绿色建筑设计与施工(概要)
一、绿色建筑的概念
1.绿色建筑的涵义
【百度百科】“绿色建筑”的“绿色”,并不是指一般意义的立体绿化、屋顶绿色建筑花园,而是代表一种概念或象征,指建筑对环境无害,能充分利用环境自然资源,并且在不破坏环境基本生态平衡条件下建造的一种建筑,又可称为可持续发展建筑、生态建筑、回归大自然建筑、节能环保建筑等。绿色建筑评价体系共有六类指标,由高到低划分为三星、二星和一星。
绿色建筑的室内布局十分合理,尽量减少使用合成材料,充分利用阳光,节省能源,为居住者创造一种接近自然的感觉。以人、建筑和自然环境的协调发展为目标,在利用天然条件和人工手段创造良好、健康的居住环境的同时,尽可能地控制和减少对自然环境的使用和破坏,充分体现向大自然的索取和回报之间的平衡。
2.绿色建筑室内环境
绿色建筑之所以强调室内环境,因为空调界的主流思想是想在内外部环境之间争取一个平衡的关系,而对内部环境,即对健康、舒适及建筑用户的生产效率,表现出不同的需求。
2.1温度问题(Thermal Problem)
首先热舒适明显的影响着工作效率。传统的空调系统能够维持室内温度,但是,近几年的研究表明,室内达到绝对舒适,容易引发出“空调病"问题,且消耗大量能源,增加氟里昂对臭氧层的破坏。而绿色建筑要求除保证人体总体热平衡外,应注意身体个别部位如头部和足部对温度的特殊要求,并善于应用自然能源。另外,常采用的极大玻璃面建筑在夏季能发生温室效应,而在冬季发生来自冷玻璃面的低温辐射效应。因此,除了冬夏空调设计条件外,要分析当地气候及建筑内部负荷变化对室内环境舒适性的影响。最好每个月每小时的变化对空调负荷及舒适性的影响。
2.2日光照明、声问题(Daylighting、Voice Problem)
同样的,室内光环境直接影响到工作效率和室内气氛。绿色建筑中引进无污染,光色好的日光作为光源是绿色光环境的一部分。但舒适健康的光环境同时应包括易于观看,安全美观的亮度分布,眩光控制和照度均匀控制等,因此应根据不同的时间、地点调节强光从而不影响阳光的高品质。另外,健康舒适的声环境有利于人体身心健康。绿色声环境要求不损伤听力并尽量减少噪声源。这样,设计时通常将产生噪音的设备单独布置在远离使用房间部位,并控制室外噪声级。
2.3空气质量(Air Quality)
空气质量的好坏反映了满足人们对环境要求的程度。通常影响空气质量的因素包括空气流动(AIR MOVEMENT)、空气的洁净程度等。如果空气流动不够,人会感到不舒服,流动过快则会影响温度以及洁净度。因此应根据不同的环境调节适当的新风量,控制空气的洁净度、流速使得空气质量达到较优状态。同时对室内空气污染物的有效控制也是室内环境改善的主要途径之一。影响室内空气品质的污染物有成千上万种。绿色建筑认为不仅要使空气中的污染物浓度达到公认的有害浓度指标以下,并且要使处于室内的绝大多数人对室内空气品质指标表示满意。
3.绿色建筑室外环境
绿色建筑创造的居住环境,既包括人工环境,也包括自然环境。在进行绿色环境规划时,不仅重视创造景观,同时重视环境融和生态做到整体绿化。即以整体的观点考虑持续化、自然化。可持续的应用,除了建筑本身外还包括所需的周围自然环境,生活用水的有效(生态)利用,废水处理及还原,所在地的气候条件。
3.1 绿色环境的地域主义(Bio-Rigionalizm)
绿色建筑要考虑如何与所在地的气候特征、经济条件、文化传统观念互相配合,从而成为周围社区不可分离的整体部份。绿色建筑作为一个次级系统依存于一定的地域范围内的自然环境,与绿色房地产都不能脱离生物环境的地域性而独立存在。绿色建筑的实现与每一个地域的独特气候条件、自然资源、现存人类建筑、社会水平及文化环境有关。
