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1景觀設計中綠色建筑技術的應用
1.1綠色建筑技術的發展
近年來,隨著綠色環保事業的不斷發展,我國綠色建筑技術取得了空前的進步,在最初的綠色建筑技術應用中,應用形式相對簡單,僅僅運用太陽能以及保溫技術等形式。隨著綠色建筑技術的進一步應用,其內涵主要體現在以下幾個方面:(1)綠色建筑技術可以體現節能環保的特點,可以運用能源來降低對環境的壓力;(2)綠色建筑技術注重項目的管理以及維護;(3)綠色建筑技術注重舒適的環境以及建筑目標;(4)綠色建筑技術注重對生態環境的影響。
1.2景觀設計中綠色建筑技術的應用
在景觀設計中,綠色建筑技術同樣綠色建筑技術在特色小鎮景觀設計中的應用TheApplicationofGreenBuildingTechnologyinLandscapeDesignofSmallTown宋麗1,杜金龍2SONGLi1,DUJin-long2(1.青島理工大學琴島學院;2.青島鼎建園林有限公司)(1.QindaoCollege,QingdaoTechnologicalUniversity;2.QingdaoDingjianGardensCo.Ltd.)將綠色建筑技術應用于景觀技術中,需要把握以下兩點:(1)需要開發設計思路,從整體布局,但要從單體上突破思維;(2)在應用中,需要加強對技術的應用,如雨水回收再利用、滲透性地面設計以及遮陽設計等。
2綠色建筑技術在特色小鎮景觀設計中的應用
2.1特色小鎮概況
特色小鎮位于青島市,2005年經過政府批準擴建為特色小鎮,東西橫向距離15km,南北縱距8km。總面積93.71km2,耕地面積830hm2,年總人口3.03萬人,共轄34個行政村(39個自然村)。
2.2小鎮場地設計
2.2.1小鎮分析在特色小鎮的景觀設計中,需要對其交通、高程、制備以及構筑物進行分析,其主要體現在以下幾個方面。1)在交通環境方面,特色小鎮用地為東西走向,在小鎮規劃中,通過隧道的方式來解決車流量的問題,在小鎮入口廣場,車流經過隧道的輔路通行,因而要求小鎮的規劃中,要對南北的輔道進行科學的設計,以便保證停車場的最佳位置。2)在高程分析方面,小鎮高程變化為120~143m,坡度相對較為陡峭,在小鎮入口,標高為130m,呈現東部高西部低的趨勢。在小鎮內,坡的走向通常為西北以及西南方向,同時,隧道的完成面高度為135m,相對于基面較高。3)在植被分析方面,小鎮主要以喬木和果樹為主,喬木主要以黑松、白蠟、國槐等為主,果樹主要以葡萄和櫻桃為主。在標準高程場地中,就有成長多年的櫻桃樹,在設計過程中,需要保留原有景觀。現有的護坡,需要通過生態景觀設計來進行優化。4)在構筑物分析中,在小鎮西南處,具有400㎡的平臺,可以結合景觀進行設計,凸顯綠色生態理念和地域文化,結合生態觀光走廊的設計,將此處定位為小鎮的景觀亮點。2.2.2順應地勢進行規劃在對特色小鎮的規劃中,需要順應地勢進行規劃,在小鎮西側,組織景觀道路,并且設計雙車道,并且在北部設置生態停車場,可以容納200輛小型私家車和20輛旅游大巴。在規劃過程中,在小鎮入口存在雕塑區和生態廣場,廣場位于西南部,在廣場東北部位以及東南部位,具有游客的入口。在總體設計中,展現了順應山體的趨勢,運用自然的線條來進行設計,體現了延伸的視覺效果,并且在舞臺的設計中,可以為游客提供休息的場地。在小鎮的設計中,利用了場地的高度差,節省了土方的運用量,符合綠色建筑技術的特點。2.2.3建筑設計在特色小鎮的景觀設計中,在小鎮的入口,結合生態的理念和現代景觀的處理手法,營造開放景觀空間,突顯小鎮天人合一的特點。在建筑設計中,運用山體與環境的結合,以及當地的歷史文化以及建筑特點,加入現代綠色節能建筑的理念和手法進行設計。在豎向設計中,僅僅對山腳以及緩坡地區進行開發設計,借助地形進行設計,在山體邊界處設置截洪溝,可以保證廣場的安全。2.2.4植物設計在特色小鎮的設計中,考慮廣場具有旅游以及集會的特點,結合硬質鋪地的方式進行設計。在設計中,在不同標高穿插的部位設計花壇,可以提升小鎮的綠化面積,并且通過喬木以及灌木的搭配,可以烘托田園的氛圍。
2.3特色小鎮構造設計
2.3.1雨水處理及回收設計在基層設計雨水回收系統,統一匯聚到廣場地下暗池,收集的雨水用作廣場的噴泉水景和周邊植被的灌溉使用。透水地面具有滲透和保濕的作用,在太陽輻射作用下,會通過水分蒸發而達到降溫的作用,并且空氣濕度相對較高,可以降低塵土帶來的影響,可以為人們營造舒適的休息環境。同時在滲透性地面的設計中,其有利于蓄水和排水,由于地面具有滲透性,因而可以降低地面的徑流量,有利于儲水和蓄水,提升水資源的利用率。2.3.2綠化停車場設計在特色小鎮的設計中,采用綠色建筑技術設計了綠化停車場。在設計過程中,在停車位采用植草格設計,用級配碎石和中砂做墊層,保證水分的滲透,種植大葉紫薇以及其他遮陰喬木。植草格的綠化率相對較高,因而在設計過程中,可以提升環保性,并且具有耐久性的特點,可以提升整體的環保價值。2.3.3屋頂綠化設計在特色小鎮的設計中,對于部分公共建筑物,采用屋頂綠化設計,主要體現在管理中心以及公廁的建設,其綠色建筑技術應用如下:(1)對公共環境進行屋頂綠化設計,可以保證自然通風,同時可以將屋頂設計為隔熱層,這樣可以達到降低溫度的效果,提升室內環境的舒適性。(2)在綠化屋頂的設計中,在公廁采用綠化屋頂,可以增加人們的視覺感受,降低其對群眾帶來的負面影響,而在綠化屋頂的植被選擇中,普遍采用佛甲草進行種植,因為種植技術相對較為成熟,并且具有綠化和環保的效果。2.3.4設計生態廊道在特色小鎮的設計中,在廣場設計生態觀光走廊,游客相對較多。在設計過程中,廊道的寬度為3m,采用沿著廊道架空的方式來進行設計,在基礎部位設計柱墩,鋪設踏步面板,這樣可以節省建筑的造價,同時可以保證廊道的生態特性。使人們在行走的過程中,可以體會到自然的美感,并且可以提升綠色建筑技術的應用價值。
3結束語
在現階段的景觀設計中,綠色建筑技術存在明顯的應用不足,對整體環境的發展產生了一定的影響。在此情況下,希望通過本文結合特色小鎮的分析,在設計景觀時,可以積極融合綠色建筑技術,在提升美觀性的基礎上,可以提升景觀的環保性能,進而在保護環境的基礎上,提升人們的游覽欲望。
參考文獻
關鍵詞:綠色建筑 數值仿真 應用
1 綠色建筑需要數值仿真技術
國務院《綠色建筑行動方案》提出在“十二五”期間要完成新綠色建筑10億平方米,到2015年末,20%的城鎮新建建筑達到綠色建筑標準要求[1]。這是一個雄心勃勃的目標。這個目標的實現必將對我國的綠色建筑事業,節能減排事業以及我國經濟,社會等各方面的可持續發展做出重大的貢獻。
綠色建筑是指在建筑的全壽命周期內,最大限度地節約資源(節地、節材、節水和節能),保護環境和減少污染,為人們提供健康,適用和高效的使用空間,與自然和諧共生的建筑(摘自《綠色建筑評價標準》GB/T 50378[2])。由此可見,綠色建筑設計是一項十分復雜的工作,需要綜合考慮的因素很多。既要滿足傳統的建筑功能和要求,同時又要滿足節地、節材、節水、節能、及環保的綠色新要求。一項成功的綠色建筑設計需要做到上述諸多方面,難度非常大。需要調動各方面的積極性。
如何做到綠色建筑中要求的“四節一環保”呢?我們都知道,節約首先要能做到“精打細算”,但如何在一個龐大而復雜的建筑系統中實現“精打細算”呢?僅靠手冊中的經驗公式和圖表顯然是不夠的,綠色建筑還需要基于計算機數值仿真的精細化分析技術。
本文先對廣泛應用于歐美發達國家建筑行業的數值仿真技術簡要的介紹,然后分析影響數值仿真技術在我國推廣的因素及解決方法。
2 適用于綠色建筑的數值仿真技術
在建筑設計行業中有一句名言“建筑設計是一項遺憾的藝術”,它的含義是建筑設計是一項非常復雜的工作,在設計的時候很難把所有問題都考慮到,但建筑建成以后再改變就很困難了。那么在設計過程中有沒有辦法把問題考慮得更周詳一些,留下的遺憾更少一些呢?這個問題放在以前很難,但隨著計算機與軟件技術的發展,通過科學的預測和分析,這樣的遺憾應該會變得越來越少。過去建筑設計中遇到的很多難以解決的結構、能源、環境與安全方面的設計難題,如:
