张辰辰 (安徽新时代建筑设计有限公司,安徽 合肥 230000)
中国建材网的统计显示,目前新建住宅的80%以上为高能耗建筑。因此,目前,我国的建筑能源消耗已成为一个沉重的经济负担。如何实现资源的可持续利用,是一个迫切需要解决的问题。随着社会的发展,人类的处境也在不断恶化,人口不断增加,资源不断被消耗,生态环境也在不断恶化。在这种严峻的环境下,如何使城市建筑达到绿色、节能的目的就显得尤为重要。建筑业的发展与经济、社会的发展同步,也在加速。随着环境问题日益严峻,政府也制定了相应的对策。在这种发展状态下,建设工程越来越重视可持续发展,维护生态平衡,确保经济建设达到绿色的根本需求。所以,必须合理地使用绿色建筑的概念。
绿色建筑是指“在整个生命周期中,最大限度地节约资源,保护环境,降低环境污染,为人们提供健康、适宜、高效的使用空间,与自然和谐共存”。目前中国已是全球最大的能源消费大国,发展绿色建筑对中国具有重大的现实意义。目前,我国的节能建筑能耗水平基本与德国1995年的水平相当,我国的节能建筑标准和规范还不够完善,而我国的绿色建筑设计水平也相对较低。此外,无论是从生产技术到产品的生产性能,还是生产过程中的产品性能,都与世界先进国家有很大的差距。同时,由于对节能型建筑和绿色建筑的要求缺乏统一的规范,使得构件的质量很难得到保障。随着人们对绿色建筑的重视程度越来越高,可以预见,在不久的将来,绿色建筑必然会成为一种主流建筑,根据住房和城乡建设部的绿色建筑定义,绿色建筑是指建筑生命周期中的一切阶段,包括建筑规划设计、材料生产加工、材料运输和保存、建筑施工安装、施工运营、建筑荒废处理和使用[1]。
建筑的终极目标是以人为本,希望通过工程建设,为人们提供居住、办公、生活的空间,有效地满足人们的各种需求。与普通建筑相比,它的最终目标并未发生改变,只是在原有功能的基础上,强调资源利用效率,在建筑建设和使用过程中充分利用资源,维护生态平衡,因地制宜地进行房屋建设。
1.2.1 健康舒适原则
绿色建筑的第一个理念是健康、舒适,要充分体现出建筑的人性化,从根本上体现出对用户的关怀,并以用户的需要为导向进行建筑的设计,从而达到一个健康、舒适的居住和工作环境。其具体体现在建筑材料无污染、通风良好、采光良好等。
1.2.2 简单高效原则
在建设绿色建筑时,应从经济角度出发,确保能耗和资本的最小化。在绿色建筑的设计中,要遵循简约的原则,比如在设计门窗的时候,要尽量保证各种空间的布局,不能有太大的变化。在选择能源时,要充分发挥本地的气候、自然资源,并尽可能选用可再生资源。
1.2.3 整体优化原则
作为一个地区的重要组成部分,建筑处于一个地区,与周边环境协调一致,以达到环境效益最大化为终极目的。建筑设计的核心是对建筑及其周边的生态均衡进行规划,使其符合社会和自然环境的统一性,使各个要素得到最优配置,达到最佳的效果[2]。
新时代宝翔科创园位于合肥市高新区核心地段。基地西邻创新大道,北接习友路,周边交通便捷,环境良好,区位优越。项目总用地面积7035.00m2,总建筑面积47879.00m2,地上总建筑面积33767.54㎡,地下总建筑面积14111.46㎡,容积率4.97,绿地率20.00%,建筑密度28.07%。目前项目处于施工阶段,预计于2024年3月份竣工交付。
项目依托宝翔集团、安徽建筑大学、安徽新时代建筑设计有限公司,将“产”“学”“研”相结合,即产业、学校、科研机构相互配合,发挥各自优势,形成强大的研究、开发、生产一体化的先进系统并在运行过程中体现出综合优势。
绿色科技内部空间,采用全绿色办公环境和信息化控制识别系统,与项目功能相匹配。最大限度地节约资源,包括节能、节地、节水、节材等,保护环境和减少污染,为人们提供健康、舒适和高效的使用空间和与自然和谐共生的建筑物。绿色建筑技术注重低耗、高效、经济、环保、集成与优化,是人与自然、现在与未来之间的利益共享,是可持续发展的建设手段。
2.3.1 适宜性原则
在区域规划设计与建筑设计过程中,充分考虑地理气候条件、区域自然环境,综合利用被动式、适宜性技术与设计方式。
①适宜性设计
本项目位于安徽省合肥市,地处中国华东地区、江淮之间,环抱巢湖,东连滁州市、马鞍山市,南接芜湖市、安庆市,西依 六安市,北靠淮南市,总面积11445.1km²,约占全省总面积的1.52%。总人口786.9万人。
根据本项目具体实际情况与气候复杂性,分析相关部门对安徽省气温与降雨量的年平均值变化趋势判断安徽气候状况条件。
②风环境优化设计
区域通风对改善建筑用地内部以及周边地域的热环境、获得舒适微气候环境有明显的作用。本项目根据模拟分析建筑用地内的通风,保证适当的空地、绿地,促进通风,设计适当的建筑高度、平面形状,合理规划用地内的道路。合理规划整体布局,有利于主导风向的进入,并通过不同季节典型风向、风速的建筑室外风环境进行模拟评价。
