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绿色建筑设计之设计方法及策略探讨
作者：广州钢构 来源：本站 发表时间：2016/3/29 16:09:16 查看：次
文章结合具体工程项目，针对绿色建筑技术在建筑设计中的优化方法进行了研究，提出绿色建筑设计应整合建筑、结构、设备、建筑物理等专业，在项目初期就结合先进的计算机模拟技术分析，实施“整体设计”。在每个专业之间寻找结合点和平衡点，满足建筑创作、建筑功能、生态属性等要求，采用的具体绿色技术措施做到绿色目标与资金投入的最优化。
1、概述
节约能源，有效利用资源和保护环境，注重以人为本，强调可持续发展的绿色建筑理念是21世纪建筑学发展的方向。如何正确处理好建筑技术与建筑设计之间的关系，在使用功能要求、室内环境与建筑设计之间寻求平衡点，在追求建筑美观的同时，得到适宜的室内环境质量，满足绿色建筑的相关要求，实现在建筑的全生命周期内资源高效利用。今天的优秀建筑作品一定是建筑技术、绿色理念与艺术、文化、历史属性完美的结合。因此，在绿色建筑设计中如何做到达到绿色目标，建筑的形式与功能的统一，并使技术选择经济性最优，是设计的重要工作内容，也是企业在市场竞争中的核心竞争力的重要体现。
2、绿色建筑的设计方法和策略
绿色建筑设计包括场地与绿色规划、建筑设计与室内环境、节能与能源利用、节水和节材五部分内容。设计中相应体现在绿色建筑理念在在规划阶段的通盘整体考虑、适应当地建筑气候性的被动设计策略。具体包括，合理的日照与遮阳设施、良好围护结构热工设计、合理的通风和可再生能源的利用、污水处理及雨水中水利用、绿色材料用选用、良好的室内热舒适环境、声环境、空气质量等等。
如何实现这些设计策略转化到建筑设计，“不显山露水”地落实到施工图上，是要解决的关键问题。其中最关键是要结合先进的计算机模拟分析手段采用“整体设计方法”。在项目初期建立一个由各个专业组成设计团队，定一个确定的目标——设计绿色建筑。各成员均以此目标作为准绳，来进行协调专业之间的冲突和矛盾。只有各专业的通力合作和全程积极参与才能真正实现绿色建筑的设计。
3、绿色建筑优化设计过程
(1)绿色建筑的规划阶段的设计优化
在规划阶段，分析场地中的气候资源特点，结合计算机模拟的方法，从空间布局和朝向选择上对建筑的热、声、光、风场等进行优化。建筑设计项目一旦通过报规，是很难进行修改调整。如果前期仓促定案，会造成先天不足，是很大的缺憾。图1 是成都西南交通大学归谷低碳小区日照强度计算图，通过总平面设计的优化分析，对建筑物平面布置和体型的调整，优化建筑的阴影分布，保证充足的日光进入每一栋建筑内，日照效果达到最好。对建筑物进行通风模拟，以确定最佳的布局方式，并优化室内外空间布局，形成穿堂风，使建筑物达到最好的通风条件。图2 为该项目的室外风环境CFD 模拟风场。
(2)建筑气候适应性与设计优化
在深入分析不同经典绿色建筑的基础上，通过对不同气候区建筑设计创作的研究，发现地域建筑的创新与发展都涉及到建筑基本属性。如功能与空间、结构与构造形式、室内外物理环境、经济投入、地域风格等，反映出安全、经济、舒适、美观等性能特征在建筑创作中的主导地位。建筑外观是在顺应气候、地形、地貌等自然条件，按照人的传统、文化、习俗和审美等的要求，作用于建筑，是地域建筑给外界的最直观的表达方式;建筑的功能是在满足工作与生活需求这一共性的基础上，对文化、宗教信仰、工作与生活习惯等个性特征的满足;环境问题是人工环境带给人体最直观的感受，它的好坏直接影响人体健康，也会导致资源、能源利用的差异;经济性决定了选取材料和技术的衡量标准，在经济欠发达地区，这一制约因素发挥着决定性作用;除此以外，与自然环境的协调发展是目前以及很长一段时期内任何建筑都必须面对和解决的难题之一，尊重自然，强调可持续发展的建筑产业是当务之急。通过对不同建筑的功能、文化、气候适应性研究，认为绿色建筑最显著特点之一是建筑的气候适应性。