· 復雜結構分析。
· 建筑的動態負荷分析及全年能耗計算。
· 建筑物所在地的風、光、聲與熱環境的分析與評價。
· 建筑物發生火災時的煙霧擴散及人員疏散問題。
· 高層、超高層建筑的電梯流量分析問題等等。
現在都可以通過計算機分析的方法,使這些問題在設計階段得到更充分的考慮,這是世界建筑設計行業在近十幾年發生的巨大變化。目前在歐美國家建筑咨詢設計行業常用的分析技術有:
· 有限元分析技術,主要解決結構的強度分析問題。可用于結構優化,以達到提高結構安全和節省建筑材料的目的。
· 建筑能源性能分析技術,預測與優化建筑物的全年能耗。
· 日光與陰影模擬,預測建筑內外的日光與陰影狀況,充分利用日光,節約照明用電。
· CFD技術,預測與優化建筑物周圍與內部的空氣流動、顆粒物分布及溫度分布狀況。
· 建筑聲環境與振動分析,預測建筑內外的聲環境,研究降低噪音與振動的方法。
· 火災與疏散分析,預測火災發生時煙霧流動及人員疏散狀況。
· CGI (Computer Generated Images),用于模擬裝飾與燈光效果。
· 建筑電梯客流分析,等等。
上述分析內容中,建筑能耗、日光、室內外空氣流動與聲環境等都是國標《綠色建筑評價標準》要求的。有些分析內容如火災與撤離分析,電梯流量分析雖然在綠色建標準中還沒有明確要求,但這些分析對于大型建筑的安全性,經濟性影響重大,也應該在綠色建筑設計中進行大力推廣。
2.1 建筑動態能源性能分析技術
建筑物動態能源性能模擬用于計算建筑物與外部環境間的能量傳遞。它通過建立建筑物的三維模型,計算太陽輻射得熱、圍護結構傳熱及暖通空調設備發(吸)熱等過程,計算建筑物的全年能耗及建筑物內部溫度。Hansen[3]認為要想有效改善室內環境及節約建筑能源消耗水平,就必須把建筑物及相關系統作為一個整體考慮,而不是各分系統的簡單相加來處理。建筑性能仿真就是把建筑物及相關系統作為一個整體考慮的有效工具。Thomas[4]認為建筑性能動態模擬是唯一能夠整體比較不同設計方案節能效果的手段。可用于建筑性能分析的軟件很多,Crawley[5]比較了20個主要分析軟件的性能與特點,這些軟件為BLAST、BSim、DeST、DOE-2.1E、ECOTECT、Ener-Win、Energy Express、Energy-10、EnergyPlus、eQUEST、ESP-r、IDA ICE、IES、HAP、HEED、PowerDomus、SUNREL、TAS、TRACE and TRANSYS。有興趣的讀者可以參考有關資料。
英國建筑設計行業應用非常廣泛的兩種建筑性能分析軟件為IES(Integrated Environment Solutions)和 TAS(Thermal Analysis Software),它們能夠對世界上各種建筑物進行快速的動態熱模擬。并能夠對建筑物的能耗、CO2散發量、運行費用及舒適性進行精確預測(圖1)。
《綠色建筑評價標準》公共建筑優選項5.2.16(建筑設計總能耗低于國家批準或備案的節能標準規定值的80%的要求)應該通過建筑性能分析的方法來嚴格論證。住宅建筑的相關條款也可用同樣方法分析。除此之外,建筑動態性能模擬技術可用于:
· 區域能源規劃。
· 空調動態負荷計算,全年能耗分析。
· 建筑物立面優化。
· 自然通風分析。
· 建筑內部熱環境等等。
2.2 日光與陰影模擬
日光與陰影模擬用于顯示投射于建筑周圍的陰影。通過對天空輻射的直射部分進行計算以確定某時間自然光對建筑的影響。該技術除可進行外部光計算外,還可對建筑物內光進行計算以確定建筑物接收到的室外光的量。前面提到的很多軟件也可以用來進行日光與陰影模擬分析(圖2)。
《綠色建筑評價標準》公共建筑控制項5.1.3 (要求不對周邊建筑物帶來光污染,不影響周圍居住建筑的日照要求)及一般項5.5.11 (要求辦公,賓館75% 以上主要功能空間的采光系數滿足現行國家標準《建筑采光設計標準》GB50033的要求)應由這種方法進行論證。住宅建筑的相關條款也可用同樣方法分析。日光與陰影模擬技術還應用于:研究新建筑物對老建筑物的影響;優化建筑立面設計;陰影的可視化;優化室內照明質量。
2.3 建筑物內外空氣流動與傳熱的分析
CFD(Computational Fluid Dynamics)是流體動力學的一個分支,它應用數值計算的方法解決復雜流體的計算問題。CFD被廣泛應用于航空、航天、汽車、能源以及環保等行業。在建筑設計中應用CFD技術有其特殊的意義,那是因為在建筑設計中涉及的流動與傳熱問題往往都十分復雜,用傳統的方法很難計算。應用CFD技術則可以對這些問題進行比較深入、全面的研究,圖3為CFD在建筑物內外流場分析中的應用。這些分析結果對于建筑方案的確定與優化發揮了很大的作用。
《綠色建筑評價標準》公共建筑控制項5.1.7項(建筑物周圍人行區風速低于5m/s,不影響室外活動的舒適性和建筑通風)、一般項5.2.6(建筑總平面設計有利于冬季日照并避開冬季主導風向,夏季有利于自然通風)及一般項5.5.7(建筑設計和構造設計有促進自然通風的措施)需要用CFD技術進行分析。住宅建筑的相關條款也可用同樣方法分析。此外,CFD技術可在以下方面得到應用于以下分析:
· 外部流動建筑風環境, 雨水對建筑物的侵襲, 建筑風載荷, 小區污染控制, 城市熱島分析。
· 內部流動室內溫濕度控制,制造舒適的室內環境,特別是高大空間研究新型室內環境制造方式的效果,如輻射供冷,置換送風,滿足特定的設計需求,如云計算中心空氣管理等排煙設計。
· 外部與內部結合的流動風力與浮力同時作用的自然通風,考慮風力作用的排煙設計,常用的CFD軟件有FLUENT、CFX、STAR-CD和PHOENICS等。有意思的是這些主流CFD軟件最初都源于英國,這充分說明了英國這個國家在工程軟件開發方面的能力是很強的。
2.4 建筑聲環境分析
聲環境是建筑環境的重要組成部分。人們睡眠、休息、學習、工作和社會活動都需要安靜的建筑環境。噪聲的危害逐漸引起人們的重視,這充分體現了聲環境控制的重要性。為此,《綠色建筑評價標準》對建筑場地及建筑內部的聲環境都提出了具體要求。為了確保建筑場地及建筑內部聲環境滿足標準要求,需要進行相關的建筑聲環境分析。模擬建筑聲環境的方法有三種[6],它們是:
· 數值法,通過求解描述聲壓在時間、空間變化的微分方程的方法求解場地的聲學特性。
· 幾何法,確定在現場聲傳播的方向以及到達聆聽者的途徑計算聲學特性。
· 統計法,使用宏觀場景屬性(表面積,體積)來估算聲學特性。
數值法對低頻有效而幾何法對高頻更有效,所以模擬建筑聲環境的軟件一般采用這幾種方法的組合。ODEON[7] 是一種模擬建筑內部聲學特性的軟件,根據建筑的幾何與表面特性,對室內的聲學特性進行預測。CADNA (Computer Aided Noise Abatement) [8]是國際流行的環境噪音預測軟件,可用于包括工業廠房、市場、高速公路、鐵路甚至整個城鎮地區的聲學環境評估。
綠色建筑評價標準》公共建筑控制項5.1.6(場地環境噪聲符合現行現行國家標準《城市區域環境噪聲標準》GB3096的規定)及5.5.5(賓館和辦公建筑室內背景噪聲符合國家標準《民用建筑隔聲設計規范》GBJ118的規定)可以由上述方法進行分析(圖4、圖5)。
2.5 火災與疏散分析
雖然《綠色建筑評價標準》尚未對建筑物的火災與疏散分析提出要求,但近年來我國火災頻發并造成嚴重人員損失的情況看,我們應該在這方面下更大的功夫。國外大型建筑都非常重視火災與疏散分析工作,而我國的建筑規模更大,人員密度更高,因而發生火災的危害更大,所以這項分析應該成為我國綠色建筑設計的一個重要組成部分。
火災與疏散分析實際上涉及兩個方面的模擬過程即:火災模擬與疏散模擬。通常先由火災模擬軟件模擬火災發生時煙霧和溫度的擴散情況,這個結果首先可用于排煙系統,噴淋系統以及火災分區的依據;這個結果還可以作為疏散軟件的輸入條件。疏散模擬人與人、人與火災、人與構造物的相互作用。模型分析受到熱、煙、有毒氣體影響后,從室內逃出的每個人的避難路徑和疏散所需時間等。