③相对温度综合应用
在建筑室内环境中,露点是一个非常重要的量。假如一座建筑内的温度不一样的话,那么从高温部分流入低温部分的潮湿的空气中的水就可能凝结。在这些地方可能会发霉,在建筑设计时必须考虑到这样的现象。此外相对湿度是衡量建筑室内热环境的一个重要指标。
根据一系列的气象数据以及气象模拟软件分析得到,本项目用地气候特征:四季交替分明,平均气候温和、降雨量较为适中。春季:温度变化较大、梅雨显著,冷暖空气活动频繁,常导致天气时晴时雨,乍暖乍寒,复杂多变。夏季:季节最长,天气炎热,雨量集中,降水强度大,雨量主要集中在5-6月。秋季:天高气爽,季节最短,气温下降快,晴好天气多。冬季:天气较寒冷,雨雪天气少,晴朗天气多。
综上所述,本项目在雨水资源以及太阳能日照资源相对丰富。因此,在绿色建筑设计的过程中就考虑到充分利用其独特性及优越性,为被动式绿色建筑技术提供充裕的资源保障。
2.3.2 资源利用最大化原则
2.3.2.1 能效利用最大化
对设计建筑和参照建筑的单位面积全年采暖能耗、单位面积全年空调能耗、单位面积照明能耗及单位面积全年总能耗进行比较。通过控制建筑朝向、窗墙比、外围护结构传热系数等技术手段来控制设计建筑全年总能耗。
2.3.2.2 土地效益利用最大化
根据本项目目前的用地情况与性质,建筑按其使用功能和性质合理地归纳布局。
2.3.2.3 水资源最大化利用
①项目水系统规划
建筑水规划的内容涉及室内水资源利用、给排水系统外,还涉及室外雨、污水的排放、再生水利用以及绿化、景观用水等问题。在进行绿色建筑设计前应结合区域的给排水、水资源、气候特点等客观环境状况对建筑水环境进行系统规划,制定水系统规划方案,增加水资源循环利用率,减少市政供水量和污水排放量。
②给水排水系统设置
本建筑设置合理、完善的供水排水系统。根据本建筑类型及当地供水状况,生活给水充分利用城市供水压力,由城市自来水压直接供水,避免再次增压的供水方式。
在发展绿色建筑时,不能仅限于个别的建筑,要从全局的角度考虑,以整个城市的总体规划为依据。绿色建筑是一种综合性的工程,涉及的问题很多,比如下水道,这不仅仅是建筑本身的问题,更是要与其他专业的合作。就设计目标而言,在满足功能与空间需求的前提下,应注重提高资源利用效率,减少环境污染。在设计时,设计师必须遵循“尊重自然、注重与自然的协调”这一基本理念。同时,要注意保护地方的生态环境,提高保护意识,使人类的行为与自然环境的发展达到协调一致。
中国建材网的统计显示,我国每年城镇和农村新增住房超过二十亿平方米,高能耗的住宅占80%以上。全国建筑面积635亿平方米,高耗能建筑占95%以上,能源利用率只有33%,与发达国家相比,落后了二十多年。建筑能源的消耗可分为建筑材料和建筑能源两大类,在全国能源消耗总量中,建筑能源占全国能源总量的30%,而建筑材料消耗占到了12.48%。但在建筑节能方面,由于围护结构的隔热性能较差,隔热技术相对落后,其耗能约占75%。因此,发展绿色建筑是不可避免的。
从长期来看,建筑工程的发展是需要耗费大量的资源的。我们国家的国土面积很大,但人口众多,社会资源相对匮乏。在此背景下,建筑企业要在这种大环境下,实现稳定、可持续的发展,必须以绿色建筑的设计思想为核心,并根据居民的居住需要,以最合理的方式来提高建筑的环境质量,并解决目前社会发展中出现的资源短缺问题。比如,可以根据地区的气候特征进行低能耗的建筑的设计;采用就地取材可大幅度减少施工运输费用;采用多种节能墙体材料使建筑内部具有保温、节能的作用;采用太阳能、水能等可再生能源,减少生活用热的费用;通过回收建材,可以有效地减少建设和环保费用。
随着绿色建筑的发展,许多新的建材和制成品得以使用,同时也使那些技术相对落后的产品更上一层楼。比如,随着建筑业对新型墙体保温材料的需求越来越高,新型建材的出现,在这种大环境下,高能耗、高成本建材逐渐被淘汰。
目前,建筑能源消耗日益增加,已成为国家经济发展的一个沉重负担,制约着国家的可持续发展,建设必须坚持绿色环境的发展。在绿色建筑中采用新的材料、新技术,使建筑能耗大幅下降,使许多公共设施得以充分利用,达到绿色发展的目的[3]。
随着人类生产和生活对能源的需求越来越大,能源短缺的问题也越来越严重,社会经济的发展,已经不仅仅是满足人们的基本生活需求了,十九大报告所说的“我国社会主要矛盾的转变”,可以看出人们的生活水平正在逐步提高,都希望能够有一个健康舒适的生活环境。与西方发达国家相比,我国建筑能耗严重,绿色建筑技术水平远远落后。本文首先对绿色建筑概念的界定进行了探析,然后结合实际项目案例新时代宝翔科创园分析了绿色建筑设计的特点,并对我国绿色建筑的发展趋势作了详细的描述,最后阐明了绿色建筑设计的必要性。绿色建筑的发展不仅是我国建筑行业在可持续发展过程中所提出的要求,同时也是人们提高生活质量、改善工作环境的基本要求。