3.2 自然通风
自然通风即利用自然能源或者不依靠传统空调设备系统而仍然能维持适宜的室内环境的方式。
自然通风最容易满足建筑绿化的要求,它一般都不用外来不可再生资源,而且常常能节省可观量的全年空调负荷而达到节能以及绿化的目的。但要充分利用自然通风必须考虑建筑朝向,间距和布局。例如南向是冬季太阳辐射量最多而夏季日照减少的方向,并且中国大部分地区夏季主导风向为东南向,所以从改善夏季自然通风房间热环境和减少冬季的房间采暖空调负荷来讲,南向是建筑物最好的选择。另外,建筑高度对自然通风也有很大的影响,一般高层建筑对其自身的室内自然通风有利。而在不同高度的房屋组合时,高低建筑错列布置有利于低层建筑的通风,处于高层建筑风景区内的低矮建筑受到高层背风区回旋涡流的作用,室内通风良好。
自然通风而且是环境绿化的重要手段,是引进比室温低的室外空气而给人凉爽感觉的一种节能的简易型空调.绿色环境常用的送风方式是地板送风暖通空调方式(Floor Supply HVAC System)。
二、绿色建筑的设计原则与方法
1.设计原则
1.1资源利用3R原则:
1)减量:减少资源消耗与排放;
2)重用:再利用;
3)循环:可再生资源的利用
1.2环境友好原则:
1)室内环境品质:满足功能要求,创造安全、健康、舒适的室内环境
2)室外环境品质:营造健康、安全的环境空间
3)周围环境影响:减少环境污染
1.3地域性原则:
1)尊重传统文化和乡土经验
2)注意与地域自然环境的结合
3) 当地材料的使用
2.设计方法与过程
“集成设计”的过程:不同学科的专家合作设计;生命周期设计:关注建筑的全生命周期——设计、施工、使用、拆除。
三、绿色建筑的缘起与发展
1.朴素的绿色理念
结合气候与改善室内热环境;充分利用地方及自然材料。
2.世界绿色建筑发展
20世纪60年代,美国建筑师保罗·索勒瑞提出了生态建筑的新理念。
1969年,美国建筑师伊安·麦克哈格著《设计结合自然》一书,标志着生态建筑学的正式诞生。
20世纪70年代,石油危机使得太阳能、地热、风能等各种建筑节能技术应运而生,节能建筑成为建筑发展的先导。
1980年,世界自然保护组织首次提出“可持续发展”的口号,同时节能建筑体系逐渐完善,并在德、英、法、 加拿大等发达国家广泛应用。
1987年,联合国环境署发表《我们共同的未来》报告,确立了可持续发展的思想。
1990年世界首个绿色建筑标准在英国发布
1992年“联合国环境与发展大会”使可持续发展思想得到推广,绿色建筑逐渐成为发展方向;
1993年美国创建绿色建筑协会;
1996年香港地区推出自己的标准;
1999年台湾地区推出自己的标准;
2000年加拿大推出绿色建筑标准。
3.中国绿色建筑发展
1992年巴西里约热内卢联合国环境与发展大会以来,中国政府相续颁布了若干相关纲要、导则和法规,大力推动绿色建筑的发展。
2004年9月建设部“全国绿色建筑创新奖”的启动标志着中国的绿色建筑发展进入了全面发展阶段。
2005年3月召开的首届国际智能与绿色建筑技术研讨会暨技术与产品展览会(每年一次),公布“全国绿色建筑创新奖”获奖项目及单位,同年发布了《建设部关于推进节能省地型建筑发展的指导意见》。
2006年,住房和城乡建设部正式颁布了《绿色建筑评价标准》。
2006年3月,国家科技部和建设部签署了“绿色建筑科技行动”合作协议,为绿色建筑技术发展和科技成果产业化奠定基础。