火災可由一般的CFD軟件進行模擬,也可以用專業的火災模擬軟件如FDS(Fire Dynamics Simulator)[9]來完成。FDS 由美國商業部NIST(National Institute of Standard and Technology)研發。 而疏散模擬可由FDS + Evac[10]軟件完成, FDS + Evac軟件由芬蘭VTT技術研究中心研發, 完全嵌入在火災動力學模擬模型(FDS)中。也就是說,FDS的計算結果可以直接傳送給FDS + Evac以進行相應的疏散分析(圖6-1)。
2.6 電梯流量分析技術
我國高層和超高層建筑的數量日益增多,因而對電梯設計的要求越來越高。但在建筑物突破了一定的高度與規模,甚至突破了固定的建筑類型后,建筑師在建筑設計中如何具體的將電梯應用技術與建筑設計相結合,同時能夠實現預先設計的效果,并非易事[11]。應用先進的電梯流量分析技術可以比較有效地解決這個問題,既避免電梯數量不夠引起的等待時間過長從而引起建筑品質下降問題,又能避免由于電梯數量過大引起的投資,建筑面積及能源的浪費問題。
一些大型電梯制造公司開發了電梯分析軟件可進行電梯的流量分析,不過這些軟件往往側重于他們自己產品的分析,缺乏廣泛的代表性。英國 Peters Research Ltd 開發的ELEVATE 是歐美國家廣泛應用的電梯流量分析軟件,可以滿足設計要求(圖6-2)。
圖6為某超高層建筑辦公區的電梯流量分析圖。分析給出了該區采用6臺1600kg,速度為3m/s電梯的平均等待時間,最長等待時間等重要數據。
3 如何推廣數值仿真技術
我國在推廣數值仿真技術方面還存在不少問題,首先是開發商、地產公司對這些技術的重要性理解不夠。很少有開發商主動要求設計單位進行這方面的分析,也不愿意為這些附加的分析內容增加付費。而設計單位因為設計費用低,設計周期短,再加上缺乏這方面的人員也很少去進行這些分析工作。久而久之,基于數值仿真的精細化分析就成了我國綠色建筑技術的短板。
綠色建筑標準的制定為數值仿真技術推廣帶來了良好的契機,《綠色建筑評價標準》中有不少需要數值仿真分析的條文。問題是如何在設計與評價過程中真正發揮數值仿真分析的作用。為此,建議進行以下工作。
(1)探索如何使數值仿真分析更好地融入綠色建筑設計過程的方法,使之發揮更大的作用。
(2)組織相關人員對《標準》中涉及到的建筑能耗、采光、通風、聲環境等模擬的邊界條件、模擬過程及軟件要求等進行研究,提出規范化的模擬方法。
(3)組織有關人員對《綠色建筑評價標準》涉及的風環境、日光、聲環境及自然通風等數值分析結果的評價方法,提出一套指導評價分析結果的方法。
(4)對從事數值分析及評價的人員進行培訓。
(5)對典型案例進行分析并與實測結果進行對比等。
參考文獻
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[2]GB/T 50378-2006綠色建筑評價標準[S] .2006
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[4] PC Thomas. Building Energy Performance Simulation: a Brief BDP.
[5]Drury B.Crawley, Jon W.Hand, Michael Kummert, Brent T.Griffith. CONTRASTING THE CAPABILITIES OF BUILDING ENERGY PERFORMANCE SIMULATION PROGRAMS, A Joint Report by U.S Department of Energy, Washington DC,USA.
[6]T. Funkhouser, N. Tsingos, J-M. Jot, Survey of Methods for Modeling Sound Propagation in Interactive Virtual Environment Systems, Presence and Teleoperation 2003.
[7]ODEON,Room Acoustics Modelling Software,odeon.dk
[8] CADNA, State-of-the-art noise prediction software,
[9]FDS,Fire Dynamics Simulator (Version 5)User’s Guide,National Institute of Standard and Technology,US Department of Commerce.
[10] FDS + Evac,Fire Dynamics Simulator with Evacuation: FDS+Evac, VTT Technical Research Centre of Finland.
[11]范一飛,高層建筑電梯應用技術設計研究,碩士學位論文,同濟大學建筑與城市規劃學院。
【關鍵詞】綠色建筑;設計方法;研究
【中圖分類號】TU201.5【文獻標識碼】A【文章編號】1002-8544(2015)10-0191-01
前言
隨著建筑行業的迅速發展,綠色建筑逐漸成為行業所關注的焦點,如何將綠色建筑設計理念貫穿于行業發展的始終,以實現建筑的節能環保,進而創造出健康的居住環境,實現建筑行業的可持續發展,已成為行業所面臨的一大挑戰。針對綠色建筑設計方法展開研究,能夠為建筑行業落實綠色建筑理念提供可參考性建議,從而為推進建筑行業的進一步發展奠定基礎。
1、綠色建筑興起的背景與內涵
大家都知道,近年來,人口的不斷增長與經濟的不斷發展都給環境帶來了巨大的壓力,很長一段時間內,我國經濟的發展都是建立在高能源消耗的基礎之上,無節制的索取造成了生態環境的破壞。然而隨著近年來全球變暖問題的加劇,如何實現人口、經濟與生態環境的協調發展,已成為國際社會所關注的焦點。在此背景下,中國作為一個負責任的大國,有責任也有義務承擔起節能環保的重任,進而制定并實施了可持續發展戰略,逐步實現向低碳環保經濟模式的轉型。在此背景下,實現建筑的節能環保,促進綠色建筑設計的發展,已成為行業所關注的一大焦點,這也是建筑行業未來發展的趨勢。所謂的綠色建筑指的是:在建筑物的全生命周期內,要實現建筑的節能、節地、節水以及節材,進而盡量降低對生態環境的影響,提高資源能源的利用率,以節能環保材料的運用來實現建筑的環保,為人們創造出一個舒適且健康的居住環境,實現人、建筑與自然的協調統一。綠色建筑設計蘊含了先進的設計思路,旨在運用先進的現代化手段來達到節能、環保的目的,努力打造出與自然環境融為一體的綠色宜居建筑環境,目前已經深得建筑行業設計者們的青睞。
2、綠色建筑設計所應遵循的原則
在進行綠色建筑設計的規程中,要遵循如下三點原則:
(一)要遵循整體性的原則,實現和諧統一的布局
建筑作為環境的一部分,其在設計的過程中應該實現與周圍生態環境的協調,從整體上實現對建筑的規劃設計,在尊重自然的基礎上,實現對整體布局的優化,以在強化建筑綠色節能環保的基礎上,充分的展現出建筑自身所蘊含的美學特征。
(二)要遵循節能環保原則
在實現綠色建筑設計的過程中,需要始終堅持節能環保的原則,綜合考慮建筑整體效益的發揮,在充分利用可再生能源的基礎上,盡量簡化設計方案,以避免后期施工改動所造成的資源浪費與環境污染等問題,進而在降低成本投入的基礎上,提高建筑物的綜合效益。
(三)要遵循可持續發展原則
建筑行業在發展的過程中需要貫徹落實可持續發展觀,因而在實現綠色建筑設計的過程中,必須始終堅持可持續發展原則。建筑行業需要認識到在當前的發展趨勢下,實現建筑的綠色環保設計是行業發展的必然要求,也是自身獲得可持續發展的根本,所以這就要求建筑行業要立足于可持續發展角度,確保實現建筑的經濟效益與社會效益。
3、綠色建筑設計的方法
3.1實現科學且合理的選址
