被动式绿色建筑设计要点的思考

李殊婷

(西华大学美术与设计学院 成都 610097)

1 何为绿色建筑的被动式设计

绿色建筑的设计主要分为两种,第一是主动式设计,第二则为被动式设计。被动式的绿色建筑设计是绿色建筑的基础,其设计是否科学合理将会直接决定着绿色建筑的“核心体质”。若要建造一个优秀的绿色建筑,那么绿色这一概念则应该成为建筑本身固有的特性,而非将其作为卖点去迎合受众,成为销售建筑的捷径。因此,绿色建筑首先就要借助于被动式设计夯实其“核心体质”,实现真正的绿色。而非一味的用技术堆砌来实现建筑中的“绿色”,这种“绿色”只是流于表面的绿色,而非环境之绿、环保之绿、自然之绿。而绿色建筑的被动式设计大致是指在自然界的力量和资源中寻找其运作变化的自然原理,例如阳光、气候、温度、风力等自然之力。顺应这些自然的力量,尽最大限度的降低对常规性资源的损耗,经由相关专业人士的规划、设计等措施来建造建筑物体,并改造、改善甚至于创作舒适的建筑环境。被动式绿色建筑的显著特点就是其技术具有简单且普遍适用的特点,技术能够覆盖整个建筑设计过程,有较强的适应性。对于地方化、多样化的建筑形式而言,被动式设计也依旧能起到极大的积极作用。此外,为了更好地推行和实现被动式的绿色建筑设计,相关专业人员可以从绿色建筑的建造选址、布局规划、实际设计甚至于材料选用等实际操作环节入手,从这些环节入手开展绿色建筑的被动式设计[1]。

2 被动式绿色建筑设计的具体要点

2.1 在绿色建筑的建造选址上

当一个建筑项目正式立项之后,首先最重要的任务就是确定该绿色建筑的建造地址,对该选址的周围环境、地质地貌以及该区域的气候降水等方面进行详细的考察,以便能够对可利用的资源诸如风力、水力、阳光等进行最大限度的分析及充分利用。并通过对上述资源的平均值、极高值、极低值、逐时值等数据的了解结合其特点来确定合理的建造绿色建筑时所需要使用的被动式技术。例如,在对选址区域的气候温度进行考察了解之后,确定该绿色建筑究竟是需要保温材料还是散热材料,又该采用何种被动式技术来达成保温或者是散热的要求。如果该绿色建筑既需要一定的保温又需要一定的散热,那么相关人员就需要确定何时需要保温何时需要散热,并确定用何种被动式技术达成这一目的。此外,单单只是对该选址的气候温度进行考察了解是不足够的,还需要对地形地貌进行一定的分析,因为地形地貌会对当地的气候降水产生一定的影响,进而也会对该建筑产生或积极或消极的影响。同时,不同复杂程度的地形地貌也会对该建筑的设计产生影响,只有基于对该建筑选址周边地形地貌的充分了解下,才能更好地实现建筑与当地地形地貌的融合,使建筑与环境和平相处,进而达到绿色建筑保护环境的目的[2]。

2.2 在绿色建筑的规划布局上

在对建筑选址的气候、温度、降水、地形地貌进行充分的了解,并确定好一个适宜的建造地址之后,相关专业人员还需要结合气候、温度、降水以及地形地貌对建造选址进行科学合理的规划布局。例如根据该区域的风力强度、风的方向来规划布局建筑物的朝向和通风方向,同时在对通风问题进行规划布局时还需要考虑到因为地形高低差异而产生的地形风,通过对地形地貌常规风向的充分了解来尽最大限度的实现建筑物的夏季通风和冬季挡风的目的。此外,还可以对该区域日常的日照强度、太阳直射的角度进行考察了解来实现建筑物间距距离的规划布局,根据日常辐射的现实情况来实现对太阳能利用的规划布局,根据降水量的多少强弱来实现对建筑物排水的规划布局。由此可见,该建筑每一个细节的处理都需要对该建筑所在的区域的诸多要素进行充分的考察了解,并结合上述要素的因地制宜有针对性地对该建筑进行规划布局。总之,在前期的绿色建筑被动式设计阶段,对上述要素进行越充分的考察了解,那么在后续建造阶段所需要投入的成本也将会越低,且其绿色的效果也会更显著。唯有充分的做好被动式设计的规划布局作业,才能够尽最大限度地改善创造绿色建筑的舒适度,并推动该绿色建筑被动式设计朝着更好更快的方向发展[3]。

