关于“绿色建筑”的设计

【摘 要】由于中国人口的迅速膨胀,我国对推广绿色建筑和可持续性设计有迫切需求.绿色建筑作为一种建筑规则和建筑环境性能的衡量标准,为人们提供健康、舒适、安全的居住、工作和活动的空间,符合了人们对于未来生活的追求和向往,本文从绿色建筑设计的各环节要素并结合实例做了相应的分析,供业内参考.

【关 键 词】绿色建筑；绿化设计；节能系统

绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源（节能,节地,节水,节材）,保护环境和减少污染,为人们提供健康,适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑.美国绿色建筑协会在2003年开始推行LEED认证标准,LEED（LeadershipinEnergyandEnvironmentalDesign）是一个评价绿色建筑的工具.宗旨是：在设计中有效地减少环境和住户的负面影响.目的是：规范一个完整、准确的绿色建筑概念,防止建筑的滥绿色化,在美国部分州和一些国家已被列为法定强制标准.2009年,中国建筑科学研究院环境测控优化研究中心开展leed认证咨询怎么写作,并在国内开展LEED和中国绿色建筑三星的双认证咨询工作.截止2010年10月,中国共有278个项目申请LEED认证并注册,共0.15亿平方米.

绿色建筑设计理念包括以下几个方面：节能能源：充分利用太阳能,采用节能的建筑围护结构以及采暖和空调,减少采暖和空调的使用.根据自然通风的原理设置风冷系统,使建筑能够有效地利用夏季的主导风向.建筑采用适应当地气候条件的平面形式及总体布局.

节约资源：在建筑设计、建造和建筑材料的选择中,均考虑资源的合理使用和处置.要减少资源的使用,力求使资源可再生利用.节约水资源,包括绿化的节约用水.

回归自然：绿色建筑外部要强调与周边环境相融合,和谐一致、动静互补,做到保护自然生态环境.

舒适和健康的生活环境：建筑内部不使用对人体有害的建筑材料和装修材料.室内空气清新,温、湿度适当,使居住者感觉良好,身心健康.

绿色建筑的建造特点包括：对建筑的地理条件有明确的要求,土壤中不存在有毒、有害物质,地温适宜,地下水纯净,地磁适中.

绿色建筑应尽量采用天然材料.建筑中采用的木材、树皮、竹材、石块、石灰、油漆等,要经过检验处理,确保对人体无害.

绿色建筑还要根据地理条件,设置太阳能采暖、热水、发电及风力发电装置,以充分利用环境提供的天然可再生能源.

案例分析：杨浦社会福利院位于上海市杨浦区松花江路55弄5号,建设单位为上海市杨浦区民政局.建筑基地位于杨浦福利院以东、松花江路95弄以南、铁路何杨支路以西、长白社区卫生怎么写作中心以北,基地面积为16102平方米,主要是提供老年人养老的场所.在设计初期,建设方就提出了该工程在节能方面要“比80年代建筑节能65%的目标”,同时在预算允许的情况下,多做可持续性设计,努力达到绿色建筑的要求.于是我所在的设计院与太平洋能源中心合作完成这一目标.整个建筑主要在三个方面进行了可持续性设计.

一、建筑朝向、体型、停车场和屋顶绿化设计上,充分考虑了可持续性.

本工程是在原有社会福利院中拆除部分废旧建筑,重新建造了一个拥有500个床位的生活楼.考虑到上海的夏季主导风向为东南风,设计中建筑的主要朝向定为南偏东29度,与主导风向垂直.三栋楼平行设计,之间仅设置了局部联系的过厅和休息活动区,南侧布置了卧室,北侧布置了少量的辅助用房和活动大厅,整个建筑南北通风、日照充足,可以减少空调的使用,提高居住的舒适度.

园区内原有一些地面停车,本次设计了一个地下停车库,将地面停车纳入地下,减少了不渗透性地表面积（如沥青停车场）,因此可以减少雨水冲泻,从而减少了污染和腐蚀；同时释放了大量的地面停车面积,改为绿化,使得整个园区的绿化面积超过30%,在用地紧缺的上海市中心城区,比较难得.另外在车库坡道顶板和屋顶上设计了绿化,一方面可提供老人和工作人员休憩使用,另一方面也有利于整个建筑的节能.