在實現綠色建筑設計的過程中,需要以科學且合理的選址為基礎,這是因為工程的選址直接關系到了建筑外部宏觀環境的優劣,只有實現科學的選址,才能夠確保綠色建筑外部環境的安全性與合理性,進而為設計與實際施工的實現奠定基礎。在實際選址的過程中,需要注重如下三方面問題:建筑地的地質條件以及氣候條件、交通條件以及周圍的基礎設施條件。通過對如上問題的有效解決,能夠實現對建筑區域自然能源的最大化利用,并以便利的交通來縮短材料等的運輸,以實現節能減排的根本目的,此外,還需要避開生態敏感區來實現對生態環境的保護,這就是進行綠色建筑設計時要實現科學而且合理的選擇的重要原因。
3.2實現對建筑外部環境的綠化設計
當前,綠化率已成為衡量建筑質量的一大標準之一,這也充分的體現出了當前人們對于居住環境的較高要求。所以在實施綠色建筑設計的過程中,需要實現對建筑環境的綠化設計。在具體設計的過程中,要盡量增加草坪面積,并在合理的空間布局內栽種花草樹木,以增加綠化面積,實現建筑環境的綠色設計。與此同時,還可以實現對墻面以及屋頂的綠色環保節能設計,比如以藤科植物來實現對墻面與屋頂的綠化,進而改善居住環境質量,真正滿足社會公眾對于建筑外部環境的綠化要求。
3.3自然通風與采光設計
首先,在自然通風設計上,需要根據建筑物區域內空氣流動的實際狀況,實現對建筑物布局的科學設計,以確保實現建筑區域內的良好通風效果,提高空氣的質量,保證居住環境的舒適性與健康性。其次,在采光設計上,需要根據建筑地實際氣候狀況與建筑物本身的特點來實現對建筑采光率的分析,以在提高居住環境質量的基礎上,實現對建筑熱耗的有效利用。
3.4建筑圍護結構布局的設計
所謂的圍護結構設計主要是實現對外窗以及外墻的合理布局,在設計的過程中,要結合建筑的朝向以及主導風向來實現對圍護結構的布局,進而實現對太陽能的充分利用,以盡量提高建筑物冬季熱舒適度,進而降低因取暖所產生的二氧化碳排放量,實現建筑的綠色節能。對于北方建筑物來講,這一點設計的實現至關重要,這也是當前建筑行業在落實綠色建筑設計理念過程中所關注的一大焦點。
3.5要實現建筑材料的合理選擇
近年來,綠色環保型建筑材料被逐漸應用到了建筑施工中,進而初步實現了建筑物的綠色環保。在落實綠色建筑設計的過程中,要嚴格把關施工與裝修材料的選擇,在追求經濟效益的過程中,要兼具建筑物的社會效益、生態效益,進而才能夠從根本上提高建筑企業的綜合競爭實力,并實現建筑企業的可持續發展。建筑材料選擇的時候必須要采取合理化措施,根據施工條件、施工狀況等進行施工材料選擇,建筑材料選擇可以說是提升建筑施工質量的保障。
總結:
綜上所述,為了切實落實可持續發展戰略,實現建筑行業的可持續發展,就需要將綠色建筑理念貫穿于建筑設計的始終,在遵循綠色建筑設計原則的基礎上,實現科學選址以及對建筑外部環境的綠化設計,并針對建筑物的自然通風、采光以及圍護結構進行合理的布局,以實現建筑的節能環保。此外,還需要實現對建筑材料的合理選擇,積極的將綠色環保材料應用到建筑的施工與裝修中,以實現建筑物的綠色環保,進而確保建筑行業在逐漸轉型的過程中實現行業自身的可持續發展。
參考文獻
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[4]戴志中,楊宇振.準綠色建筑觀及設計實踐——中學建筑設計案例研究[J].重慶建筑,2002,01:36-38
引言
如何通過對建筑電氣進行節能設計以實現能源的節約,是建筑電氣設計和選型人員應該重點關注的問題。綠色節約環保建筑對于本來資源就十分有限的我國來講是非常具有現實意義的,在減少能源消耗的同時也減少了向環境中排放污染物質的總量,在實現經濟效益的同時也保護了環境。實施綠色環保電氣設備的應用能夠有效的將經濟的發展與環境的保護協調統一起來,以減少對稀缺能源的消耗,并且在一定程度上促進了我國建筑電氣綠色節能技術的發展,為減少我國經濟發展對資源的依賴以及實現技術的發展和進步奠定了良好的基礎,為建設集約型社會貢獻力量。通過建筑電氣節能技術的研究能夠進一步推進我國在該領域的技術進步,促進我國建筑電氣領域中設備研發和生產技術的提升,對于帶動建筑電氣節能產業的發展也具有十分現實的意義。在對建筑電氣進行節能設計的過程中應重點考慮哪些能量消耗較大且排放量較大的環節和設備,比如建筑中的供配電系統、照明設備以及中央空調等,在對這些部分進行節能設計的過程中需要遵循一定的原則,要在滿足建筑功能需求的基礎上盡量減少能源的消耗實現經濟效益上的提升。
建筑電氣節能原則
在建筑電氣中使用節能技術要在滿足建筑功能需求的基礎上而不能盲目的在各個環節降低建筑電氣的設計標準,要保障電氣設備在應用的過程中要能夠正常運作并能夠達到與原來不進行改造時一樣的效果甚至是更好的效果,比如供配電設備必須要能夠滿足建筑的供配電需求,保障性能滿足需求的前提下盡量減少能源的浪費,又比如在照明環節要保障人在需要照明的時候照明設備能夠正常工作而在不需要的時候可以將其關閉,通過減少不必要的能源消耗,要嚴禁出現盲目的降低設計標準來滿足節能減排的要求,比如在一些需要一定強度照明的區域降低照明設備的亮度,而是可以通過采用新型的照明設備在不降低照明設備的亮度下來降低能源的消耗。
建筑電氣節能設計的目的在于節能減排,也就是在電氣設計的過程中在滿足建筑功能需求的前提下,或者通過采用新型的設備來降低能源消耗或者是減少不必要的能源消耗來實現。對于一些對于性能要求較高的設備或者是環節可以采用新型的節能技術或者是更換新型的節能設備來提高能源的利用率。由于建筑電氣中采用節能技術會投入大部分的資金即當前的利益可能會損失一部分,但是從長遠來看從所節約能源的集約效益來看這是十分必要的也是十分合理的,因而在建筑電氣節能技術設計和應用過程中,建筑施工方不能夠只考慮眼前的短期的利益要從長期的國家能源消耗的利益來考慮,應該在建筑電氣設計過程中多使用節能技術。
建筑電氣節能技術應用
1.供電設備中的節能技術
在對建筑電氣進行節能設計的過程中,供配電系統是能源消耗的重要組成部分,建筑電氣節能設計人員要結合設備本身的性能和特點根據用電負荷以及設備的容量進行科學的選型和設計,使得電氣設備能夠處于良好的工作狀態,能夠有效的減少能源的消耗。為了有效地保障建筑電氣安全性與可靠性,要將建筑電氣供配電系統的級數控制在一定范圍內,如果用戶相同那么高壓配電級數不能夠高于兩級,而低壓配電級數不應該高于三級,進而實現對電能消耗的有效控制。如果供配電系統采用的是兩路進線的方式,那么應該保證兩路電源同時運行,將電能在線路上的損耗降到最低。供電電壓的選擇也會影響到能源的消耗。通常情況下供電電壓越大那么所產生的損耗就越小,可以通過科學合理的設置供電的電壓來減少電能的損耗。在這個過程中要切實保護好線路將供電的質量控制好。電纜也是有效控制能源消耗的重要環節,一般情況下線纜的電阻越小那么能量消耗就越小,但是投入也會成倍的攀升,要在長期利益和短期利益之間進行權衡,選擇合適材質的線纜。
2.照明設施節能技術
我國的各個行業都在節能減排的倡導下,開始對各項生產設施設備進行了節能改造,設計新的功能,創新工作流程,從而使得能源的使用效率大大提高。室內照明采取節能設計措施,能有效節約大量的能源消耗與能源費用,并且其節能設計的光照帶來了更加舒適、方便的光環境。在照明設施節能設計中,可以從光源、燈具以及一些燈具附件的選擇和布置來達到智能化的控制設計,從而提高照明節能的運行效果。
在照明光源的選擇上,一般都選擇LED照明光源,這是因為其具備了環保、長久的使用壽命、顯色性高以及高效節能的優勢特點,如今LED已經是“照明領域新革命的開始”。LED光源的能耗可以通過下表得出其節能效果。
根據表1直觀地看出LED 的高效節能性,具體可以從燈具的節能功率、使用時間以及所節約的費用上看出。由此,對發光二極管所做出的突破性研究,促進光源發展進入了一個新高度。建筑電氣中的照明燈具與附件的選擇首先要滿足建筑室內裝修風格,通過二者的協調搭配,才能將室內空間照明達到美感。對于燈具效率是選擇燈具最重要的因素之一,這可以提高燈具節能效果。而當前LED燈具有與市場上的其它燈具都有一樣的外形,但是對于節能卻是高效節能燈具,既能滿足美觀和客戶的操作需求,還能大量節約電能與電費。對于附件來講,電子鎮流器由于在使用中有10%~30%的高次諧波,已經超過國標規定的低壓系統諧波要求值的5%,并會損害到纜線與弱電設施,當前并沒有得到大量推廣使用。然而節能型電感鎮流器屬于新的設計附件,結合了電感鎮流器與啟輝器的功能,有效地節約能源和保護了視力,具有較好的社會經濟效益,這是節能技術中的又一應用。
