綠色建筑評價標準下的建筑設計實踐

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綠色建筑評價標準下的建筑設計實踐

摘要:本文遵循綠色建筑設計理論,在夏熱冬冷地區的研究背景下,針對綠色建筑的設計提出相應優化策略。以湖南長沙創意設計總部大廈項目為例,探尋在綠色建筑評價標準下以建筑學為主的各專業針對綠色建筑三星級評價標準提出的具體設計策略和實施方案。通過本文對湖南長沙創意設計總部大廈項目探究,為相似地區的綠色建筑設計提供一定的參考與借鑒。

關鍵詞:綠色建筑;標準評價;公共建筑

1引言

伴隨著中國經濟水平的日益提高與城鎮化水平的飛速發展,建筑業在我國總能耗的比重也日益增大,建筑日常能源消耗對城市環境的影響也愈發明顯。從全球氣溫統計數據來看,能源與環境是影響人類生存與發展的重要因素之一。就我國當前建筑業發展前景而言,推廣綠色建筑是實現生態保護、節能減排、促進城鎮可持續發展的強有力途徑。

2綠色建筑設計研究

2.1綠色建筑概念

中國建筑科學研究院在2019年出臺的《綠色建筑評價標準》(GB/T50378—2019)中,將綠色建筑定義為:在全壽命周期內,節約資源、保護環境、減少污染、為人們提供健康、適用、高效的使用空間,最大限度地實現人與自然和諧共生的高質量建筑。

2.2綠色建筑評價體系

安全耐久、健康舒適、生活便利、資源節約和環境宜居這五類指標組成了綠色建筑的評價指標體系。綠色建筑的等級有:基本級、一星級、二星級和三星級四個等級。本文依照《綠色建筑評價標準》中的綠色建筑技術體系:節地與室外環境,節能與能源利用,節水與水資源利用,節材與材料利用,室內環境質量,運營管理(住宅建筑)、全生命周期綜合性能(公共建筑)這六個方面來制定綠色建筑的技術措施。[3]綠色建筑的評價除了應該符合綠色建筑評價標準外,還應該符合國家的相關法律法規及標準內容,從而體現出社會效益、經濟效益與環境效益的統一。在進行綠色建筑評價時,應在建筑全壽命周期內統籌考慮建筑集約節約用地、材料選取、施工工藝、環境保護與滿足建筑功能需求。由于我國地緣廣闊,不同省份的地形地貌、水源氣候、資源稟賦各不相同。因此在進行綠色建筑評價時還應注重建筑地域性,即結合建筑所處地域特征進行綜合評價:在滿足建筑功能需要的基礎上,是否做到因地制宜與符合當地的區域建筑文化和特色。

3湖南長沙創意設計總部大廈建筑設計案例分析

3.1工程概況

湖南創意設計總部大廈項目選址于長沙馬欄山視頻文創產業園內,總建筑面積10.29萬m2。A、B、C三棟建筑組成了本項目,A棟是酒店式辦公,地上面積1.26萬m2,建筑高度59.55m;B棟為辦公樓,地上面積3.23萬m2,建筑高度99.15m;C棟地上面積2.61萬m2,建筑高度94.8m。該項目為貫穿設計→施工→運營的全過程綜合性綠色建筑示范項目,其中,C棟是三星級綠色建筑,A棟、B棟是二星級綠色建筑。

3.2功能布局

湖南創意設計總部大廈,是創意設計產業完成生產制作、展示交流、創意研發、銷售推廣的一條龍服務體系,是一個高效、便捷、全面的服務信息平臺。集文化創意產業成果和文化創意商品服務于一體,形成門類齊全、品種豐富、時尚時尚的產品系列。運營單位將會充分利用自身的產業優勢和資源優勢,建立良好的配套服務,爭取各種優惠條件,密切合作,打造良好的企業和個人六大功能服務:展示交易功能,創意研發孵化,創意設計,創意生活旅游,人才培訓教育,公共技術服務。