(3)建筑形态设计与节能设计
绿色建筑设计与一般设计的根本性区别在于采用量化分析的方法代替感性认识，可以说没有定量化的分析就没有理性绿色建筑的诞生。采用计算模拟分析手段来推敲设计策略对建筑能耗的影响，进而优化建筑设计。
(4)采光遮阳与建筑设计
由于建筑进深大，侧窗采光造成内部采光不好，均匀性差，根据成都冬季日照率低和夏季太阳辐射特点，为保证大部区域白天不需人工照明，设置采光通风遮阳天窗，以及玻璃幕墙顶部通风遮阳措施，保证了候车厅深部空间日间自然采光满足亮度和均匀度要求，并在候车厅不同部位的环境平均辐射温度控制在27℃以下，使侯车大厅处于舒适性范围，同时降低空调能耗。由此，在西侧玻璃幕墙和天窗应采取遮阳措施。下图给出了采用倾角为10°的百叶遮阳措施后外进入室内的太阳辐射特征曲线图，由图可看出，采用百叶遮阳后，可以大幅消减对进入室内的太阳辐射，从而改善夏季室内的热舒适度，降低了空调能耗。
绿色建筑设计是设计团队以可持续的绿色建筑设计理念为共同基本出发点，协同合作的整体设计过程。通过采用高技术的分析优化设计手段达到经济合理的技术措施的目的，从而实现在提供优良环境的同时，便于维护和长久使用，绿色技术体系中更加注重对成本的控制、简单技术措施的鼓励。
绿色建筑设计要探究各专业技术之间的合理性，研究建筑空间功能使用的好坏、生态气候、节能环保、可持续发展上的贡献。在今天许多绿色建筑中过高地追求高新技术、昂贵的设备和材料、表面化的绿化造型感觉，在造价严重偏高、能耗暴增等问题上偏离了绿色建筑的精神。出现了很多奇奇怪怪的建筑，带来高能耗的同时，偏离了建筑的使用功能和室内健康舒适的环境。绿色建筑理念，应更加注重建筑与绿色技术的有机结合，从设计的初期出发，采用高技术的手段对绿色建筑进行优化，达到绿色建筑低成本、简单技术和高收益的绿色建筑。
节约能源，有效利用资源和保护环境，注重以人为本，强调可持续发展的绿色建筑理念是21世纪建筑学发展的方向。如何正确处理好建筑技术与建筑设计之间的关系，在使用功能要求、室内环境与建筑设计之间寻求平衡点，在追求建筑美观的同时，得到适宜的室内环境质量，满足绿色建筑的相关要求，实现在建筑的全生命周期内资源高效利用。今天的优秀建筑作品一定是建筑技术、绿色理念与艺术、文化、历史属性完美的结合。因此，在绿色建筑设计中如何做到达到绿色目标，建筑的形式与功能的统一，并使技术选择经济性最优，是设计的重要工作内容，也是企业在市场竞争中的核心竞争力的重要体现。
2、绿色建筑的设计方法和策略
绿色建筑设计包括场地与绿色规划、建筑设计与室内环境、节能与能源利用、节水和节材五部分内容。设计中相应体现在绿色建筑理念在在规划阶段的通盘整体考虑、适应当地建筑气候性的被动设计策略。具体包括，合理的日照与遮阳设施、良好围护结构热工设计、合理的通风和可再生能源的利用、污水处理及雨水中水利用、绿色材料用选用、良好的室内热舒适环境、声环境、空气质量等等。
如何实现这些设计策略转化到建筑设计，“不显山露水”地落实到施工图上，是要解决的关键问题。其中最关键是要结合先进的计算机模拟分析手段采用“整体设计方法”。在项目初期建立一个由各个专业组成设计团队，定一个确定的目标——设计绿色建筑。各成员均以此目标作为准绳，来进行协调专业之间的冲突和矛盾。只有各专业的通力合作和全程积极参与才能真正实现绿色建筑的设计。
3、绿色建筑优化设计过程
(1)绿色建筑的规划阶段的设计优化
