浅谈夏热冬暖地区中绿色公共建筑设计的要点

2020-03-08 03:41卢兆法
广东建材 2020年7期
关键词:夏热冬建筑设计绿色

卢兆法

(广东省机电建筑设计研究院有限公司)

1 夏热冬暖地区特色及建筑形态

夏热冬暖地区是我国最冷月平均温度大于10℃,最热月平均温度满足25~29℃,日平均温度≥25℃的天数为100~200 天的地区,是我国五个气候区之一;主要是指我国的南部,在北纬27°以南,东经97°以东,包括海南全境,广东大部,广西大部,福建南部,云南小部分,以及香港、澳门与台湾。

经过近现代建筑师的传承与发展,广东夏热冬暖气候区逐渐形成了相对完整且独具特色的建筑体系,建筑物在节能和绿建方面必须充分满足夏季防热、通风、节约耗能要求,冬季可不考虑防寒、保温。

⑴布局通风:良好的朝向和建筑形体布局可以获得适宜的通风环境。村落建筑分布主要采用梳式布局和密集式布局两种主要形式。

⑵院落、庭园:采用开敞布局和多层次布局有利于夏季散热。清晖园合理运用园林、庭院,将建筑与园林结合设计,大大可以降低环境温度。

⑶敞厅、连廊:建筑各实用空间通过敞厅、廊道相互联系,空间融通,还具有遮阳避雨、组织通风的功能。

⑷架空、骑楼:架空的底层可以导风入室,有效降低室内温度。骑楼是一种特殊的架空形式,集遮阳、避雨、交通于一体,有利于人行道和沿街店铺的通风、散热和除湿。

夏热冬暖地区建筑对绿色建筑设计的产生一定的不利影响。

⑴近代建筑的外围护体系使用烧结实心砖,不利用建筑的保温节能。

⑵庭院中的水景不利于水资源的节约。

⑶巷道两侧的大多数房间内采光系数不满足现代采光设计要求。

⑷天窗采用几块玻璃瓦片,瓦片面积过小,不适合现代建筑。

2 绿色建筑设计要点(《广东省绿色建筑评价标准》DBJ/T15-83-2017)

2018 年发布相关政策《住房城乡建设部建筑节能与科技司2018 年工作要点》,提及到要求有条件地区和城市新建建筑全面执行绿色建筑标准,扩大绿色建筑强制推广范围,从以前的规定政府出资新建建筑执行绿色建筑到现在的强制部分地区全部新建建筑均执行绿色建筑标准。为此总结以下设计要点。

通常在进行绿色建筑设计的时候,总图和各个单体建筑都已经完成施工图设计,绿色建筑工程师只能在已有的设计条件完善绿色建筑设计,建议绿色建筑设计要尽可能提早参与项目前期设计中。

2.1 建筑节能设计

在进行绿色建筑设计前,首先均要进行最基本的建筑节能设计,利用节能软件建模,模拟新建建筑所在地区进行热工性能及建筑年空调采暖耗电量的计算从而实现达到节能标准要求。

⑴使用保温性能较好的外围护系统和屋面系统,防止夏天过热,例如200 厚加气混凝土砌块,同时做好外防水的措施。

⑵建筑西侧的透明外围护系统尽可能控制少,或者做好外遮阳措施,减少室内接收的太阳辐射能量。

2.2 绿色建筑设计

在实际的进行绿色建筑自评中,可以分为以下几个专业:建筑,结构,给排水,电气,暖通;其中建筑又分为总图,光,风,声,园林,装修这几个方面,因为园林和装修的内容并不多,可以并在建筑专业里面。

本文按照绿色建筑评价标准进行设计要求,满足以下的要求基本能够达到二星绿建评价要求(《广东省绿色建筑评价标准》DBJ/T15-83-2017)。

2.2.1 总图布局

针对夏热冬暖气候区日照时间长、太阳辐射强、潮湿多雨等气候特征,以及绿色公共建筑遮阳隔热、通风散热、环境降温、防雨防潮防台风等关键问题,可以参照以下要点进行设计。

⑴建筑布局利于自然通风。为增大迎风面,避免采用周边式,以防阻碍风的导入,整体以梳式为宜或局部采用错列式、斜列式与自由式布局,但要避免建筑的体型系数过大,容易造成空调耗能过大,反而得不偿失。

⑵建筑考虑采用自遮阳的形式。结合不同类型建筑的特征,利用建筑自身屋檐、悬挑体量,外走廊等形成自遮阳系统,减少建筑表面接收的太阳辐射。

对于单个建筑体设计来说,建筑形体要因地制宜,朝向尽量朝南,避免西晒,如果项目地块是长条形,并且朝南北向的,可以尽可能的在西边设计外走廊功能以达到遮阳不影响通风的效果,例如幼儿园和学校建筑,住宅建筑。

⑶设计注重屋顶、底层及垂直界面的遮阳

设置屋顶绿化或垂直绿化,有利于减少建筑直接吸收太阳辐射,减少空调耗能。

因为造价和施工工期问题,通常业主不考虑建设地下室,但是建设地下室空间,能更加有效利用土地,且地下室可以作为地下停车场。这样就可以作为两个加分的评分项。

建筑多采用雨棚和连廊;园林景观尽可能的增加绿地率,绿化应采取乔灌草复层绿化方式进行绿化,采用植物为项目地区本土植物。

2.2.2 给排水

卫生器具用水效率等级全部到达3 级以上;园林灌溉应使用喷灌等节水措施;地面和道路冲洗全部采用节水高压水枪。结合雨水利用设施进行水景设计,设置地下储水池等。

2.2.3 暖通

在夏热冬暖地区,冬天不用考虑保温,建筑里面都没有供暖系统,通常建筑的空调供冷时期是5 月份至10 月份,供冷通常安装高效耗能的分体空调机或者多联机,只有大型建筑才会使用中央空调系统。条件允许的话建议业主选择安装耗能达到2 级产品的分体空调;建筑外窗有利于在过渡季节靠室外窗户开启来调解室内温度和组织室内空气气流。