此外,當前建筑電氣節能設計中通常要以智能照明控制系統設計來達到最佳的節能效果,它主要是通過對某組或者是單一特定設備進行開/關,從而達到對照明的智能控制。這比手動照明控制要具備更加優良的節能控制效果。
3.中央空調節能技術
中央空調包括了冷卻水系統以及冷凍水系統的變頻調速技術,前者是采集空調主機進出水溫差和入水溫度信息,從而自動調節水泵。水泵在溫差調節方式中其轉速一定,這就使得系統調節不準確。由此,需要采用加入入水溫度來達到調節效果,從而來節約能源。
在冷凍水系統的變頻調速技術中,水泵自動調節是通過采集分析冷凍主機和冷凍泵進出水兩端溫差、壓差來實現的。其中,溫差信號反映了冷凍主機在回/出水時的溫度差,壓差信號代表了冷凍泵在回/出水時的壓力差。一旦室內溫度有變,就會反映到溫差信號上,然后由變頻器來調節冷凍泵轉速,控制好溫度。而對于壓差信號的變化,此時通過水泵輸出功率的條件來確保房間空氣調節效果。
結語
關鍵詞:綠色建筑;非傳統水源利用;雨水回收利用;節能節水措施;設計簡介
中圖分類號: TU2 文獻標識碼: A 文章編號:
1 項目概況:
廣西美術館地處五象新區核心區域,南寧市未來的政治經濟中心,周邊規劃建設多處政府部門、大型文化場館、商業街區等,是市民文化生活的重要場所之一。場地緊鄰規劃中的大型湖面,景觀條件優越。項目周圍的道路及相關市政設施均在規劃建設中。建筑物±0.000以上部分四層,±0.000以下部分兩層,建筑高度29米,建筑最高處高度43米。設計使用年限100年。建筑主要功能:展覽、收藏、辦公、研究。
2 地區水資源狀況、氣候條件及市政設施情況:
南寧市氣候接近亞熱帶海洋性氣候,長夏無冬,溫和多雨。年平均氣溫21.6℃,極端最高溫度40.4℃(1958.5.9)、極端最低溫度-2.1℃(1955.1.2)。
降雨一般多集中在汛期五至九月間,約占全年降雨量的72%左右。由于海洋暖氣團的影響,每年從五月份開始出現暴雨,產生暴雨的天氣系統主要有峰面雨、低渦雨、臺風雨三類,且暴雨來得急,歷年最大一日暴雨發生在5-6月份占45%,8-9月份又受臺風影響,伴隨有大量降雨。據統計,多年平均降雨量1302.6mm,最大年降雨量1970.6mm(1923),最小年降雨量830.1mm(1989);多年平均相對濕度79%;多年平均蒸發量1736.6mm,年平均日照時數1827h。常年風向以偏東風為主,年平均風速為1.5~2.3m/s,最大風速可達35.2m/s。
3綠色建筑技術體系實施方案
本項目依據國家標準《綠色建筑評價標準》(GB/T 50378-2006)、廣西地方標準《廣西綠色建筑評價》(DB45/T 567-2009)對公共建筑的評價要求,針對本項目建筑規劃方案特點,結合廣西氣候特征、地域、經濟發展水平和社會情況,制訂了綠色建筑二星級技術方案實施體系。
表1 本項目滿足綠色建筑二星級一般項和優選項數一覽表
4用水狀況
根據用水標準,用水定額采用《建筑給水排水設計規范》中的規定,見下表2。最高日生活用水量為274.45m3/d,用水量估算表詳見下表2。
表2 用水估算表
注:綠化澆灌優先由非傳統水源(雨水)補給,非傳統水源不足時由市政給水供給。
水源為城市給水管網,擬從建設地址南面規劃路和西面規劃路的城市給水干管各接一根口徑200mm的引入管及水表,基地處城市自來水供水壓力0.18MPa(在116.00m處)。2根引入管上經水表計量連接室外環狀管。
5 給排水系統
5.1給水系統
因市政管網供水壓力0.18MPa(在116.00m處),不能滿足所有用水的供水壓的要求,因此,豎向設低區和高區兩個給水系統。低區系統(地下層及一、二層)由市政給水管網經室外環狀管直接供水;高區系統(三層及三層以上樓層)由市政給水管網+管網疊壓供水設備+屋頂生活水箱聯合供水。
為保證水質安全,小區給水環管與市政給水管網連接處設置管道倒流防止器。
5.2污水系統
污廢水由排水立管收集后重力自流排至室外污水管,經玻璃鋼生物化糞池處理后排至附近市政污水管網。
5.3雨水系統
雨水系統采用壓力流,設計重現期為10a,南寧市5min設計降雨強度為5.77L/s·100m2 ,綜合徑流系數ψ取0.9,屋面面積F為3470m2,屋面雨水經雨水斗和室內雨水管排至室外雨水井,經管道收集后匯集至雨水收集沉淀池。該沉淀池的儲水經提升泵提升后經過機械過濾器、紫外線消毒器,最后與室外綠化噴灌管網相連接,回用供水量按16.4m3 /h計算 。工藝流程詳下圖
5.3.1回收雨水水量:
(1)回收雨水來源:屋面雨水
(2) 屋面徑流系數取0.9,綠地的徑流系數取0.15,南寧市年平均降雨厚度1302mm,年雨水收集率可達87.1%。
(3) 年回收雨水量:V=3470×1.302×0.871=3935 m3/a
5.3.2雨水收集沉淀池
雨水收集沉淀池蓄水量=雨水設計徑流總量-初期徑流棄流量:
雨水設計徑流總量W=10Ψc ×hy×F
式中:
Ψc ----徑流系數,取0.9
hy ----計算降雨厚度 ,取39.2mm
F----匯水面積,0.347( hm2)
初期徑流棄流量Wi=10xδxF
δ----初期徑流厚度 ,取2mm
雨水收集沉淀池體積V=10×0.9×39.2×0.347-10x2x0.347=115.5m3,取150m3
5.3.3非傳統水源利用率
表3非傳統水源利用率計算
用水項目如下:
1、綠化灌溉用水量
室外綠化面積約為15000m2,根據《民用建筑節水標準》(GB50555-2010)相關規定及項目所在區域實際情況,本項目綠化灌溉用水量取0.66m3/m2·a。則綠化灌溉年用水量為:15000×0.66=9900 m3·a。
2、道路澆灑用水量
室外道路面積約為8000m2,根據《民用建筑節水標準》(GB50555-2010)相關規定及項目所在區域實際情況,本項道路用水量取0.40L/ m2·次,每隔十天沖洗一次,共37次。則道路年沖洗用水量為:8000×37×0.40/1000=118.4m3·a。
3、未預見水量
未預見水量取綠化灌溉用水量的10%,未預見水量為1001.84m3·a。
因此綠化灌溉及道路澆灑設計年用水總量為11020.24m3·a。
6 節水節能措施
6.1 根據不同的用水要求,合理設置水表。
表4用水計量水表主要信息
6.2室內冷熱水立管均采用薄壁不銹鋼管,環壓式連接,避免像傳統管材如鍍鋅鋼管容易生銹,會造成水質污染,長時間閑置后再使用時會有銹水放出導致浪費。同時避免接頭處銹蝕而產生的漏水滲水。生活給水管閥門均采用銅閘閥。
6.3室內污水管及重力雨水管采用抗震柔性接口法蘭承插式排水鑄鐵管,法蘭承插式連接;屋面壓力流雨水排水管采用薄壁不銹鋼管,焊接或法蘭連接;地下二層污水集水坑排水泵排水管采用球墨鑄鐵管,法蘭連接。室外排水管道采用阻力系數小、抗接口滲漏的增強聚丙烯(FRPP)雙壁加筋管排水管,橡膠圈接口,既增加通水能力,又防止漏損。
6.4洗臉盆水龍頭采用瓷芯節水龍頭和充氣水龍頭代替普通水龍頭,公共場所的蹲式大便器及小便器均采用感應式沖洗閥(帶手動閥門)有效節水;座便器全部采用一次沖水量≤6 L 的節水型座便器。
6.5總水表處安裝管道倒流防止器,有效防止市政管網突然產生負壓時的倒流現象。
7小結
7.1本項目綠色建筑技術措施體系滿足國家標準中二星級綠色建筑對一般項和優選項的項數要求。
7.2本工程:(1)充分利用城市自來水管網壓力;(2)高區加壓采用管網疊壓供水設備+屋頂生活水箱聯合供水,減少了能耗。
7.3本工程收集屋面雨水作為非傳統水源用于綠化灌溉和道路澆灑,非傳統水源利用率為35.7%。
參考文獻:
[1] GB 50555-2010,民用建筑節水設計標準[S].
[2] GB 50400-2006,建筑與小區雨水利用工程技術規范[S].
[3] GB 50015-2003,建筑給水排水設計規范[S].
