生态理念下的绿色建筑设计方法

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［摘要］上世纪以来，随着现代工业化和科学工程技术的飞速发展，在我国社会主义经济、城市化建设进程不断获得高速健康发展的关键同时，消耗了大量的自然资源和能源，破坏坏了生态环境，并且导致使全球大气中总的温室化硫气体排放浓度急速急剧增长，全球平均气温急剧升高，导致全球的复杂气候变化，人类赖以生存的基本生态环境安全受到严重威胁，这种紧急情况下，我们必然需要及时研究解决正面临的人类生态环境污染危机，1992年联合国生态环境与社会发展国际大会中首次明确提出了2030年人类社会要走可持续发展之路，以此为新视线引导人类实现社会经济发展与自然环境的和谐健康共生。下面将通过对绿色建筑设计实例进行分析，来探索绿色设计理念运用在建筑设计中的方法。

［关键词］生态理念；绿色设计；节能

生态建筑设计、绿色建筑设计都具有大致相似的基本含义，它们都认为需要尽量多地减小设计对生态环境的直接影响，尽可能节约建筑资源使用，能够真正做到有效保护环境和有效减少建筑环境污染，为建筑使用者自身提供健康、舒适、实用、高效率的资源使用建筑空间，并且与与大自然和谐相处共生的绿色建筑。它的寿命周期过程为设计、资材制造、建造施工、完工使用、改造、解体废物、再设计。对建筑与环境设计来说，走"绿色设计"之路十分必要，如今人类面临着生存环境的种种危机，应当改变以追求奢华设计为目的的观念，逐步发展绿色设计理念，同时考虑经济发展和环境保护，这既是现代设计师的重要职责和任务，也是作为设计师所该具备的社会责任和道德心的体现。

1共生设计与共享设计——以深圳市建筑科学研究院大楼为例

1.1建筑基本信息

深圳市建筑科学研究院（以下简称为“深圳市建科院”）是中国当下绿色建筑设计的最新实践探索。用地面积3000平方米；建筑面积1.8万平方米；总高度57.9米；地上12层；地下2层。整栋大楼所包括的绿色设计有微风启动风力发电系统、屋面遮阳系统、节能幕墙技术（断热幕墙铝型材）、室内热舒适性能（全自动控制系统）节能灯具灯盘电子镇流器应用、感光智能化控制系统（充分利用自然光布置）、绿色环保装修材料、光伏发电遮阳反光板、节水卫生器具（无水小便器、节水马桶、感情开关）、外墙XPS保温隔热系统、太阳能地砖、新型外墙板、地检测CO2浓度新风浓度控制系统、地自行车停车位、淋浴间、太阳能电动车（鼓励清洁能源交通方式）、地下室雨水水箱与水环空调系统相结合设计、综合措施减少热岛效应、工字形平面，争取最大化自然采光通风效果、首层架空开放式多功能展厅、地下空间自然采光通风设计、园艺设计采用本地植物物种、移动式外墙遮阳百叶、地下空间光纤光导管采光技术、地下室自然通风和采光、喷泉景观水用于水环热泵空调冷却水、地面雨水回收回渗技术、人工湿地及中水系统、座位送新风系统及高温大温差风机盘管空调系统（应用于科研办公空间）、建筑本体蓄冷，冷辐射吊顶空调（应用于办公部分）、滴灌渗漏节水浇灌技术、光伏发电幕墙系统、屋面XPS保温隔热系统、屋顶绿化及雨水回收系统、空调排风热回收系统、太阳能生活热水系统、太阳能高温集热板（用于空调新风溶液除湿）。

1.2平衡为核心的设计

平衡是实现绿色建筑设计的核心内容，是指在满足需求、资源、环境、经济等因素之间取得结果的平衡。在设计绿色建筑时，应该改变传统的设计思想，考虑在最开始设计构思时就将相关的节能、绿色概念和设计技术等引入进去，结合建筑项目所在地的气候条件，环境情况来分析所设计的建筑的功能需求，以当地环境、经济社会等为考虑因素，将其融入设计之中。