2.3 绿色建筑单体设计

2.3.1 绿色建筑单体体形设计

被动式绿色建筑在设计过程中还需要注重对该绿色建筑的建筑体形的设计。不同体形的绿色建筑将会产生不同的能源损耗和可利用资源的利用差异。因此,在设计绿色建筑的过程中,需要对绿色建筑的单体体形予以充分的考察了解,进而从诸多的体形设计方案中遴选出最佳的体形设计方案。在对能源损耗这一方面,绿色建筑的体形的影响往往是相对比较突出的,建筑物的表面积大小会直接影响建筑物的散热的水平,进而由于在散热上的差异形成一定的能源耗损。鉴于此,被动式绿色建筑在设计的过程中,相关专业人员需要在条件许可的情况之下,优先选择表面积较小的建筑体形设计方案,以避免因为建筑体形过大而造成能源耗损的情况的发生。通过对绿色建筑体形的有效控制来实现对建筑物体形系数、传热能力等方面的控制。同时,在对绿色建筑体形的设计过程中相关设计人员还需要考虑到建筑行业的相关法令法规以及行业规范的标准要求,避免本末倒置,因为过于追求绿色建筑表面积的最小化而导致体形系数过低不符合法令法规以及行业规范现象的发生。过低的体形系数会导致该绿色建筑在后续的应用中无法将自身的价值最大最优的发挥出来。此外,在绿色建筑体形的设计过程中,还需要将户型问题纳入考量设计范围之中,相关设计人员需要对不同户型的空间利用予以综合全面的考量。在满足不同户型需求,尽最大化的空间利用的基础上优化绿色建筑的单体体形,既避免能源的过渡耗损问题,又能够增加其实用价值。进而推动绿色建筑在我国建筑行业中的长期健康发展[4]。

2.3.2 绿色建筑的物理性能设计

在对绿色建筑的设计过程中,该绿色建筑的物理性能设计同样是被动式设计中一个十分重要的设计要点。所谓绿色建筑的物理性能设计主要包括以下几方面:第一是对绿色建筑整体的物理保温隔热性能的设计;第二是对绿色建筑的外围护栏结构的物理保温隔热性能的设计。同时在对这些部分进行物理保温隔热的设计时,在被动式设计的过程中,需要考虑到该绿色建筑所在区域的气候情况、日常的温度情况等。通过对这些影响温度的要素予以充分综合的考察调研来确定该绿色建筑在物理保温隔热设计上的最优方案,采用适宜的技术来实现该绿色建筑整体及外围护栏的保温隔热。

2.4 在绿色建筑的平剖面设计上

在对绿色建筑进行被动式设计的过程中,科学合理的平面布局设计同样也是设计要点之一,科学合理的平剖面设计在绿色建筑的应用过程中承担着不可或缺的重要作用,科学合理的平剖面设计不仅仅能够使该绿色建筑的使用效率最优化还能够营造出一个舒适良好的室内环境,为使用者带来最大的舒适感。但是,为了达到上述要求,单单是依靠平面的设计是不足够的,还需要通过剖面的设计来推动该绿色建筑整体功能和环境方面的优化。因此,为了提升绿色建筑的使用效率和舒适度需要从平面设计和剖面设计综合入手。根据用户对环境品质的具体要求来开展平剖面设计作业,将绿色建筑的空间分为主要活动空间和次要的活动空间,主要的活动空间需要安排在环境相对较好,采光较好的区域,至于不重要的次要活动空间则可以安排在环境略差的区域。通过科学合理的平剖面设计来实现空间的最优化利用和舒适度的最大化。

2.5 在绿色建筑的自然采光设计上

在绿色建筑的被动式设计过程中,绿色建筑的自然采光同样也是设计作业的要点之一,自然采光能力的高低将会直接影响人工照明的使用率,进而关系着能源的损耗。而影响自然采光的要素有以下几方面:例如建筑物的进深、建筑物开窗面积的大小、建筑物的遮阳设施甚至于窗户表面的玻璃镀膜都会对自然采光产生一定的影响。因此,为了降低能源的耗损,可以从提升自然采光水平入手。例如降低建筑物的进深、增加开窗的面积、使用没有镀膜的玻璃窗等都将有效地提升自然采光的水平。但是同样自然采光的增加也会在一定程度上增加能源的耗损问题,因此,在自然采光和能源耗损上如何平衡取舍也是一个需要关注的问题。鉴于这一问题,需要科学合理地对建筑物的自然采光进行设计作业,在设计的过程中要进行全面综合的考虑,必要或者条件许可的情况下,相关人员可以通过模拟试验的方式来确定自然采光和能源耗损的最佳平衡方案。综上所述,随着社会各界对于绿色环保的需求,绿色建筑这一新兴事物开始在我国建筑行业内兴起,但是同样的作为新事物,绿色建筑的发展也存在着或大或小的弊病。因此,为了解决我国绿色建筑发展所存在的问题,为了更好地推动绿色建筑在我国的发展,需要从绿色建筑的被动式设计入手,通过控制一系列的设计要点,选择适宜的设计方式,达到设计的最优化,实现绿色建筑更好更快更优的发展。