绿色建筑技术在建筑设计中的优化与结合探讨论文_李铠禄,常健铭

绿色建筑技术在建筑设计中的优化与结合探讨论文_李铠禄,常健铭

中建中原建筑设计院有限公司 河南郑州 450000

摘要:我国的经济发展达到了一定的水平,在重视经济持续发展的同时,更加重视生态环境的保护,对于各个行业也提出了新的要求。而对于建筑设计行业而言,利用绿色技术优化建筑行业提高我国居民生活质量。

关键词:绿色建筑技术;建筑设计;设计优化

引言

绿色建筑技术除了需要在施工过程中应用各类绿色建材,以及关注建筑的整体节能性能之外,还涉及建筑与周边环境的适应性等因素。在具体的研究过程中,建筑设计优化的主要对象为建筑对周边环境的利用。通常情况下,利用的自然环境包括风力、日照等方面,在结构优化中,可应用相关软件对这些因素进行探究,提升建筑与环境的契合程度。

1绿色建筑技术在建筑设计中优化与结合的意义

在当前的研究中,主要探究内容为绿色建筑技术在建筑设计中的意义,对建筑优化意义的探讨较少,本文通过对绿色建筑技术内涵的深入探究,认为该项技术在建筑设计优化中的意义包括以下方面:①低成本性。在当前的建筑行业中,几乎都会在建筑设计完成后进行建筑优化,以达到降低建设成本的目的。在建筑设计优化中以绿色建筑技术为核心理念进行建筑优化,能够更加科学有效地达成这一目的,在保证建筑施工质量的基础上降低建设成本。②提升布局和结构科学性。对于建筑优化来说,当前的主要优化内容为建筑本身,对建筑的区域布局方面有所欠缺,通过绿色建筑技术能够保证在建筑优化过程中,实现对建筑区域布局情况的合理设计,让建筑能够更好利用自然资源。另外对于建筑自身结构来说,在通过该项技术也能够大幅提升结构的合理性,提升建筑的运行质量。③提高施工效率。对于建筑的建设过程来说,施工现场会分布大量设备和建材,这些设备和建材布局的合理性与否会直接影响施工效率。绿色建筑技术的一个重要宗旨为降低建材损耗,所以在设计和优化过程中也会对施工现场的布局进行优化,最终深入提高了建筑的施工效率。

2绿色建筑技术在建筑设计中优化与结合的策略

在绿色建筑技术的应用过程中,探究的核心内容为建筑的围护结构、建材、结构等方面,这些方面的共同合理设计,才能让设计的建筑具备很强的节能性。另外对于建筑结构设计来说,包括建筑整体结构和建筑内结构,使其能够充分满足绿色节能建筑的相关要求。要满足以上要求,在建筑结构优化中需要注意以下内容:①自然光照分布。对于绿色建筑来说,对光照的合理应用能够大幅降低建筑运行中耗损的能量,在建设设计和优化过程中,需要通过相关软件对建筑区域的光照情况进行模拟,找到建筑的最佳朝向方案。②风力。对于节能建筑来说,一个利用自然资源的重要方式为在建筑中形成“穿堂风”,所以在结构优化过程中,需要对建筑区域的风力分布情况进行研究,让建筑能够在应用过程中合理应用自然风力。③降低建材损耗。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在建筑的施工过程中,会涉及大量建筑材料的使用,而损耗的建材不但会提升建设成本,也会对环境造成污染,所以在设计过程中,需要合理制定施工方案,并对施工现场进行有效监管,提升建材的应用效率。另外在施工方案设计中,也需要能够对建筑垃圾有效利用,满足绿色建筑的建设要求。

3优化与结合的具体措施

3.1建筑节能设计方面

对于一些建筑来说,建筑节能设计可以在形态设计过程中完成,这类建筑的特点通常为没有明显的围护结构,这种结构在大型公共建筑中应用情况较多。但是对于民用建筑来说,需要对建筑的节能方面进行优化,优化对象为围护结构、建筑墙体等。对于建筑的围护结构,主要涉及门窗等,所以在建筑结构的优化过程中,需要对维护结构的面积、布局等内容进行进一步分析,使围护结构既能够提供应有的采光功能,又能够在此基础上降低维护结构的能量损耗,发挥建筑的节能性能。例如在某民用建筑中,发现初始设计方案虽然能够让建筑获得很好的采光效果,但是应用BIM软件分析发现,该设计方案中由于围护系统占据面积过大,降低了建筑的保温隔热能力,所以优化过程中降低了围护系统面积。对于建筑墙体优化来说,优化内容包括外墙和内部墙体,需要保证这些墙体都有很高的隔热性能。