2探析：建筑中的绿色设计方法

2.1位置的气候条件与选址

建科院大楼地理位置在北半球亚热带海滨城市——深圳市，东经114°3′12.85″E，北纬222°34′44.76″N。深圳属于亚热带海洋性气候。以绿色建筑节能设计的地域划分上看，属于“夏热冬暖”地区，其气候特征为夏天炎热，冬天温暖潮湿，阳光充足，雨水充沛，湿度大，常年刮东南风。深圳年平均气温为22.5℃，最高气温38.7℃，最低气温0.2℃。年日照时数为1933.8小时，年日照百分率达到47%，太阳年辐射量5225兆焦耳/平方米。最佳朝向为南向。选址对建筑物绿色设计、可持续发展理念有着十分重要的意义，它决定着建筑的实现条件和自然和谐之间的关联。建科院大楼的选址原地址为被废弃的混凝土搅拌站，在一定意义上来说，是对废弃土地的有效资源利用，没有对现有绿地农田进行破坏占用，在交通方面来看，其周围有建设中的地铁线，为大楼鼓励采用绿色交通出行方式创造有利条件。交通条件研究之外，还对周边进行噪声采集、土壤氡含量检测、地质勘探、风速和温度的测试等。通过这些科学的基础数据分析，为建科院大楼的绿色设计分析打下良好的基础条件。

2.2布局：功能决定的建筑

在建筑与功能的关系中，理想的建筑在其从内到外的方方面面都充分对其所承载的功能进行表达。人们的生活方式决定了建筑所需要的功能，而这些功能需要则对建筑的形式、布局、理念带来指导作用。绿色建筑即是绿色生活的表达。建科院所倡导的绿色办公生活方式，决定了建科院大楼将是一个功能复杂的建筑，首先是普通办公大楼常见的各种功能，如办公室、会议厅、楼梯间，电梯室、卫生厅，机电设备间，停车场等等。作为一个建筑科研和设计单位，还需要具备科研、探测、实验、设计和学术报告，技术交流等方面的功能。在倡导“绿色生活”的思想下，建科院楼内还整合了饮食、健身、娱乐、居住和花园等多个功能，甚至还包括了儿童乐园和生态菜区。最后，建科院建筑将开放的理念介绍到设计中，希望通过建筑的设计对更多人宣扬绿色生活的理念，因此，它需要具有许多不同的展厅功能，而整个建筑物则是一座大型的展馆。作为一座承载复杂功能的建筑，科院大厦以“汉堡包”的立体划分为灵感，使许多功能得以有效地组织和合理地发挥。由于使用地的限制，设计采取三维立体分区法，将不同的功能以立体方式叠加，根据不同功能的使用、空间结构的需要和相互之间的流线关系，以竖向空间体块对不同的功能区进行了分类设置。通过各功能在整体的协调下，选择最适当的位置。如将人员众多的场所优先设置在采光充足，通风良好的位置。大楼的楼层功能分区如下负二层，停车与人防结合；半地下层，设置为存在干扰的实验室，与上部建筑隔离，分区明确；入口层，大堂、接待、展示，为公共空间，以方便使用为主；二到四层，无干扰实验室；五至六层，会议室和休闲区，中间层视野开阔，环境优美，便于人们休闲放松；七至十层，办公区，高楼层，视野好通风采光条件良好。十二层，职工餐厅兼多功能厅，高层，视野好，使用餐时间成为工作之余的休闲放松交流时间；十三层，专家公寓与小型会所，顶层为与办公区分离的纯生活空间；屋顶设置为花园和实验室，为休闲空间，多种实验数据收集点。建筑的内部功能与自然的和谐关系，在平面布置得到体现，去掉东侧部分，形成“凹字型”的设计布局，这种设计形状是根据深圳的气候条件，为了实现自然采光、通风效果，通过使用计算机的自然通风模拟、自然采光模拟等方法，对比分析各种不同的平面布置，“凹形”字形的平面能提供更多与室外直接接触的墙面，为自然通风和采光创造良好的条件。凹形字形设计朝东南方向，以此来迎接深圳常年风向即东南方，在此基础上，两个空间稍微分开，加强了室内构造穿堂的效果。