3.3設計構思

本項目位于馬欄山文創產業園,是馬欄山文創產業園第一批啟動的項目,定位企業孵化,突出文化創意,著意打造成城市公園里的文創孵化器和生態公園里的創意孵化基地。方案提出像素之城、媒體之城、山水洲城的概念。湖南是多元文化匯聚之地,像素化的盒子代表著一種包容性,本項目由商業、基本生活配套及地標塔樓等各種尺度和功能的盒體空間交織而成。以大小材質不同的像素盒子容納不同的功能。方案生成引入聚沙成塔的概念,每一個像素化的盒子也是一個單元模塊,通過靈活多變的組合方式結合裝配式建筑的建造方法,打造創意之都。裙樓部分通過層層退臺的方式,并引入屋頂綠化,將自然生態山水意境融入建筑之中,打造自然之丘,森林城市。建筑通過空間疊置,希望能使其更好地融入城市,并在不影響其他城市環境的基礎上更好地利用城市景觀資源,將建筑還城于民,通過垂直綠野的塑造,使二維的空間得到了三維的表達,增強了內部人員的交流。辦公樓摒棄繁冗的裝飾,以簡潔明快的建筑形態和純粹的玻璃幕墻立面來展現建筑的空間與結構之美,并通過裙房的層層退臺及塔樓的體量分解和頂部升起高低錯落的造型獲得變化,避免單調感,體現該建筑獨特的形象和現代特征。多層次的景觀布置使景觀空間相互滲透、連續流暢、情趣變化,使高層辦公都能享受到多維度的景觀。層層跌落的退臺景觀與建筑空間的結合設置,使建筑不用脫離于自然條件之外,而是與自然融為一體。高低起伏的天際線不僅緩解了對城市的壓抑感,而且也使得立體景觀特點鮮明,并與南側城市公園綠軸相呼應。一個建筑,也可以是一個小城市。

3.4綠色建筑設計策略分析

建筑本身是一個共享平臺,實現人與人、人與自然,物質與精神共享。該項目秉承健康、低碳、綠色、共享等理念,實現建筑全壽命周期內節約資源、保護環境、舒適宜居、開放共享。項目建設過程中將開展五大類研究與示范:綠色建筑示范(C棟綠色建筑三星級,A棟、B棟綠色建筑二星級)、基于BIM技術的全過程管理應用示范、智慧建筑創新示范、裝配式快速建造示范、低碳建筑示范。

3.4.1綠色建筑技術方案

3.4.1.1建筑專業

建筑充分體現了共享的綠色建筑理念,通過開放平臺和連廊,把南向中央景觀軸和北向瀏陽河風光帶連接起來,為人們提供開放共享的室外空間。場地風環境:建筑底層通過塊體合理布局形成有效的架空連通區域,有利于過渡季自然通風,此外行政辦公樓通過設置中庭可利用熱壓、風壓形成良好的自然通風。外立面部分區域設置立體綠化,增加立面生態效果,同時具有一定的遮陽功能。建筑利用屋頂部分采用綠化種植屋面,一方面可以美化周圍環境,改變建筑周圍微氣候,改善熱環境;另一方面,綠色屋頂具有較好的保溫隔熱效果,可以通過屋頂向室內的熱傳遞減少太陽輻射熱,降低夏季空調的制冷能耗;同時,冬天可以防止一定程度的室內熱量散發到室外,減少采暖能耗;建筑的外立面采用高效節能的三銀Low-E三玻(C棟)/兩玻(A、B棟)中空玻璃幕墻,可開啟面積達到5%~10%,通風情況良好,保證室內空氣品質,提升過渡季節舒適度,降低過渡季節空調能耗。在建筑出入口等場地內人行通道、場地內人行通道與場地外人行通道的連接處、建筑入口設置無障礙設施;統一設置非機動車停車位,并增加遮陽擋雨措施。同時,考慮設置自行車充電裝置,為電動自行車的使用提供基本的動力服務,實現綠色出行。圍護結構設計:合理設計建筑形態、窗墻比,提高圍護結構的熱工性能,優化圍護結構,可減少室內照明和設備負荷;大空間功能房間設置隔斷(墻)時采用靈活隔斷墻。建筑結合景觀進行設計,利用光井或光管提高地下空間的自然采光面積,減少白天照明的能源消耗。引入自然采光,改善地下室采光效果,項目考慮利用了下沉式庭院和采光井,由于場地有限,也可以考慮在地下一層空間設置導光筒。平板型導光筒可設置在人行和車行道,晶鉆型導光筒可設置在綠化帶內,需注意地下室燈具布置需根據導光筒布置調整位置。場地西側東二環高架交通噪聲較大,通過隔聲屏、綠植及建筑本身構造措施防噪,平面布局時在西側設置衛生間、樓梯間等非主要功能房間,局部室內采取吸聲降噪措施(地毯等),減少室外噪聲對人員的影響。