在规划阶段，分析场地中的气候资源特点，结合计算机模拟的方法，从空间布局和朝向选择上对建筑的热、声、光、风场等进行优化。建筑设计项目一旦通过报规，是很难进行修改调整。如果前期仓促定案，会造成先天不足，是很大的缺憾。图1 是成都西南交通大学归谷低碳小区日照强度计算图，通过总平面设计的优化分析，对建筑物平面布置和体型的调整，优化建筑的阴影分布，保证充足的日光进入每一栋建筑内，日照效果达到最好。对建筑物进行通风模拟，以确定最佳的布局方式，并优化室内外空间布局，形成穿堂风，使建筑物达到最好的通风条件。图2 为该项目的室外风环境CFD 模拟风场。
(2)建筑气候适应性与设计优化
在深入分析不同经典绿色建筑的基础上，通过对不同气候区建筑设计创作的研究，发现地域建筑的创新与发展都涉及到建筑基本属性。如功能与空间、结构与构造形式、室内外物理环境、经济投入、地域风格等，反映出安全、经济、舒适、美观等性能特征在建筑创作中的主导地位。建筑外观是在顺应气候、地形、地貌等自然条件，按照人的传统、文化、习俗和审美等的要求，作用于建筑，是地域建筑给外界的最直观的表达方式;建筑的功能是在满足工作与生活需求这一共性的基础上，对文化、宗教信仰、工作与生活习惯等个性特征的满足;环境问题是人工环境带给人体最直观的感受，它的好坏直接影响人体健康，也会导致资源、能源利用的差异;经济性决定了选取材料和技术的衡量标准，在经济欠发达地区，这一制约因素发挥着决定性作用;除此以外，与自然环境的协调发展是目前以及很长一段时期内任何建筑都必须面对和解决的难题之一，尊重自然，强调可持续发展的建筑产业是当务之急。通过对不同建筑的功能、文化、气候适应性研究，认为绿色建筑最显著特点之一是建筑的气候适应性。
(3)建筑形态设计与节能设计
绿色建筑设计与一般设计的根本性区别在于采用量化分析的方法代替感性认识，可以说没有定量化的分析就没有理性绿色建筑的诞生。采用计算模拟分析手段来推敲设计策略对建筑能耗的影响，进而优化建筑设计。
(4)采光遮阳与建筑设计
由于建筑进深大，侧窗采光造成内部采光不好，均匀性差，根据成都冬季日照率低和夏季太阳辐射特点，为保证大部区域白天不需人工照明，设置采光通风遮阳天窗，以及玻璃幕墙顶部通风遮阳措施，保证了候车厅深部空间日间自然采光满足亮度和均匀度要求，并在候车厅不同部位的环境平均辐射温度控制在27℃以下，使侯车大厅处于舒适性范围，同时降低空调能耗。由此，在西侧玻璃幕墙和天窗应采取遮阳措施。下图给出了采用倾角为10°的百叶遮阳措施后外进入室内的太阳辐射特征曲线图，由图可看出，采用百叶遮阳后，可以大幅消减对进入室内的太阳辐射，从而改善夏季室内的热舒适度，降低了空调能耗。
绿色建筑设计是设计团队以可持续的绿色建筑设计理念为共同基本出发点，协同合作的整体设计过程。通过采用高技术的分析优化设计手段达到经济合理的技术措施的目的，从而实现在提供优良环境的同时，便于维护和长久使用，绿色技术体系中更加注重对成本的控制、简单技术措施的鼓励。
绿色建筑设计要探究各专业技术之间的合理性，研究建筑空间功能使用的好坏、生态气候、节能环保、可持续发展上的贡献。在今天许多绿色建筑中过高地追求高新技术、昂贵的设备和材料、表面化的绿化造型感觉，在造价严重偏高、能耗暴增等问题上偏离了绿色建筑的精神。出现了很多奇奇怪怪的建筑，带来高能耗的同时，偏离了建筑的使用功能和室内健康舒适的环境。绿色建筑理念，应更加注重建筑与绿色技术的有机结合，从设计的初期出发，采用高技术的手段对绿色建筑进行优化，达到绿色建筑低成本、简单技术和高收益的绿色建筑。
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