2.2.4 电气

提供主要功能房间的照明功率密度计算书;灯具应具有定时、感应等节能控制,电梯和扶梯等设备采取变频调速拖动方式、轿厢无人自动关灯技术、驱动器休眠技术的节能技术。

2.2.5 结构

尽量合理地使用高强度钢筋;应使用预拌砂浆和预拌混凝土;尽量避免设计不规则性建筑;尽量避免装饰性构件过多,装饰性构件造价占中造价的比例中公建少于0.5%,居住建筑少于1%;尽量采用耐久性好、易维护的装饰装修建筑材料。

2.2.6 建筑物理环境

使用建筑节能计算软件的电子文件模型,进行建筑物理环境的计算,主要有风、光、声环境三大类计算书。

通常需要计算书如下:风:室外风环境计算书;光:日照分析报告,建筑室内采光分析报告,炫光分析报告,视野分析计算书;声:建筑构件隔声性能报告书,建筑室内噪声级报告书,室外噪声分析报告书。

⑴控制好窗地比,室内装修面层采用浅色系的等措施,满足房间的采光系数。

⑵楼板构造设置隔音措施,例如隔音垫、30mm 厚以上的隔音砂浆。

⑶墙体使用隔音性能较好的材质,例如加气混凝土砌块。

3 GBT 50378-2019 《绿色建筑评价标准》中公共建筑的设计要点

《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2019 自2019 年8 月1 日起实施。这是我国时隔5 年之后更新的绿色建筑设计标准。新标准将绿色建筑定义为在建筑的全寿命周期内,节约资源、保护环境、减少污染,为人们提供健康、适用、高效的使用空间,最大限度地实现人与自然和谐共生的高质量建筑。在原先的定义上更加强调绿色建筑居住主体的感受,在一定程度上指明了现阶段绿色建筑的发展方向。

《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2019 中的绿色建筑指标由安全耐久、健康舒适、生活便利、资源节约、环境宜居、提高和创新六类指标组成。

为满足新规范的基本级要求,需满足以下新增的设计要点。

⑴安全耐久

建筑增设具有安全防护的警示和引导标识系统,如各层标识布点图,交通导向牌指示牌详图。

⑵健康舒适

建筑室内要保证空气质量,其中包括地下车库空气质量安全。需要出室内空气质量预评估分析报告,在地下车库应设置与排风设备联动的一氧化碳浓度监测装置。各主要功能房间的照明计算书包应含包括照度、眩光值、一般显示指数等室内照明的数量和质量,说明对照明产品光生物安全性的要求,说明LED 照明产品的频闪比要求。

空调设置分区控制系统,不同功能房间细化不同温度要求。

⑶生活便利

项目的停车场设置电动汽车充电桩;建筑设备管理系统应具有自动监控管理功能;建筑应设置信息网络系统;项目内场地人行出入口500m 内应设有公共交通站点或配备联系公共交通站点的专用接驳车。

⑷资源节约

建筑建议使用周边厂家的拌砂浆和预拌混凝土;建筑用水分量计项,用水点压力控制;电梯和扶梯等设备采取变频调速拖动方式、轿厢无人自动关灯技术、驱动器休眠技术的节能技术;公共照明应具有定时、感应等节能控制。

⑸环境宜居

建筑内外均应设置便于识别和使用的标识系统,项目做场地热环境计算报告,项目垃圾管理制度设计报告。

4 公共建筑中绿色建筑主要设计原则

4.1宜人原则

建筑室外环境宜人。针对当地气候特征的分析,选取良好的平面布置方式与建筑朝向,通过模拟建筑进行室外声环境、风环境、日照等分析,确保布置形式的合理性,同时优化绿色建筑的室外绿化环境和空间布局。

建筑室内环境宜人。模拟建筑室内环境进行室内的采光、隔声、通风等分析,满足相关设计规范要求。从而达到在光线、湿度、温度、风速、噪声上,适合人体舒适地进行活动。

4.2 节能资源原则

夏热冬暖地区夏天高温,冬天暖和,需要大大减少夏季空调冷耗能。夏季雨季雨水充足,建筑设计在除了满足海绵城市的设计以外,可以使用更多的节能措施减少水资源的浪费。把可再生能源转化为动能电能,减少建筑的耗能损耗,海边建筑还可以利用风能资源。

4.3 提高创新原则

大力提倡绿色公共建筑设计应用建筑信息模拟(BIM)技术,增强各专业设计协调性;进行建筑碳排放计算分析,采取新措施降低单位建筑面积碳排放强度;采用适宜地区特色的建筑风貌设计,因地制宜传承地域建筑文化。

在建筑设计中绿色建筑技术要想得到完善,需要充分考虑城市的建设因素,将其当作单体,与整个城市相融合,同时要对绿色建筑技术与其他建筑技术的冲突进行全面考虑,协调好两者之间的关系,结合各种技术不断优化与结合,达到良好的绿色建筑技术效果。此外,建筑设计不仅要关注单体设计,还要从大局出发,优化和结合单体建筑,分清楚他们之间的主次关系,不断优化技术,降低工程成本,更好地展现绿色建筑技术的优势。

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