地的设计

建筑用地和室内环境是绿色建筑评价指标体系中六类评价指标的组成部分之一,建设用地节约活动,以最大限度地提高表面面积不足,使绿地损失减少,甚至没有损失。节约建设用地,不是没有地搞建设项目,而是提高了土地利用率。提高城市土地利用率主要技术措施：建设多层、高层建筑,以提高建筑容积率,降低建筑密度。同时,利用地下空间,增加城市容量,改善城市环境；城镇居民区,提高住宅土地集约度,为未来的可持续发展留出了空间,因形就势,更多的使用分散、倾斜的土地,充分利用当地的材料,保护自然环境,使建筑和自然环境的交替共融,增加绿化面积,开发利用节约土地的技术和材料。

6.2　建筑平面设计

合理的朝向设计能使建筑从阳光中获取大量的能量,住宅往往需要平行布置,并且朝向南面,同时彼此之间要留出足够的间距保证冬季得到充足的日照。建筑的体形系数（建筑物表面积与其体积的比值）直接影响建筑能耗的大小,体形系数越大,单位建筑空间的散热面积越大,能耗就越高。在相同体积时,分散的布局模式要比集中布局的建筑热耗大,从节能的角度宜首选高层和中高层建筑。具体设计时减少建筑外墙面积、控制层高。建筑层高固定时,对于确定的建筑面积,都有与之相适宜的最佳节能楼层数。减少体型凹凸变化,采用规则平面形式,合理的建筑布局可以充分利用现场的资源来减少建筑耗能以及改善室内环境质量。仔细划分建筑内的使用功能区,使不需要窗户的功能区域尽量安排在建筑物的北面,使具有相似使用功能的功能区域尽量位于同一区域。

6.3　因地制宜地选用材料

生态建筑的物质基础是生态材料,生态建筑材料又称“健康建材”“环保建材”或“绿色建材”,指健康、环保、安全的建筑材料。生态建材是指在原料采取、产品制造、应用过程和使用以后的再生循环利用等环节中对地球环境负荷最小和对人类身体健康无害的材料,分为天然建材和人工材料。生态建筑在材料的选择上没有统一的标准,生态建筑不是完全利用高新材料建成的建筑物,高新的不一定就是好的,很可能还是错的,重要的是要了解材料的使用目的。建筑设计中一方面积极采用现有的对环境和健康有益的新材料,以减少对环境的污染；另一方面适度使用现有地方资源来满足地方需要,减少对外来特殊材料的选用,应该更多地使用木材、竹材、石材等天然节能型材料。

6.4　自然通风设计策略

建筑物布局合理与否,直接决定着住宅区气候的好坏。自然通风是调节环境最有效和经济的手段,而影响自然通风效果的因素主要就在于建筑物的平面布局、立体设计及三维空间布局。因此,在自然通风设计时,必须全面了解住宅区的空气流动情况,确保住宅区气候良好、通风情况合理,有效提升建筑物内部的空气质量和热舒适度,住户无需增加任何投资,就能实现居室环境的健康舒适。

6.5　采光设计策略

夏日影响居室热环境的重要因素是由于阳光直射与热辐射,更是影响住户心里感受的因素之一。因此,应结合当地地理气候条件进行采光设计,经过认真计算,明确住宅区的建筑布局与单一住宅的关系,分析建筑群的遮阳及日照能否满足建筑物采光与遮阳的需要。直面建筑的热耗要大于曲面建筑,当体积相同时,集中布局的建筑热耗要小于分散布局的建筑热耗,在具体设计工作中,应控制建筑物的层高,减少建筑外墙的面积,降低体形的凹凸变化,尽可能采取规则的平面形式。

6.6　可再生能源的循环利用

建筑外表面应考虑围护结构的热效率,设计规模恰当有效的供热、通风和空调系统；充分有效地利用各种可选择的再生能源,形成与建筑空间使用配套的能源综合开发利用系统,建筑生活垃圾综合处理；从节能出发做好照明、器具设备和电气负荷的最优化设计；考虑建筑空间的建筑材料中易挥发的有机成分,尽量减少微生物生长的机会,提供新鲜的空气,创造易于接近日光和适宜的环境,同时要考虑室内空间维修和清洁材料挥发的化学成分对人体的影响；建筑构造使用可循环或带有可循环材料（如钢材、铝材等）的产品,考虑建筑构件和建筑设备的再利用,尽可能减少建筑垃圾；为建筑物主人使用可循环设施提供方便,通过中水的再利用和节水装置,使生活污水排放量降到最低；建筑屋顶、地面、门窗要进行隔热处理；广泛应用建筑采暖节能、制冷节能、通风节能、照明节能等建筑节能技术。

6.7　最大程度的减少向外界环境排放有毒有害的污染物

对每个人来讲,地球只有一个,人们在对外排放有毒有害的污染物的同时,也就是给自己所处的环境排放污染物,最终的受害者仍是自己。绿色建筑设计的一个特征是给居住者提供一个避免向外界环境排放有毒有害污染物的健康舒适的生活环境。在建筑设计中充分考虑建筑物的具体情况,应用某些设备,对生活垃圾进行相应的处理,变废为宝,如在某些发达国家的建筑设计中,将某些垃圾直接通过相关管道直接排入相关的设备,由相关设备直接处理后对某些资源继续利用。如生活污水可以通过相关的设备直接变废水为生活用水,返回到生活用水管道继续供居住者使用,避免有毒有害的生活污染物排放到外界环境,造成生话环境污染,或由于此污染而引发的其他污染。这就要求在设计过程中引入绿色建筑理念,为居住者提供一个绿色的生活环境。

7　结束语

综上所述,绿色建筑是结合人与环境和谐相处的基本道路。绿色建筑作为建筑发展的未来趋势,对我国应对气候变化、促进经济结构调整、转变城镇发展方式有着重要的意义。目前我国正处于城市化快速发展的重要机遇时期,我们应及时抓住这一历史性机遇,努力推广绿色建筑,实现建筑的经济效益与社会效益的统一,促进我国建筑节能减排和环境保护工作的进一步发展。

注：［1］第二作者.刘芳.天津大学建筑学院建筑学博士生

［2］原文发表在2014年11月《华中建筑》