基于绿色建筑设计理论的建筑物立面设计探析论文_刘鹏

基于绿色建筑设计理论的建筑物立面设计探析论文_刘鹏

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摘要:绿色建筑立面可选择的设计策略种类繁多,不同策略根据建筑所处的地域特征和气候条件所实现的效果差异化极大。绿色立面策略主要为被动式建筑设计手段,良好的立面设计需要依据地域特征和适用对象整合多种立面设计策略。

关键词:绿色建筑;立面设计;形体表达;循环经济;建筑节能;采光通风;地域特征

绿色建筑是一个新兴的、动态的和发展中的概念, 它随着技术与社会的进步而逐步充实其意义[1]。可以预言, 绿色建筑将成为人类运用科技手段寻求与自然和谐共存, 持续发展的理想建筑模式。目前, 绿色建筑意识已在许多国家引起重视。

1绿色建筑的概念

人、建筑、环境是建筑发展的永恒主题,随着全球环境的恶化,生态问题日趋严重,人们越来越关注人类自身的生存方式。因此绿色建筑应运而生。在《绿色建筑评价标准》中对绿色建筑的定义是:“在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源,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”。所谓“绿色建筑”的“绿色”,并不是指一般意义的立体绿化、花园,而是代表一种概念或象征,指建筑在能满足人们的使用要求前提下不破坏环境和生态平衡基本且对人们的健康无害,并且能充分利用环境自然资源的条件下建造的一种建筑,又可称为生态建筑、可持续发展建筑、节能环保建筑等。

2利用自然资源以达到绿色建筑节约能源的方式

2.1利用立面形态提高自然光漫反射

根据不同气候区的日照条件,寒冷地区建筑对日照需求较多,因此建筑设计应将采光性能最大化,夏热冬暖地域则反之,需要将更多的设计应用于外立面遮阳系统。而夏热冬暖地区建筑对采光和遮阳需求的倾向性根据季节的变化而变化,因此该区域建筑需要综合考虑立面设计的可变性和适用性,以满足建筑使用者的需求。

很多绿色建筑都将优化立面采光作为提高空间舒适度的重要途径,良好的立面采光设计反映出空间的性格和属性,营造舒适的空间体验。同时建筑对于自然采光的利用效率很大程度影响日间照明能耗水平,当良好的立面设计提供给使用空间适合的自然采光,人工照明仅仅作为局部的补充或指示性照明,可大幅降低建筑运营成本和碳排放量。通过建筑空间的优化和光学辅助构件的设置,利用光线漫射以及反射的原理,调节光波传播路径,使得建筑空间获得良好的自然光漫反射,如美国捷斯米购物中心的建筑设计,通过漫反射板和棱镜百叶窗结构,有效将自然光引入使用空间。在较大进深的商业空间中,通过采光中庭可有效增加室内采光量,美国捷斯米购物中心的中庭不仅仅中庭本身具有良好的采光效果,中庭周边的挑台、退台空间同样可获得充足的自然采光[2]。

建筑外立面遮阳系统在绿色建筑手段中使用较为普遍,遮阳构件不仅仅在夏热冬暖地区使用普遍,在夏热冬冷和严寒地区也有使用需求,因为该系统在隔热的同时,调节室内空间光环境,有效避免西晒或正午的光线直射但可增加自然光的漫反射,让自然采光更加柔和宜人。在夏热冬冷和严寒地区的遮阳系统还需要具有可变性,即根据季节的变化调节遮阳角度,以适应遮阳需求的变化。

2.2风能的利用

风能是一种清洁而且取之不尽用之不竭的能源,通过风力机将风能转化为电能、热能、机械能等各种形式的能量后,用于发电、提水、致冷和致热等。1)风力发电:利用独立运行方式,通常是一台小型风力发电机向一户或几户提供电力,它用蓄电池蓄能,以保证无风时的用电。2)风力致热:风力致热的主要原理是“搅拌液体致热”,即风力机带动搅拌器转动,从而使液体变热。“液体挤压致热”是用风力机带动液压泵,使液体加压后再从狭小的阻尼小孔中高速喷出而使工作液体加热。

