低成本綠色建筑設計方法探析

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摘要：文章以安徽省金寨縣公安局江店派出所及交管指揮中心項目為例，從環境回應、空間效率、資源集約、安全健康四個層面，探索了一種既尊重自然、綠色舒適，又兼顧經濟效益和社會效益的鄰山地區低成本綠色建筑設計方法，以期為當下國內鄰山地區的低成本綠色建筑設計提供借鑒和參考。

關鍵詞：鄰山地區；低成本；綠色策略；建筑與環境

綠色策略，是近年來國家對新、改、擴建建筑的普遍要求，它兼顧諸多方面。探討低成本的設計策略，是為解決偏遠地區、經濟相對落后地區兼顧綠色建筑的要求的一種現實途徑。金寨縣，隸屬于安徽省六安市，位于皖西邊陲、大別山腹地，地處三省七縣二區結合部。項目選址金寨縣城區的西南部，除東側道路連至縣中心區外，幾乎被山圍繞。在一個近山地區的小縣城，如何兼顧業主意圖，并以低成本的方法考慮建筑與環境的關系及建筑自身的綠色策略，成為本案的出發點。本案中，低成本的綠色建筑探索，從如何以建筑布局及形態回應氣候環境；如何提升空間使用效率，降低不必要能耗；如何通過技術方法實現土地等資源集約；以及如何創造安全健康的微環境展開（見圖1）。

1環境回應

充分利用與回應場地自然環境條件，是有效的低成本策略之一。本項目地處山巒平、低之處，回應因山體所導致的氣候問題，成為建筑布局考慮之首。場地西側緊鄰山體，東側則隔道路與一山體相望（見圖2）。場地內部則相對平坦。山，作為場地的主要環境影響，在建筑布局與造型上主要考慮對山的回應，以獲得最有利的通風與采光，同時也獲得較好的景觀。建筑主體被拆解為兩個部分，一高一低分居南北，主入口位于東側道路。為獲得東西向連通的景觀視野與主入口形象，建筑東側入口被設計成為連續柱廊式的灰空間形象。灰空間同時提供了東西向的風廊，使得建筑擁有一個自然通風的內庭，并通過架空空間有效帶走部分地面濕氣。同時，北高南低的建筑布局，最大利用南北向的穿堂風，并形成拔風系統（見圖3）。

2空間效率

提升空間使用效率也是解答低成本綠色建筑的一種途徑。考慮到建筑作為行政辦公使用的流線特點，將公共空間集中布置，減少公共空間的分散，所導致的空調等消耗。建筑充分利用南向自然采光，將使用效率高的辦公空間布置于南側；并提升北側空間的綜合使用效率，設計為功能復合的共享空間，增加空間應對不同需求的能力。建筑在主入口的位置底層局部架空，通過架空促進空氣快速流動，帶走來自地面的濕氣，以應對安徽山地地區潮濕的氣候環境。建筑南側體量設綠化屋面，通過屋頂多層綠植降低建筑空間的太陽輻射熱，以及建筑內部的熱損耗等（見圖4）。

3資源集約

建筑的集約性既表現在場地環境中的建筑布局、空間的組織效率與秩序，同時表現為資源的合理分配與利用、能源的消耗與廢棄物的積極處理等方面，貫穿建筑全生命周期過程。①項目考慮在有限的場地條件中，在合理的范圍內提升地上、地下的開發強度，從而提升的土地利用率。項目地上十一層、面積9464m2，地下一層、面積3485m2，將主要機動車停車與設備用房集中于地下，減少空間浪費。②項目充分考慮健康能源的利用，采用集中太陽能熱水系統，建筑物內管材選用三型聚丙烯PP-R熱水管材，熱熔連接。供應食堂、宿舍以及淋浴間不同的熱水需求。金寨縣屬于Ⅳ類太陽能資源豐富地區，年平均日照時數為2100h左右，年日照百分率為48%，年平均太陽輻射總量為4157.91MJ/m2。一年中除去1月、2月及12月日照較少外，其余各月日照條件均達到可利用標準。此外，特殊天氣出現的天數較少，頻率也相對較小，日照時數較低的月集中在春季和冬季，夏季和秋季日照指數較高，均可利用太陽能系統供能。③項目充分考慮建筑回收系統和廢棄物處理。項目在室外綠地下設置一個雨水收集箱，收集屋面、道路及綠地處雨水，經處理后回用于場地內綠化噴灌、道路澆灑、地庫沖洗。項目雨水基礎設施主要是綠地滲透、植草磚。項目綠地面積3072.15m2，植草磚透水鋪裝630m2（見上表、圖5）。

