关于建筑设计中绿色建筑设计管理理念的具体实践

吕海坤

(山东华邦建设集团有限公司 山东 潍坊 262500)

1 绿色建筑节地设计理念的实践应用

优先使用耕种价值低、环境价值低的地块。建筑用地在一定程度上会占用耕地或者具有生态环保价值的地块,但从绿色环保的角度看,应该尽量避免这种情况,建筑物选址时应该优先考虑生态环境价值低的地块,如荒地、盐碱地等,同时建筑设计中还要减少或者避免对耕地的占用,国家已经出台了政策法规,用于规范建设用地。合理设计平面布局和空间结构,提高土地利用率。节地设计的主要思路是减少对平面空间的占用,提升垂直空间的利用率,这一点在城市中尤其重要。因此,在现代化的建筑设计中尤其重视容积率、楼间距等参数的控制。理论上讲,容积率越高、楼间距越小,对土地的利用率就越高,但建筑设计不能仅仅考虑节约土地,还需关注到用户的居住和使用体验,过高的容积率会导致楼体密度过大,采光、居住隐私以及通风等都会受到严重的制约,因而绿色建筑节的设计需控制好节地与人居环境之间的平衡性,在满足居住要求的前提下适当提高容积率,减少楼间距,这样可以节约土地。另外,楼体高度也是影响土地使用率的重要因素,目前城市中新建住宅多在高层建筑,其空间利用率较高。但一味地增加楼梯高度也会带来负面的影响,主要表现为消防安全风险增高、上下楼效率低下、火灾逃生难度增加等。实际上不同级别的城市在建筑物密度、高度设计方面形成了不同的要求,住建部在2021年颁布了《关于加强县城绿色低碳建设的意见》,其中对县城地区的新建住宅高度作出了规定,以6层为主,最高不得超过18层。但一、二线城市经济发达、人口密度高,依然可建设30层以上的高层和超高层建筑[1]。

2 绿色建筑节能设计理念的实践应用

建筑物的节能设计是绿色设计理念的重中之重,其经济效益和环保效益都非常突出,可产生长期而深远的应用价值。节能设计涵盖了建筑照明、采暖、空调、新风、给排水等各种可产生能耗的设备和系统,以下着重介绍部分设备的节能设计方法。

2.1 建筑物暖通系统节能设计

建筑物暖通系统的主要作用是向室内供暖,北方地区为市政集体供暖。暖通系统节能设计的关键是温度取值、热负荷计算。根据供暖单位数据统计,室内供暖设计温度每增加1℃,能耗水平将激增5%～8%,因而市政单位在冬季集中供暖时要合理设计供暖的温度,不可设置过高,冬季室内供暖温度通常不能超过20℃。热负荷水平决定了供热系统的使用效率,热负荷要与设备保持良好的匹配性,供热设备功率超过热负荷时会造成能源浪费。在设计采暖系统时要精确估计热负荷,防止配套供暖设施设计功率过大。另外,在供暖方式、建筑结构设计等多个方面都要提前最好规划,如供暖方式应采用分区、分户的设计,可根据使用需求灵活地调整供暖面积,设计浇筑物时要减少热量出口[2]。

2.2 建筑物空调系统节能设计

对于公共建筑,空调系统是高能耗设备,其结构主要包括冷冻水、冷却水以及主机,冷冻水的能耗主要产生自冷冻水泵以及促进室内空气流通的风机,在冷冻水泵选型中应该优先使用变频设备,通过自动化控制机制调节冷冻水泵开启的数量,以温度为阈值,确定水泵开启的数量。在传统的设计方案下,空调冷却水系统中的冷却水塔用于回水的自然降温,回水从室内空间带走的热量在这种设计模拟式下会散失到环境中,不仅会造成热力污染,也没能提高热能利用效率[3]。因此,在空调系统冷却水塔的设计中需使用具有余热回收功能的设计方案。