整个建筑采用外墙外保温系统,断热铝合金型材和中空低辐射的外门窗,有效降低了围护结构的能耗.该建筑体形系数为0.26,外墙平均传热系数为0.51W/M2.K,屋顶由于采用了种植土屋面,传热系数为0.40W/M2.K,外门窗的传热系数为0.25W/M2.K,自身遮阳系数为0.57,三栋建筑的节能率达到65%.

二、在能源利用方面,考虑到该建筑的能耗主要包括空调制冷和采暖、生活热水能耗、以及照明这三个方面.本工程由于预算和生活中老人实际使用要求,采用了分体空调,故主要在生活热水能耗和照明方面做了节能设计.

首先我们选用了太阳能+空气源热水机组热水系统这个方案.太阳能的总量很大,全国太阳能年辐射总量在3.8-8.4×10千焦/平方米之间,约占全国2/3以上的地区年日照时数大于2000小时,实现了大规模的商业化应用,本工程将太阳能集热板设在三栋楼最高层的屋面,结合绿化设计.但是考虑到太阳能供热受各种因素（季节、地点、气候等）的影响,不能维持稳定,如果要实现在任何气候条件下都供热的需求,必须采用辅助热源作为补充,通过三个方面比较目前常用的三种辅助热源——电、天然气、空气源,我们选择了空气源热泵.第一个方面是投资和运行的成本：本工程辅助电热水器热水系统的投资成本约为58万元,燃气炉热水系统的投资成本约为83万元,空气源热水机组热水系统的投资成本约为98万元,而运行成本上电热水器热水系统最高,空气源热水机组热水系统最低.太阳能+空气源热水机组热水系统一年的运行成本比太阳能+燃气炉热水系统低约4.2万元,系统运行3.6年后基本可收回多增加的投资费用.第二个方面是能耗的比较,空气源热泵空本工程全年能耗39.56吨标/年,燃气热水器全年能耗51.6吨标/年,电辅助加热全年能耗131.5吨标/年,以及能源利用率的比较,空气源热泵：燃气热水器：电加热等于3.75：1.125：1,空气源热泵的利用率最高.第三个方面是辅助热源的环境低温适应性和环保性能.上体气候比较温和,市区年平均气温约为15.8℃,夏季较为炎热,7、8月份一般都在30℃以上；冬季温度则经常低于10℃,少数天气温度低于-5℃；全年日照时书约为1700小时（市区）～2000小时,所以上海地区是个比较适合使用空气源热泵产品的地区.同时空气源热泵具有高效节能、绿色环保、安全可靠、自动化调控比较简单,无需专人职守,保证全天候热水供应,结合定时开关功能实现与太阳能热水系统的很好匹配.所以太阳能+空气源热水机组热水系统解决了本工程的热水方案,而且无需设计专用机房、无污染又安全、全年能源利用率300%以上,是一种实用的环保节能技术,也是一个能源结构合理、高效低耗、绿色环保的设计.

其次我们在照明工程中采用绿色照明设计.第一充分利用自然光,在保证外开窗采光系数的情况下,内装饰采用浅色系的涂料,增加室内表面的反射系数.第二选用高效优质的照明器材,包括高光效电光源、高效节能照明灯具及灯用电器附件.一般照明选用T5三基色荧光灯、节能型紧凑荧光灯具.第三地下车库采用“人体感应控制”结合“时间控制”,降低车库的照明电耗.

三、在建筑外立面设计中,主要采用了暖色系的涂料饰面,而不是石材或玻璃幕墙,减少对周围的辐射与光污染.同时施工现场的废料尽量重新利用.

现在,整个工程已竣工并交付使用,以上设计均在工程中实现,但遗憾的是有些设计因为预算或其它方面的原因,未能实现——如空调系统采用更为节能的带冷凝热回收的风冷热泵系统及雨水的收集和利用.风冷热泵系统在本工程中使用能满足节能、高效、先进、可靠并灵活结合集中和分布的形式,具体表现在1）能充分利用热泵技术,进行空调余热利用,它是一种性能系数（COP）较高的节能型制冷机组,投入1Kw的电能可得到近4KW的制冷和热水的能量,充分体现节能效益；2）采用模块化主机,根据负荷自动调节制冷（热）量；3）机组占地面积小,直接装在楼顶上,无需占用建筑面积,冷热量集中通过水管分配送到各房间空气盘管；4）应用范围广：除了供冷供热外,热回收还能够免费制取生活的热水.希望在以后的工程中能更加努力推进“绿色建筑”的设计.