3.4.1.2其他專業

結構與材料。采用裝配式結構體系:A棟是PC裝配式結構,B棟是混凝土核心筒+鋼結構相結合的混合結構,C棟是鋼結構體系。A棟和B棟的公共區域、C棟全部區域采用土建和裝飾一體化進行設計施工。項目綠色建材比例在60%以上。建筑局部外墻采用以廢棄物為原料(粉煤灰)生產的加氣混凝土砌塊;室內采用玻璃隔斷與輕質墻板隔斷。電氣節能。選用節能照明燈具和節能型變壓器,變壓器設置于負荷中心;辦公區域的照明方式利用智能化照明進行控制。能源管理及智能化系統。結合物業收費,設置樓宇水耗、能耗計量系統,分戶進行計量,同時對照明、輸配系統以及冷熱源等能耗數據進行分項計量,長期監測并開展分析研究。按智慧建筑要求設置水質在線監測系統,并且對空調、供暖、照明、通風等設備配備自動監控系統。可再生能源利用。C棟1~4層和19~21層、B棟的空調冷熱源由區域能源站(河水源熱泵供能)提供,其余辦公區域采用多聯機系統。C棟屋頂安裝太陽能光伏電池板提供部分公共區域照明,同時起到一定的遮陽隔熱作用。水系統豎向分區合理,采用節水器具;綜合利用各種水資源,采用雨水收集回用系統,在場地東南側設置70m³埋地雨水收集池,用于景觀水體補水、綠化澆灌等;地面綠化采用微噴灌,屋頂及立體綠化采用滴灌等節水灌溉方式。通過合理利用規劃地形,對原有生態采取局部保留、修繕生態景觀并采取入滲和調蓄等生態綠色雨水設施,實現雨水低影響開發的目標。給排水系統供水充分利用市政壓力,選用高效節能的加壓系統設備,采取減壓限流措施并進行合理分區;室外排水系統采用雨污分流,雨水收集、處理及排放系統,確保不對周邊環境產生負面影響。根據海綿城市要求,規劃場地地表和屋面雨水徑流,設置下凹式綠地、雨水花園等LID設施。項目應用BIM技術并貫穿于設計→施工→運維這三個階段。

3.4.1.3模擬分析

方案創作過程中,用CFD數值模擬技術對采光、通風、噪聲等環境進行模擬分析,對于建筑的布局、自然采光、立面及開窗形式等的確立進行了優化組合。以優化建筑布局為例:方案一,主要人行活動區設于背風面,有利于人行區室外活動,但B棟太靠近東二環高架橋,AB棟噪聲值達到了78dB,超過了聲環境質量標注4a類不大于75dB的要求。因此不建議采用此種方案。方案二,室外風環境效果較好,風速放大系數小于2,風場均勻,人行活動區可位于AB建筑之間,利用建筑進行有效的遮擋,最大限度遠離了噪聲源,東二環交通噪聲影響較小比方案一少5dB左右。方案三,室外風環境較差,人行活動區容易形成強風,建筑轉角處易形成較大的渦旋區,容易卷起地面垃圾灰塵等,對室外活動影響大,因此不建議采取此方案。方案通過模擬分析優化建筑布局,經綜合分析方案二排布方式為最佳。

4結語

綠色建筑的誕生,正是因為人類在不斷發展的過程中,讓環境承載了太多的污染惡化、能耗高等問題,人們也正在探尋人和自然之間的從屬關系,綠色建筑所需要回答的問題也正是人在自我實現目標的同時與重建人與自然的從屬關系。如今我們推行綠色建筑,是希望其在各專業的創新貫穿于建筑全周期的設計之中。真正的綠色建筑不僅要“外”綠,而且要“內”綠。我們所提倡的綠色建筑,不僅僅是單純地關注于它的指標,而是其設計理念,并將其理念轉化為設計策略應用于建筑設計之中。

參考文獻:

[1]陶蘭潔.綠色建筑發展現狀與在我國的應用[J].建筑工程技術與設計,2015(36).

[2]GB/T50378—2019《綠色建筑評價標準》[S].中國建筑科學研究院,2019.

[3]龐燕妮.綠色建筑設計與技術方面的問題探討[J].房地產導刊,2014(03).

[4]張倩.基于城市視角的綠色建筑發展影響因素研究:[碩士學位論文].重慶:重慶大學,2017.

作者:肖經龍 林業達 單位:湖南省建筑科學研究院有限責任公司

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