关于严寒地区绿色建筑设计方法的研究

张倩

【摘要】绿色建筑是可持续发展的建筑，多为应用环境回馈和资源效率的集成思维去设计和建造的建筑。绿色建筑有利于资源节约，并且充分考虑其对环境的影响和废弃物最低化，致力于创建于以个健康舒适的人居环境、减低建筑使用和维护费用。本文以抚顺·绿地·总部项目为例，结合项目的地域特征、自然气候属性等影响因素，提出适用于严寒地区的绿色建筑的设计方法。

【关键词】绿色建筑;严寒地区;可持续发展;生态景观

一、抚顺绿地·总部项目介绍

抚顺绿地·总部项目位于沈阳和抚顺的交接处的沈抚新城。沈抚新城（抚顺经济开发区）地处沈阳、抚顺连接带的核心区域，西与沈阳市浑南新区、东陵区、棋盘山国际风景旅游区相连，东与抚顺市区相连。本案为抚顺市经济开发区总部16#地块，该地块用地性质为商办用地。地块位置位于抚顺市经济开发区，金凤街以西，4#路以北，总部中间道路以南，西临自然河道。

项目占地面积19502m2，建筑面积83095m2，主要建设办公楼、公建（公寓）、商业网点、车库用房等公建建筑，其中办公楼建筑面积28394m2、公建建筑面积47895m2、商业网点建筑面积1560m2、车库及人防建筑面积5246m2，建筑楼数4座，楼层分27、18-30、2层、1层，建筑高度1#楼99.6m、2#楼97.45m，3#楼9.9m，车库3.9m容积率4.2。项目申报公寓楼部分，为绿色建筑设计标识一星。

二、绿色建筑设计方法

1、建筑平面设计

阳光是我们日常生活中必不可少的资源，对建筑进行合理的平面设计，具体包括两方面内容：首先，就是朝向方面的设计，不仅要保证建筑在朝向为南的基础上进行平行设计，还要在建筑之间留出足够的间距，这样才能保证室内在日照时间较短的冬季也能有充足的阳光;其次，就是建筑的体形系数设计，绿色建筑的体积系数一定要进行详细的计算与分析，因为其直接关系到建筑的能耗，建筑的体型系数与能耗是成正比的，这主要是因为单位建筑空间的散热面积随着体形系数的增加而增加，能耗也就随之不断提高。

2、提高围护结构热工性能

《绿色建筑评价标准》（GB50378-2006）中4.2.10条规定：采暖或空调能耗不高于国家批准或备案的建筑节能标准规定值的80%。建筑围护结构热工性能直接影响居住建筑采暖和空调的负荷与能耗，确定建筑围护结构传热系数的限值时不仅应考虑节能率，而且也应从工程实际的角度考虑可行性和合理性。严寒和寒冷地区冬季室内外温差大，采暖期长，提高围护结构的保温性能对降低采暖能耗作用非常明显。根据中国建筑科学研究院上海分院完成的能耗模拟报告显示：绿地·总部项目办公楼能耗为节能标准的94.95%，公寓楼能耗为节能标准的94.47%，车库部分能耗为节能标准的84.21%。总部项目的热工设计虽然没有达到《绿色建筑评价标准》（GB50378-2006）中4.2.10条优选项规定要求，但在设计阶段已充分考虑了使用高性能维护结构材料。其中外墙：聚合物水泥砂浆（5nn）+硬质岩棉板（100mm）+水泥砂浆（20mm）+钢筋混凝土（200mm）;屋面：水泥砂浆（20nn）+防水层（8mm）+挤塑聚苯板（100mm）+干铺炉渣混凝土（30mm）+钢筋混凝土（120mm）+石灰砂浆（20mm）;外窗采用单框三玻塑钢窗（5+12A+5+12A+5LowE），其传热系数K=1.7W/（m2.K）。