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2.3通过建筑形体改善风环境

建筑通风重要来自建筑外立面和第五立面,高效的空气流动对于被动式建筑的舒适性具有重要意义,而且在气候温和地区效果较为明显。如荷兰怀特里肯研发中心案例中,建筑南翼三条办公空间设计大面积可通风的窗面,同时第五立面也设计大量气窗,自然形成良好的穿堂风效应,有效改善室内空气质量。而清华大学设计中心大厦案例中,通过西侧外立面的架空墙面,夏季为建筑带来良好的空气对流,冬季抑制西北风贯通,实现被动式建筑性能优化。立面自然通风设计虽然可提高被动式建筑生态性和舒适性,但依然具有局限性,具体表现在成功范例主要集中在气候温和地域。因为被动式建筑的通风主要是自然通风,而非依赖机械送风或其他暖通系统,所以在极热或极冷环境中无法为室内空间提供舒适的温度和湿度,因此具有较大局限性[3]。

2.4垂直绿化实现生态外壁

建筑立面垂直绿化是建筑的“生态外壁”,它能改善内空间品质并消暑降温,是降低能耗的辅助性策略。植被具有蒸腾效应且有绿荫的遮盖,夏季绿荫下气温较附近日光直射下环境温度低1-4℃。立面通过垂直绿化的方式降低建筑环境实际温度和视觉感受温度都具有实际意义。新加坡管理大学李嘉诚图书馆案例中,外壁的藤蔓植物沿着轻钢龙骨支撑的种植网有序的攀爬在建筑外壁,所形成的“生态外壁”为炎炎夏日中的建筑带来清凉。新加坡PARKROYAL花园塔楼案例更是将空中花园应用在建筑立面,将原生态的自然环境更多引入建筑空间,使得绿色建筑更加名副其实、表里如一,让建筑与环境更加统一与协调。

3发展绿色建筑应注意的关键点

3.1倡导绿色理念宣传工作

推广绿色建筑首先要倡导绿色理念,向全社会普及绿色建筑的标准概念,提高公众的环保节能意识。利用网络、电视、报刊、杂志等媒体,开展形式多样、内容丰富的节能与绿色建筑宣传,提高全社会对推广节能与绿色建筑重要性的认识。

3.2相关政策法规健全完善工作

发展绿色建筑需要政策支持和法律保障。研究确定发展绿色建筑的战略目标、发展规划、技术经济政策;制定国家推进实施的鼓励和扶持政策;制定有机利用市场机制和国家特殊的财政鼓励政策相结合的推广政策;综合运用财政、税收、投资、信贷、价格、收费、土地等经济手段,逐步构建推进绿色建筑的产业结构。

3.3绿色建筑设计要以人为本

设计中尽可能地采用低毒或无毒材料,如墙和吊顶使用无毒或低毒性涂料,建材无甲醛或Voc含量最少,采用陶瓷、硬木等硬装修地面等;选择材料、建筑系统和机械系统时尽量减少木制品、地毯、涂料、密封膏、织物等潜在的对健康不利的污染物,合理组织自然通风,设置进风口和必需的出风口,引风入室。改善室内热环境,包括温度、湿度、辐射温度和气流等,提高人体舒适性。提高水质量,有条件的可以选用直饮水。合理进行自然采光,即满足人类健康的需要,又满足视觉美学的需要,同时达到节能的效果。通过改进细部设计和建造方法,以及采用吸声材料来提高建筑的隔音效果。

4总结

总之,当今绿色建筑以普及到城市、乡村的各个角落,虽然不同地域因为诸多原因,建筑生态性的程度差异较大,但绿色建筑的思想己经深入人心并根深蒂固,人们已经意识到不可走先污染再治理的旧路,绿色建筑作为生态和谐发展的一环,势必和生态圈中的其他环节更加区域协调,共同构成可持续发展的理想家园[4]。

参考文献:

[1]蔡梅华.建筑节能与成本控制[J].福建建设科技. 2016,12(04):232-234.

[2]智能与绿色建筑文集编委会.智能与绿色建筑文集[J].北京:中国建筑工业出版社,2016,19(8):202-203.

[3]周浩明,张晓东.生态建筑面向未来的建筑[J].东南大学出版社,2016,10(3):111-112.

[4]李秀辉.低成本的绿色建筑设计策略初探[J].住宅产业. 2015,14(03):208-209.

论文作者:刘鹏

论文发表刊物:《基层建设》2018年第8期

论文发表时间:2018/5/23

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