關鍵詞: 工業建筑;綠色設計;節能
中圖分類號:TE08文獻標識碼: A 文章編號:
引言
綠色設計是工業建筑工程設計的先進理念,在保證建筑結構性能的前提下,該設計將實現建筑的綠色化、節能化、高效化。設計單位在編制工業建筑方案時也應堅持綠色理念,促進工業建筑性能的日趨完善。
1 現代工業建筑的特點及分類
隨著社會的不斷發展,工業建筑設計正在從以往的以生產設備為中心向以人為本的方向發展,積極創造方便、安全、健康和舒適的工作空間,使工業建筑空間環境與人充分融合,營造具有歸屬感、親切感的良好生活環境,最終提高員工的生活質量與工作效率。
1. 1 現代工業建筑的特點
工業建筑指供人民從事各類生產活動的建筑物和構筑物,具有以下幾個特點: 廠房應滿足生產工藝的要求; 廠房內部有較大的面積與空間; 廠房的結構、構造復雜,技術含量高;廠房設計與建造必須安全可靠、使用方便等。
1. 2 現代工業建筑的分類
( 1) 按用途劃分,可分為: 主要生產廠房、輔助生產廠房、動力用廠房、儲存用房屋、運輸用房屋及其他。
( 2) 按層數劃分,可分為: 單層廠房、多層廠房、混合層次廠房。
( 3) 按生產狀況劃分,可分為: 冷加工車間、熱加工車間、恒溫恒濕車間、潔凈車間,其他情況的車間還包括有爆炸可能性的車間、有大量腐蝕作用的車間,有防微震、高度噪聲、防電磁波干擾等車間。
2 工業建筑堅持綠色設計的必要性
工業經濟是國民經濟收入的主要來源,工業產業鏈關系著三大產業結構的變動趨勢。生產建筑是工業經濟的基本設施結構,只有保證建筑物結構性能的正常發揮,才能提供更加穩定、可靠的生產環境。
2. 1 減少生產污染
工業產業在各類生產活動增多的同時,企業造成的污染問題也日漸嚴重,這與工業建筑密切相關。通過對建筑物結構的綠色設計,可降低廢氣、廢水、廢渣的污染程度,經循環處理后可重新利用可利用的資源,最終實現節約成本與減少環境污染的目標。
2. 2 降低生產成本
成本高、收益少是制約工業產業發展的一大因素。控制成本已成為工業經濟發展的重要問題。建筑物是日常生產活動的基礎設施,能夠為操作人員及設備提供足夠的生產空間,一旦建筑物失去原有的應用價值,整個產品生產鏈便會受到限制。綠色設計方案運用于工業建筑,不僅優化了建筑內部的結構性能,也能明顯降低建筑項目的成本投資金額。
2. 3 提高生產效率
傳統工業生產模式相對落后,直接影響了日常生產效率和產品供應量的提高。工業生產是一項技術性活動,將先進的科技手段運用于工業生產,可以加快工業生產活動的頻率。對工業建筑進行綠色設計處理,結合生產操作的具體要求優化建筑結構,可以增強建筑物的實用,從而促進產品生產效率的提高,達到“綠色生產、效益增收”的目的。
3 綠色工業建筑的防腐設計
現代工業建筑進行綠色設計,不僅符合產業結構優化調整的要求,也滿足了企業在擴大生產規模期間對廠用建筑的要求。從經濟角度考慮,未來工業建筑的普及必將帶動新型經濟模式的推廣。工業產品生產中使用了多種物資原料,其長時間堆放或非正常使用易造成腐蝕性污染,會對工業生產環境造成破壞,因此,防腐設計是綠色建筑設計的首要任務。
3. 1 總體布置
腐蝕性物質如果處理不當,會造成工業生產區域出現淡水污染、空氣污染、殘渣污染等多種問題,后果相當嚴重。設計人員要綜合考慮建筑物的使用需求,從總體布置上提高建筑物的環保性能,尤其是增強結構的抗腐蝕功能。具體的設計方法是: 首先,用于儲藏腐蝕性物質的工業建筑,應將其布置在自然通風較好的位置,并且保證倉庫的長軸與風向相互垂直; 其次,生產區內應盡可能多地設計給排水系統,特別是注重管道的敷設路徑,以及時把生產污水輸送到處理區凈化; 最后,一定要注意通風換氣的設置,這一方面有利于保護人員與設備的安全,也另一方面有利于開闊視野。
3. 2 單體設計
為了保證建筑總體結構性能的發揮,綠色設計需從單一的個體展開設計。相對于總體設計而言的單體設計,從根本上講是針對某一建筑結構進行綠色設計,以減少該工業建筑在生產期間產生的污染。以墻體設計為例,該局部建筑的防腐設計應注意墻體結構和墻體材料兩個方面。墻體設計可采用內外墻保溫系統,維持廠房建筑內熱能的均衡性,防止溫度過低或溫度過高; 墻體材料選用環保型材料,能增強墻體的抗腐蝕性能,以保護墻體的長期穩定性,既美觀又環保,同時節省維修費用。
3. 3 建筑構造
無論是哪一種建筑結構,其核心構造均是混凝土結構,現代工業建筑設計多數以混凝土結構為主,這也是綠色防腐設計方案需要考慮的重點問題。隨著混凝土配制技術的改進,綠色工業建筑可采用的防腐結構形式越來越多。鋼筋混凝土是比較常用的廠用建筑結構,設計人員需根據生產的要求合理選擇。
3. 4 環保材料
工業建筑結構組合形式復雜多樣,不同工業企業的廠用建筑是不同的。防腐設計是綠色工業建筑設計的關鍵內容,也是解決建筑物性能受損問題常采取的措施。當前,許多企業已經開始設計重型鋼結構來作為加工廠房的支撐主體,為廠房創造了安全、穩定的生產環境,也方便了機械設備的自動化操作。
4 不同廠房結構設計的要點
綠色設計的最終目的是在滿足工業生產需要的前提下,降低建筑物的建造投資,并為日后的生產階段創造節能、降耗、環保等多功能環境。從廠房建筑的類別考慮,設計人員還需結合不同的廠房,在設計中編制有針對性的綠色工程方案。
4. 1 單層廠房
單層廠房是最普遍的工業建筑,使用的時間相對較長。單層廠房建筑的綠色設計需重點考慮結構的布置,以保證生產流程的順利實施。廠房設計應先確定生產線的分布方案,再考慮機械設備的操作要求。此外,對于建筑內的通風、采光等問題,可適當控制廠房結構的跨度,擴大通風、采光的面積,避免工業生產廢氣過度集中。
4. 2 多層廠房
為了適應大范圍工業生產的需要,近年來多層廠房在工業企業中的運用很多,建立了橫向與豎向的生產流水線。根據多層廠房面積廣、結構多、高度大等特點,在綠色設計時應合理調配空間面積,充分利用廠房內的各個生產區域,以減少廠房面積的浪費。同時,必須設計相對應的空調系統,且準確地布置在廠房內部,以保持良好的通風、排氣效果。
4. 3 加工廠房
工業企業的加工廠房一般有冷加工、熱加工兩種,設計人員需考慮冷熱加工生產的具體要求,編制環保節能型建筑物方案。一是熱加工廠房,該廠房易產生大量的余熱、煙塵而形成廢氣污染,綠色設計方案中應配備多功能除塵系統,利用機械設備實現自動排熱排煙; 二是冷加工廠房,可分為重型冷加工廠房、輕型冷加工廠房。以輕型冷加工為例,綠色設計應選擇大柱網結構,以方便廠房內工件運輸活動。
4. 4 動力廠房
企業實現自動化、一體化生產模式,各種機械設備、電氣設備在提高產品加工率方面發揮著重要作用。動力廠房的功能是提供設備運行所需的動力,但其也是安全事故發生的主要場所。從安全及環保角度考慮,動力廠房設計應妥善處理特殊氣體的儲藏保護。
關鍵詞:綠色;建筑設計;理念;節能技術;應用
中圖分類號:TU2文獻標識碼: A 文章編號:
綠色建筑是指能夠為人們的日常生活提供健康、安全的居住環境, 給人們的工作和活動帶來舒適空間的建筑。同時這種建筑要能夠實現最高效率地利用能源、最低限度地影響環境。它不僅僅是“以人為本”的重要體現, 還是“人、建筑、自然”三者和諧統一的重要途徑, 更是我國實施21 世紀可持續發展戰略的重要組成部分。綠色建筑在發展原則上堅持可持續發展, 在理念上貫徹綠色平衡, 在整體設計上講究科學, 集成綠化配置、通風和采光的設計上都強調自然化, 對于圍護結構采用低耗能材料, 在太陽能利用、地熱利用、中水利用、綠色建材和智能控制等高新技術的使用上, 充分展示人文與建筑、環境及科技的和諧統一。
一、綠色建筑的設計理念
1、節約能源
節約用電, 充分利用太陽能; 建筑圍護結構采用節能型材料; 減少采暖和空調的使用。在設置風冷系統時, 根據自然通風的原理, 有效地利用夏季的主導風向, 減少能源的使用。建筑平面形式及總體布局的設計過程中要采用適應當地氣候條件的設計方案。節約資源: 在建筑設計、建造過程中對于建筑材料的選擇上要本著資源的合理使用和處置, 盡量減少資源的使用, 力求使用可再生資源的原則。節約水資源, 包括綠化的節約用水
2、節約資源
在建筑設計、建造和建筑材料的選擇中,均考慮資源的合理使用和處置。要減少資源的使用,力求使資源可再生利用。節約水資源,包括綠化的節約用水。