3、风环境优化设计

研究表明，建筑物周围人行区距地1.5m高处风速小于5m/s是不影响人们正常活动的基本要求，此外，通风不畅还会严重地阻碍空气的流动，在某些区域形成无风区或涡旋区，这对于室外散热和污染物消散是非常不利的，应尽量避免。随着电脑模拟技术的发展，计算流体力学（CFD）软件可以对室内外风环境进行有效的模拟分析，在设计过程中，通过对住区风环境模拟分析，对建筑布局进行优化设计，在保证冬季主要人行区风速不大于5m/s的条件下，尽量保证夏季及过渡季住区内气流畅。

4、采光通风设计

抚顺绿地公寓楼主要功能空间约有99.37%的采光系数达到《建筑采光设计标准》GB/T 50033-2001相关功能房间采光系数的要求，满足《绿色建筑评价标准》GB/T 50378-2006第5.5.11条一般项规定“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》GB/T 50033的要求”。报告通过对抚顺绿地公寓楼室内主要功能空间在夏季、过渡季、冬季主导风向平均风速条件下的自然通风状况进行模拟分析，得出以下结论：

抚顺绿地公寓楼四周均设有通风窗口，且分布较均匀，有利于促进室内自然通风。在夏季、过渡季、冬季主导风向平均风速边界条件下抚顺绿地公寓楼室内主要功能空间局部人体活动区域风速在1.4m/s以上，可以通过控制外窗的开启状态来调节室内风速，满足非空调情况下室内舒适风速要求。在夏季、过渡季、冬季主导风向平均风速边界条件下抚顺绿地公寓楼整体室内主要功能空间的换气效率均在2次/h以上，满足在自然通风条件下保证主要功能房间换气次数不低于2次/h的要求。抚顺绿地公寓楼室内主要功能空间的自通风状况满足《绿色建筑评价标准》GB/T 50378-2006第5.5.7条一般项要求“建筑设计和构造设计有促进自然通风的措施”。

5、利用可再生资源进行设计

在进行绿色建筑设计的过程中，我们要充分利用可再生资源，如安装太阳能热水器，还可以结合建筑所在地的实际环境选择利用太阳能、水能或者是风能进行发电。绿地·总部项目还使用了再生水技术，设置一套雨水回收再利用系统，收集的雨水经过处理后再利用于项目景观绿化浇洒、车库冲洗、道路冲洗及水景补水。此系统的设置既满足了节水的要求，经济效益可观;又满足《绿色建筑评价标准》（GB50378-2006）中对于非传统水源利用的一系列要求。

6、绿色景观设计

绿色景观设计的核心内容包括合理利用地下空间、提高透水地面、多维度绿化设计（复层绿化、屋顶绿化等）、乡土植物设计等。寒冷地区植物生长期短，多维度绿化设计能够充分发挥植物对微气候环境改善功能，提高空气含氧量、吸收部分污染、调节温度减少空调使用等。尤其在严寒地区，合理的通风设计与景观设计可以有效地在夏季减少或不需要使用空调。

本项目选用本土绿化物种，并采用包含乔、灌木、球类及地被类植物相结合的复层绿化。主要绿化物种：乔木：红皮云杉、国槐、丛生蒙古栎、桃叶卫矛、金叶复叶槭、山桃稠李等;灌木：紫丁香;地被：朝鲜黄杨、金叶榆、美女樱、蓝花鼠尾草、郁金香等;草坪：优异草坪草。

三、结语

综上所述，随着绿色理念的普及，绿色建筑也越来越多的出现在我们的视野中，为我们的生活带来了更多的舒适与健康，有效的提高了生活质量。可是，由于我国的绿色建筑发展较晚，还存在一定的不足，需要在发展的过程中不断完善。而且在对绿色建筑进行设计的过程中应该在结合我国国情的基础上，针对建筑所在地的实际气候以及地理因素进行设计，不断降低能源消耗。严寒地区的绿色建筑一定要结合气候特点进行技术策略的选取，在规划设计阶段就应考虑气候因素，对《绿色建筑评价标准》（GB/T 50378-2006）中各指标要求有所取舍，使建筑达到真正的“绿色”。

【参考文献】

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