3.2建筑形态设计方面

对于一些公共建筑来说,需要保证外观的新颖性,这类建筑的外观对建筑的节能性能、建设成本等方面往往会造成重大负面影响。要解决这类建筑的在施工和运行过程中可能产生的问题,需要对建筑的形态进行优化。以成都双流国际机场为例,该建筑在设计过程中,采用圆形穹顶直接落地的设计模式,并且建筑的玻璃幕墙占据面积极大,这为整个系统的制冷等方面都提出了严峻挑战,所以需要进行形态优化。在优化设计过程中,优化对象为屋盖方案,优化内容为屋盖采光玻璃整体形状,应用DOE2软件对设计人员提出的方案进行建模仿真,探究不同设计方案在建设、运行中的资源损耗,最终选择成本最低的方案进行建设。

3.3建筑规划方面

在绿色建筑的设计过程中,需要先对建筑进行整体规划,从根本上提升建筑设计的合理性。为了进一步提升建筑设计的科学性,需要在规划过程完成后进行设计优化。该过程的工作内容为应用BIM等软件对建筑的周边环境进行模拟与研究,让建筑的布局和朝向等因素能够与当地环境有最佳的适配状态。另外在该过程中,需要结合建筑特点、周边区域面积等因素确定对建筑的施工区域进行规划和布局,保证建筑能够满足相关要求。而在建筑自身结构优化方面,主要结构设计优化内容为建筑的围护系统、遮阳系统、形态设计、内部布局等方面,在这些方面的设计过程中,需要严格按照相关标准进行设计与优化,保证建筑自身有很强的节能效果。

3.4采光设计方面

对于大型公共建筑来说,应用人造光源进行照明会导致建筑运行中产生大量能耗,为了提升建筑的节能性能,一个重要做法为在建筑穹顶设置采光遮阳天窗。在该天窗的设计和优化过程中,优化内容为对天窗的面积等方面进行合理设计,充分利用太阳辐射进行建筑内部的深度采光。另外在采光系统的设计过程中,还需要设置能够进行遮阳的设备,通过该系统的应用能够将室内光照强度和温度保持稳定。例如在成都火车东站中,就已经应用了这就采光结构,最终让室内环境保持在一个稳定的波动范围内,同时降低了空调等电气设备的电力损耗。

3.5气候适应性方面

在绿色建筑技术的应用过程中,需要能够让建筑实现对周边区域环境的有效利用,对于树木、天然湖泊资源等,在建筑设计中通常可以进行直接利用,提升建筑应用环境质量。而要达成节能设计,一个重要措施为合理应用自然光照和风力。对于光照研究,可以应用BIM软件进行建模仿真,对于建筑的风力应用,常用软件为CFD,最终实现对自然环境的合理有效利用。例如在瓦努阿图国家会议中心的设计中,通过对建筑区域的环境因素研究,发现该地区处于热带地区,气候为低纬度海洋气候,白昼时太阳直射角度很大,需要进行相应的遮阳设计,同时在建筑施工区域,昼夜风力也发生改变,通过对以上气候信息的探究和了解,最终确定方案为在建筑周边铺设植被,同时设置种植屋面,有效实现了隔热。对风向的研究发现,白昼时风向为海洋吹向陆地,夜间相反,所以该建筑最终采用朝向海洋方向的外挑布局形式,这种方式能够实现对风力的最大程度应用,降低了空调等电气设备的运行时长。

结束语

在绿色建筑技术的应用过程中,主要应用策略为对自然环境的有效合理应用,要满足这一要求,需要对采光系统、建筑规划、气候适应性、建筑形态等方面进行优化,最终让该项技术能够发挥降低建设和运行成本、降低能源损耗等作用。

参考文献

[1]方红.浅谈太阳能技术在绿色建筑设计中的应用[J].中国建材科技,2014(S1): 96.

[2]潘佳庚.吉林省办公建筑绿色设计与实践[D].吉林建筑大学,2014.

[3]季文君.基于整合设计模式的绿色建筑设计质量管理研究[D].天津大学, 2014.

论文作者:李铠禄,常健铭

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第27期

论文发表时间:2018/12/27

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