3、回歸自然
綠色建筑外部要強調與周邊環境相融合,和諧一致、動靜互補,起到保護自然生態環境的作用。舒適和健康的生活環境:建筑內部不使用對人體有害的建筑材料和裝修材料,室內空氣清新,溫、濕度適當,使居住者感覺良好,身心健康。綠色建筑的建造特點包括:對建筑的地理條件有明確的要求,土壤中不存在有毒、有害物質,地溫適宜,地下水純凈,地磁適中。
綠色建筑應盡量采用天然材料。建筑中采用的木材、樹皮、竹材、石塊、石灰、油漆等,要經過檢驗處理,確保其對人體無害。綠色建筑還要根據地理條件,設置太陽能采暖、熱水、發電及風力發電裝置,以充分利用環境提供的天然可再生能源。
4、利用可再生資源:綠
色建筑還要根據地理條件,設置太陽能采暖、熱水、發電及風力發電裝置,以充分利用環境提供的天然可再生能源。隨著全球氣候的變暖,世界各國對建筑節能的關注程度正日益增加。人們越來越認識到,建筑使用能源所產生的CO2是造成氣候變暖的主要來源。節能建筑成為建筑發展的必然趨勢,綠色建筑也應運而生。
二、綠色建筑節能技術的應用
1、建筑設計
合理的建筑設計是降低建筑使用過程中的能耗的重要前提條件。如當一棟建筑的功能、規模、場地確定后,建筑的朝向和外形會在很大程度上影響建筑能耗。一般認為,建筑體形系數小,單位建筑面積對應的外表面積就小,這樣有利于降低采暖空調系統的負荷。其實,這種認識只在一定程度上是正確的。采暖空調系統的負荷來自室內外三部分,一是室內外的溫差和太陽輻射傳熱,二是室內人員、設備、照明產生的熱量,三是向室內提供新鮮空氣所需的能耗,其中前兩部分的負荷,有時是相互疊加,有時又相互抵消。
住宅建筑的內部負荷基本上是穩定的,相對也比較小,外部負荷起著主要的作用,因此其外型設計應追求小的體形系數。但對于公共建筑,因內部發熱量較大,夏季夜間的散熱就非常重要,在特定條件下,適當增大體形系數更有利于節能。
2、建筑圍護結構
建筑圍護結構熱工性能的優劣,是直接影響建筑使用能耗大小的重要因素。我國根據一月份和七月份的平均氣溫,劃分嚴寒地區、寒冷地區、夏熱冬冷地區、夏熱冬暖地區和溫和地區五個不同的建筑氣候區,各地的氣候差異很大,建筑圍護結構應與建筑所處環境相適應。在嚴寒地區,建筑圍護結構的保溫性能是一項非常重要的指標,在墻體的外面增加一層保溫材料是必要和非常有效的,且在一個合理的厚度范圍內,保溫層越厚,熱工性能就越優越。而在夏熱冬冷地區,建筑圍護結構既要考慮冬季保溫性能又要考慮夏季隔熱性能,而這兩者有時又會產生矛盾。
近年來,在建筑圍護結構中,玻璃的使用面積越來越大。從綠色建筑角度考慮,透明的圍護結構可以增加室內采光及冬季白天的太陽輻射量。但基于目前的技術發展條件,在一個合理的價格范圍內,透明圍護結構的熱阻還是遠遠小于非透明圍護結構的,更何況直接進入室內的太陽輻射在夏季常是空調系統的主要負荷,透明部分的外側必須設有效的遮陽(最好是卷簾、百葉窗之類的活動遮陽),以降低進入室內的太陽輻射量。由于透明圍護結構的熱工性能比非透明圍護結構差,因此從節能角度出發,控制透明圍護結構的大面積使用還是很有必要的。
3、對室內環境進行系統控制
綠色建筑的一大特點就是綜合利用空氣處理、盡可能地多采用自然光、優化完善自然通風設
計等諸多綜合系統,整體性多方位地進行優化與系統整合。將多方面的使用功能有機地進行整合與優化完善,科學系統地從整體上降低建筑物的能耗。在整體性綜合控制當中暖通系統占有極其重要的作用,因為一般的建筑當中暖通系統占其總能耗百分比高達50%以上。對建筑物的暖通系統進行科學、合理的優化和有機的整合具有極其重要的意義。而要降低暖通系統的能耗,首當其沖就是要從優化暖通系統的設計入手,其節能成敗的關鍵因素是對暖通系統的自動控制。而從當前的暖通空調系統優化設計方案實施效果來看,節能效率最高的基本上都是采用集散控制技術的綠色建筑系統,一般地,整個暖通空調系統的節能效率最高可達30%左右。
4、引入中水系統,對水資源進行合理的開發及使用避免浪費
我國的年平均年水資源總量為28124 億m3,年平均人均水資源占有量僅有2200m3,年平均人均水資源占有量僅為世界年平均人均水資源占有量的四分之一。中國屬于被聯合國列為水資源緊缺的國家之一。在正常生活中使用量占95%的洗滌及排污用水使用的都是飲用水,這就造成了極大的浪費。而飲用水的處理要求極高,但是使用量只占5%。引入中水系統后95%的非飲用水(澆灌、洗滌、沖刷)將不再使用飲用水,并且經過簡單處理后即可循環使用,這樣極大地節約了對飲用水的浪費性使用,減少了水處理成本,從而實現節能降耗的目標。
5、可再生能源的應用
(1)太陽能熱水系統與建筑一體化技術
綠色建筑強調太陽能與建筑一體化的應用技術。例如,將太陽能集熱器與建筑屋面、陽臺、外墻有機結合,既豐富了建筑物形象,又避免了重復投資。太陽能與建筑一體化是未來太陽能技術發展的方向。
太陽能熱水系統與建筑一體化技術目前已經是非常成熟的技術,3~4年即可收回投資,非常適用于賓館、醫院、學生公寓等公共建筑和住宅安裝使用,即使是高層住宅也有多種技術系統可供選擇。
(2)地源熱泵技術
地源熱泵是一個廣義的術語,它包括了使用土壤、地下水和地表水作為熱源和冷源的系統,即地下土壤熱交換器地源熱泵系統、地下水熱泵系統、地表水(湖水、河水、海水及污水)熱泵系統。地源熱泵供暖(冷)系統通過吸收大地的能量,包括土壤、井水、湖泊等天然能源,冬季從大地吸收熱量,夏季向大地放出熱量,再由熱泵機組向建筑物供冷供熱,是一種利用可再生能源的高效節能、無污染的既可供暖又可制冷的新型熱泵空調供暖系統,可廣泛應用于商業樓宇、公共建筑、住宅公寓、學校、醫院等建筑物。
統計信息表明,對公共建筑而言,在50%的節能率中,空調等設備系統占據20%~30%,建筑圍護結構約為12%~16%,照明大概為6%~8%;住宅的能耗構成中,采暖空調和生活熱水比例達到80%。
總之,為了保護自然環境、節約自然資源, 減少污染和浪費,提高建筑室內的健康、舒適水平,更好地滿足今后的使用要求, 綠色節能建筑是未來建筑發展的方向, 節能設計最關鍵的問題在于采用的建筑節能技術是否符合綠色建筑理念, 其綠色節能技術施工和結構施工具有密切聯系,需要做好統籌和策劃。
參考文獻:
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建筑行業在不斷發展的同時,對環境的污染和破壞以及對資源的消耗和浪費都達到了一個危險的臨界點,若是不采取措施對其進行管理,將會出現經濟發展與環境和資源互換的情況。而綠色低碳施工技術的應用就極好的緩解了這一問題。這種技術在建筑設計中應用能夠促進建筑施工的環保和綠色化,能夠有效的堅持可持續發展理念。鑒于當前我做經濟發展與環境和資源之間日益激化的矛盾,此技術的探究、發展和推廣已迫在眉睫。
2綠色工業建筑設計標準和相關原則
2.1綠色工業建筑
在進行綠色工業建筑的方案設計時,必須要遵循以下幾點設計標準:首先,要堅持環保、自然以及可持續發展的原則,將建筑施工和保護自然環境有機結合。可以利用自然能源如太陽能燈能源降低污染和能源的消耗。其次,要根據建筑的實際的使用情況和用途來對綠色工業建筑進行設計,要保證綠色工業建筑的適用性、靈活性,在保證其使用功能的前提下進行綠色、節能和低碳。最后,綠色工業建筑的建筑外形應該如同它的名字一樣具有綠色、自然等設計特點,將生態自然、人文氣息以及現代化特色融入到建筑的設計中,提高綠色工業建筑的外形設計特色。
2.2綠色工業建筑設計的原則
具體的設計原則在有以下幾點:首先,要堅持保護環境的原則,要站在自然和建筑統一的觀點上去進行綠色工業建筑設計。建筑和自然環境兩者之間是統一的整體,要在保證建筑質量的前提下,進行自然環境的保護,降低建筑施工過程中的污染和浪費。在環境保護的原則上進行綠色工業建筑的設計,這樣不僅能夠保證建筑的環保性,還能提高建筑設計的特色性。其次,要堅持能源節約、高效利用的原則。建材資源和能源在建筑施工過程的消耗是巨大的,尤其是在當前我國資源消耗巨大的情況下,更需要加強對資源和能源的節約。此處的節約是在保證建筑施工質量的前提下進行的,是提高對建材和能源的利用率來實現的。只有高效的資源利用率,才能保證能源和資源的節約以及綠色工業建筑的施工質量。最后,要堅持建筑的適用性原則。建筑的根本目的是用來使用的,只有保證其使用的價值才能實現建筑的真正價值。