4安全健康

遵循“被動優先”的原則，本案總體上先以建筑設計方法考慮綠色節能的要求，通過環境回應式的自然通風與采光、提升建筑空間使用效率、減少維護結構的熱損失，增加保溫隔熱等方法，創造安全、健康的空間環境。項目綠化選擇種植鄉土植物，少維護、耐候性強，減少日常維護費用，改善辦公環境。同時對喬木、灌木、攀緣植物、盆栽植物進行合理配置，構成多層次的復合生態結構，起到遮陽、降低能耗的作用，以降低熱島強度。樹木的枝葉、樹干是決定樹木降噪效用的主要因素。聲波攝像輸液的初始角度和輸液的密度，決定樹葉對聲音的反射、透射和吸收狀況。樹干對低頻噪聲的反射很少，成片樹林可使高頻噪聲因散射而明顯衰減，不同的樹種、類型組合配置綠化方式和地面的覆蓋情況，對降噪都有一定的影響。項目采用Vent2014分析工具對建筑室外風環境模擬以獲得有利于室外行走、活動的自然通風。根據夏季、冬季工況室外風速放大系數云圖及夏季工況室外風速矢量顯示，建筑周邊人行區域氣流分布均勻，風速基本在0.227m/s～3.63m/s之間，小于5m/s。其中最大風速出現在建筑物北側，符合舒適要求；沒有出現無風區和明顯的渦流區，整體有利于室外散熱和污染物消散（見圖6、圖7）。及冬季工況室外風速矢量（1.5m高度處）項目同時對建筑內部自然通風進行模擬，主要考慮由風壓引起的自然通風，以獲得舒適的內部空間環境。據夏季、過渡季主導風向及平均風速，分別采用夏季及過渡季室外風環境模擬的最不利工況下的壓力分布圖（平均風速），作為室內自然通風窗口的壓力邊界。模擬分析顯示，在夏季及過渡季，建筑的空間布局與構造設計等被動式方法，建筑內部空間能夠獲得較舒適的自然通風環境，空調機位內的空氣流動性能良好（見圖5結語本項目立足于城市設計的角度，結合可持續發展原則，合理布局、優化場地結構，將建筑與城市有機結合。設計貫徹尊重自然、以人為本的思想，希望以低成本的方法設計一處符合規范、使用均滿足綠色、健康要求的建筑。從場地環境、空間布局、集約思想、健康安全要求等方面建設一處高效節能的辦公環境，貫徹生態、文化與經濟型原則。

建筑在尊重地域性差異的前提下，平衡設計過程中的各方利益，正確處理規劃中的社會效益與經濟效益、超前性與操作性之間的關系，并針對不同區域建筑訴求，加以詳細考慮并付諸設計。

參考文獻

[1]方菲苑.徽州區域特色被動式建筑節能技術模擬與應用研究[D].安徽建筑大學,2019.

[2]王筱璇.基于集約理論的綠色建筑設計策略研究[D].河北建筑工程學院,2019.

[3]葉繼森.綠色建筑技術評價分析[D].安徽建筑大學,2020.

作者:胡良全 單位:合肥建工集團有限公司