2.3 建筑物给排水系统节能设计

建筑物中的给排水系统负责市政供水终端输送以及建筑物污水的排放与收集,给水系统的能耗水平远高于排水系统,因为给水系统需克服重力势能。①给水系统节能设计。建筑物高度对供水能耗影响非常大,如果是6层以下的低矮建筑物,仅靠市政管网的供水压力即可满足使用需求。但是6层以上的建筑物则不能保证供水压力,因而需实施二次加压供水。在二次供水中需采用分区供水的节能设计方案,具体为1～6层市政管道直接供水,7～19层实施二次加压,19层以上三次加压,具体如何分层可根据建筑物高度以及设备情况来确定。对于建筑二次供水设备,应采用无负压供水设施,这种设计方案可充分利用市政管网系统产生的余压,由变频水泵弥补剩余的供水压力[4]。②排水系统节能设计。排水时的直接动力为重力,因而在管路设计时关键是要充分利用重力,污水管道要通过管径、材质的合理设计避免堵塞,从而减少后期疏通引发的能耗。

3 绿色建筑节水设计理念的实践应用

节水是绿色建筑设计的重要组成部分,而节水设计与建筑物给水系统、排水系统以及城市污水处理系统等都存在密切的关系,甚至建筑物的设计方案、绿化设施等也能发挥节水作用。

3.1 借助给水系统设计提升建筑物节水效果

市政给水管道以及住宅建筑的二次供水系统等都存在一定的压力,这些压力促使自来水定向流动,因此,管路系统一旦存在密封不严密的问题,就会造成水资源的渗漏,压力会加速水的流失。市政给水管网在建设过程中需加强管道施工,提升管道连接部位的密封效果。同时在管路系统上设置流量、压力监测装置,对比用户终端的水表数据与管路上的流量监测数据,从而判断输送管路上是否存在泄露问题。给水系统的压力需控制在合理范围之内,避免因二次供水导致用户终端供水压力过大,因为过大的会增加终端水的流速,造成浪费,高层建筑的分区供水也在一定程度上避免了超压供水的问题[5]。

3.2 借助排水系统设计提升建筑物节水效果

建筑物排水系统在节水设计中的作用更加突出,排水可分为两种类型,其一是雨水,其二是污水(包括工业废水)。雨水的清洁度较高,可直接排放进河流,或者收集起来用作城市绿化、洒水除尘之用,也可将雨水大量收集起来,经过处理用在其他对水质要求更高的场景下。污水中存在各种类型的污染物,典型的如卫生间产生的污水,需经过化肥池处理,然后再投入使用。鉴于此,现阶段的城市新建住宅以及市政污水管道基本上都采用雨污分流的设计方案,防止市政污水对雨水造成二次污染。雨污分流的设计思路在当前的城市规划中发挥着极为重要的作用。

4 绿色建筑节材设计理念的实践应用

建筑设计方案直接决定了后期施工的工程量和各种材料的使用量,节约建筑施工阶段的材料使用量符合绿色建筑设计的理念,节材实际上分为两个层面,其一是从设计方案上节约材料,其二是在施工管理阶段节约材料。从建筑设计的角度看,工程项目中会使用到大量的混凝土、钢筋、电力线缆、预埋金属管材、墙面装饰材料等,合理的设计方案可在一定程度上减少施工材料的使用量,进而达到绿色设计的目标。例如,在大型社区或者工业园区内会配置专门的电力变压器以及配电设备,各路终端用户都要集中在变配电设置上接线。合理设置变配电装置的位置可减少线路长度,节约电力线缆,并且还能降低线路上的能耗[6]。

综上所述,绿色建筑设计理念在建筑设计中可贯穿于用地、各类用电设备、给排水管路以及材料应用等各个方面,其核心理念是减少建筑物对环境的消耗,重点突出水资源、能源、土地资源等。不同的设计内容在思路和方法上存在很大差异,节能设计的重点是采暖、空调通风、照明、给排水等。节水设计重在提高雨水和污水的回收利用,节地设计要控制好建筑物容积率、楼间距等参数。