3關于綠色低碳工業建筑技術
要做到減少工業建筑對環境造成的不良影響,營造出綠色工業建筑的整體形象,必須要做到對自然的尊重和保護,采用綠色低碳技術,有效地運用各種自然資源,讓能源以及資源的消耗盡量的減至最低:盡可能地保持工業建筑周邊環境的生態平衡,做到對建筑地域環境的綜合考慮,做到因地制宜。所以綠色工業建筑在營造中必須要從以下幾個進行:
3.1注重選址
綠色工業建筑在進行選址時,必須選擇一個合理的位置,做到對環境的破壞減至最低,進一步地讓城市自然生態系統基本功能的完整性和連續性得到保障。確保城市的健康與安全。而一般情況下綠色建筑的選址除要考慮到常規情況下的因素外,還需注意以下原則:(l)避免選擇生態敏感區。例如水體、森林、自然保護區等。(2)要保持建筑場地生態的完整性以及生物的多樣性。在設計時盡量保留與利用地形、地貌,植被以及自然水系。(3)注意盡量減少建筑場地水土的流失。防止因工業建設而造成的自然災害。
3.2優化布局結構
工廠總圖設計要對廠區總體的布局、室內環境條件以及廠房的布置等進行深入的統籌與考慮、讓設計方案不但能夠滿足生產工藝的要求,同時又做到節能節地。同時在總規劃階段,要重要考慮如何將環境進行最大限度結合,增加建筑的采光度,確保室內具有一定的溫度、溫度,建立立體的綠化系統凈化環境。工廠總圖按照產品的特性考慮生產工藝區劃布局,按生產工藝流程布置備類廠房,廠房間設機械運輸通廊,做到物料運輸效率盡可能的高、物流路線盡可能的短、運行能耗盡可能的低。合理優選能源種類,保障經濟供給、降低綜合能耗。3.3節能與能源利用在工業建筑設計中,要結合工藝生產特性,采取多種的節能措施。做好在建筑體形、建筑布局、朝向等方面的設計,盡可能地采用自然采光自然通風:并對東西朝向采取多種形式的建筑遮陽系統,即取到建筑裝飾的效果,又減少夏季太陽的熱輻射;外墻面采用低能耗的保溫隔熱建筑圍護結構;高效的節能空調系統可采用地源熱泵、污水源熱泵;新興的可再生能源,包括了太陽能、地熱能、風能等的利用。
3.4節水與水資源利用
在加強節水和對水資源的利用方面可以從以下幾點進行:首先,避免不必要的浪費,在不影響施工進展的情況下減少用水。其次,可以對水資源進行循環使用,減少消耗。最后,對施工用過的廢水要嚴格排放,不能隨意的排放到水源或者土地中,要對其進行質檢,達標后再進行排放。在一個建筑項目施工開展之前,要對當地的水資源進行質量檢查,確定其是否滿足施工要求。在建筑施工結束后,還需要再進行一次檢查,并與之前的水質數據進行對比,若是出現污染現象影響當地居民的正常生活,要及時的采取措施進行治理。
3.5節材與材料資源利用
一項建筑項目的開展對建材的消耗是巨大的,而且由于對建材的利用率較低,往往造成大量的浪費。因此,必須提高對建材資源的使用效率,節省建筑施工過程中的建材使用量。在建筑項目的施工中可以提高對鋼結構建材的使用,因為這種建材不僅便于使用,具有較大的可造性,而且鋼結構還能夠循環使用,能夠極大的減少對其他建材的使用,降低了對環境的污染。
4結語
關鍵詞:綠色環保;節能;節能技術
中圖分類號:S611 文獻標識碼:A
一、前言
西方的發達國家在經過長期的建筑設計之后,對建筑設計之后的結果進行不斷的反思和總結,從而將綠色環保節能技術引入建筑設計之中,這是今后建筑設計發展的趨勢。就現在而言,我國還只是一個發展中的國家,與西方發達國家相比,還具有一段距離。目前對于我們國家來說,發展是主題,因此將綠色環保節能技術引入建筑設計中是十分緊迫和必要的。建筑師在進行建筑設計時,可以大膽地嘗試各種方法,將綠色環保節能技術與城市的景觀環境有機地結合在一起,從而創造出更適合人們居住的新型建筑。
在建筑設計中應用綠色環保節能技術主要從以下四個方面著手:一是不要浪費資源;二是資源的循環利用;三是對于材料的循環,不僅要反復的加以利用還要盡可能的促使其再生;四是對于嚴重污染環境的排放物。做到以上四點,就能為人們提供健康、舒適的建筑,與自然和諧共生的建筑。
二、采用綠色環保節能技術的必要性
人類所有的活動當中,建筑活動不僅是使用自然資源最多,還是對環境造成的影響最大的活動。據有關數據統計,人類所使用的自然資源總量,大約有一半的資源用在了建筑活動上,而人類活動所產生的垃圾總量之中,又大約有一半的垃圾是建筑垃圾。因此在建筑領域中,將綠色環保節能技術引入建筑設計中,并在建設設計時,遵循可持續發展的原則是十分重要的。眾所周知,我國是一個人口大國,人均資源排名靠后。對于我國來說,更應該堅持可持續發展。我國目前還是一個發展中國家,發展任務是非常迫切的,而我國的年平均建筑量是排名世界第一,因此迫切需要將綠色環保節能技術引入建筑設計之中。
三、采光通風設計
采光是影響人工環境質量的一項重要指標,采光一般分為兩種方法,一種是人工照明,另一種是自然采光。為了盡可能的利用自然資源,建筑設計師們在進行建筑設計時,通常會采用采光的低能耗策略,這種策略的核心思想是充分的利用自然光從而盡量減少人工照明,最終讓人工照明與自然采光達成一種平衡。
在建筑設計的綠色環保節能技術當中,另一個重要的體現就是對于自然風的利用。在進行建筑設計時,為建筑設計一個有效的自然通風效果,不僅可以大大減少因為機械通風所產生的巨大耗能,同時還能為居住在里面的人們提供一種清新自然的人工環境。在這里可以列舉一個很簡單的例子,以對某大廈的設計為例。為了使大廈能夠更好的獲得采光和通風等條件,可以將大廈的屋頂設計成圓形穹頂。這個設計成圓形穹頂,有一個倒錐體的反射裝置,這個反射裝置在天氣晴朗的時候,能夠將太陽光線反射成柔和的漫射光,從而將整個大廳照亮。這樣在天氣晴朗的時候,建筑就可以進行很好的采光了,從而就能減少因為需要產生機械光而浪費的巨大能耗。對于該大廈,還有一個非常有新意的設計就是自然通風設計。夏季的新鮮熱空氣,在進入室內之前,首先要通過建筑前的花園草坪和樹林,這樣就能使熱空氣得到一定幅度的降溫;接著室內安裝的通風管和熱轉換器,也會對吹進來的風起到一定的吸熱功能,這樣吹進室內的空氣就會變得非常涼爽,讓人倍感涼意。
四、可再生能源利用的設計
現在比較流行的一種建筑設計就是太陽能建筑,這些建筑是將太陽能、風能等可再生的能源進行最大限度的應用,從而減少因為要產生機械能而耗費的巨大不可再生能源。隨著不可再生資源的枯竭,太陽能建筑是非常符合當今社會和技術發展現狀的。在現在的居民生活當中,已經有非常多的居民用到了太陽能熱水器。隨著科學的不斷發展和進步,太陽能光發電、太陽能采暖、太陽能通風降溫等高新技術也會逐漸走進建筑設計當中的。對于可再生能源,除了對太陽能的運用,人們還在竭盡全力的開發風能發電。這一舉措,不僅能夠大量減少對于不可再生資源的耗費,還能在很大程度上緩解目前全球能源緊張的現狀。
五、水資源的利用設計
1 提高用水效率
水的不斷利用,我們應該要堅守高品質多利用,低品質低利用地的原則。對于生活用水、景觀用水和綠化用水可以用完之后,將這些用水用來澆菜、洗鞋、洗車等。這樣做不僅能夠達到應該達到的目的,同時還能在很大程度上節約水資源。對于那些工業廢水、污水等,不能直接排放出來,不然在污染環境的同時還會污染潔凈的水資源。因此,在建筑設計應該按用水水質要求分別提供、梯級處理回用。
2 雨污水綜合利用
對于建筑節水來說,最主要同時也是最有效的節水措施是雨水的收集和污水的處理與回收利用。因此,在進行建筑設計時,要設計雨水、污水分流系統和雨水、中水回用系統。對于收集到的雨水,通過低技術的建筑處理及后續工種的配合,可以用來澆灌。至于對于污水的回收利用,首先需要在進行建筑設計時,設計特殊的凈化設備。對于那些回收回來的污水,可以利用這些凈化設備進行有效地處理,然后將其用于沖廁或者澆灌等。人工濕地污水處理系統不僅能夠使用水更加的高效、合理,還能起到降低能耗、改善環境的目的。
結語
隨著工業的不斷發展和人口數量的不斷增加,使得資源消耗變得越來越大。隨著不可再生資源被大面積開采和消耗之后,全球的生態遭到了嚴重的破壞,使得能源危機不斷加劇。建筑工程作為人類最消耗能源的活動,必須要將綠色環保節能技術引入到建筑設計當中來,只有這樣才能使建筑與生態系統聯系到一起來,從而才能減少對不可再生資源的消耗,并為人們提供舒適的生活與工作環境。
參考文獻