2.3材料设备：绿色的办公空间

根据统计表明，人们有80%~90%的时间是在室内空间中度过的，国外研究表明，室内污染比室外污染严重，因此，室内的空气质量会直接影响空间使用者的健康情况。建科院大楼在室内设计中，基于创造健康绿色办公空间的理念设计，节材是其中的重要一步，进行土建装修一体化的设计，摒弃掉无意义的装饰元素，保留原有建筑构件本身材质和色彩，如水泥地面、墙面；在需要局部装饰的位置，使用环保可循环再生材料，如环保地毯、环保家具等。大楼结合室内空气龄模拟分析，针对性地设置建筑外窗、以此改善室内自然通风效果，在办公空间设置换风及低速送风设施，确保各个空间部分的空气新鲜度。室内房间装修，采用绿色环保涂料和绿色胶粘剂，使用不含甲醛等有害物质的复合木质板材。办公空间中打印机、复印机等具有粉尘污染和射线影响的设备，放置在室外平台的下风向，避免对室内办公人员的健康损害。大楼首层的架空绿化，在满足绿化的基础上，具有一项更为重要的功能——污水处理系统，即“人工湿地”的中水处理系统，利用植物绿化带，通过生态方式将建筑每天排放的污水分解，将污物转化成可共植物所吸收的养料，利用自然分解作用来对大厦的污物进行分解。制造氧气。经处理过的污水，达到水质标准后，送回各楼层卫生间冲厕，实现了建筑环保、无污水排放的“零污水排放”和环保循环的功能。大堂地板采用日本进口的M-wood2木塑材料。这种原料木材源自建筑废弃材、工厂加工废料等，对使用了几十年的石膏板、木材、彩色合成板等进行微粒化处理，混合后将其制成较为稳定的成型产品。将几百微米大小的木材与热塑性树脂进行混合、提炼，再进行加热成型，因为产品木材比重是51%~55%，所以具有木质材料的柔和特性，M-wood2木塑材料为为可再粉碎多次回收利用的环保材料。多功能报告厅的整体设计，最大不同程度地充分利用自然界的光明和室外通风，设计方案采用了非常规的墙体构造，将位于报告厅两边的室内外墙分别设计为一个可自由转动的内外墙，根据实际使用内部环境需要和室内外气循环条件的不同特征，选择可以关闭或同时打开的外墙。打开后光线和风景就会被引进建筑的内部厅室，观众大厅完全无需人工照明，也不需要设备的通风。中轴转动墙体，也可以根据需要调节任意角度，使演说者的声音更平均地反射到观众席上，减少了对电声喇叭的依赖性。报告厅和远程会议室气流组织采用置换通风的形式，报告厅采用台椅下设置的送风口，远程会议室采用地面送风口，室外新风经回风处理直接送到人的呼吸区，使室内人云可以呼吸到最新鲜的空气。

3结语

建科院大楼是一次优秀的绿色建筑实践，现阶段我国对于绿色建筑设计仍然处在探索与发展之中，既要通过独特的途径解决当今建筑存在的问题与挑战，又要考虑建筑的整体设计和自然关系和谐共生的重要性。发展绿色建筑理念，在实践中创造绿色建筑设计，是今后建筑设计师的重要任务。

参考文献

[1]樊洁阳.建筑设计中生态建筑设计原则与策略探索[J].居舍，2019（33）：89.

[2]杨志浩.绿色生态建筑设计策略研究[D].湖南工业大学，2017.

作者：郭灏 李佩 单位：武汉工程大学