2007年8月,住房和城乡建设部又出台了《绿色建筑评价技术细则(试行)》和《绿色建筑评价标识管理办法》,逐步完善适合中国国情的绿色建筑评价体系。
2008年,住房和城乡建设部组织推动绿色建筑评价标识和绿色建筑示范工程建设等一系列措施。
2008年3月,成立中国城市科学研究会节能与绿色建筑专业委员会,对外以中国绿色建筑委员会的名义开展工作。
2009年8月27日,中国政府发布了《关于积极应对气候变化的决议》,提出要立足国情发展绿色经济、低碳经济。
2009年11月底,在积极迎接哥本哈根气候变化会议召开之前,中国政府做出决定,到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降40%到45%,作为约束性指标纳入国民经济和社会发展中长期规划,并制定相应的国内统计、监测、考核。
2009年,中国建筑科学研究院环境测控优化研究中心成立,协助地方政府和业主方申请绿色建筑标识
2009年、2010年分别启动了《绿色工业建筑评价标准》、《绿色办公建筑评价标准》编制工作。
2011年中国绿色建筑评价标识项目数量得到了大幅度的增长,绿色建筑技术水平不断提高,呈现出良性发展的态势。截至到2011年底,中国取得绿色建筑标志的项目达353项,2647栋建筑,3488万平方米,其中设计标识项目330项,建筑面积为3272万平方米;运行标识项目23项,建筑面积为216万平方米。其中2011年,全国获得绿色建筑标志的项目是241项,1950栋建筑,建筑面积2504万平方米。
2012年5月国家财政部发布《关于加快推动中国绿色建筑发展的实施意见》
2013年1月6日,国务院发布了《国务院办公厅关于转发发展改革委、住房城乡建设部绿色建筑行动方案的通知》)提出"十二五"期间完成新建绿色建筑10亿平方米;到2015年末,20%的城镇新建建筑达到绿色建筑标准要求。同时还对"十二五"期间绿色建筑的方案、政策支持等予以明确。
中国绿色建筑进入规模化发展时代,“十二五”期间,计划完成新建绿色建筑10亿平方米;到2015年末,20%的城镇新建建筑达到绿色建筑标准要求。
4.中国绿色建筑发展趋势
保障性住宅绿色技术体系得到重视;运行实效及碳排放计量;绿色建筑将逐渐成为基本要求;超高层建筑的绿色和低碳研究逐步开展;发展适合国情的低能耗高舒适住宅。
四、绿色建筑认证
世界各国绿色建筑评价标准:英国建筑环境评价方法--BREEAM;美国能源及环境设计先导计划--LEED;日本建筑综合环境评价方法--CASBEE;德国生态导则—LNB;中国—2006年,《绿色建筑评价标准》(GB/T50378-2006,是中国批准发布的第一部有关绿色建筑的国家标准)、《绿色建筑技术导则》,国家建筑绿色标识、示范工程!
以美国LEED为例:1993年,美国成立了“美国绿色建筑理事会”,简称USGBC。很快,他们认识到需要一套标准来定义“绿色建筑”。1998年,这样的一套认证体系出台,就是LEED1.0版。经过广泛修改,LEED2.0版在2000年出台,到2005年修订的LEED2.2版算是一个比较成熟的版本。在这个版本中,“绿色建筑”的标准被分为六大方面,分别是可持续发展的建筑位置、水的使用效率、能源与环境、材料与资源、室内空气质量以及设计上的创新。
“绿色建筑”的认证是一种自愿行为。如果一座建筑的修建者希望获得LEED认证,就可向“绿色建筑认证机构”登记申请。该机构跟建筑设计和修建方协作,对以上六个方面的7项基本要求和69个小项分别进行评估。其中7项基本要求是必须满足的,在此基础上才可以进行LEED认证。69个小项再分别进行打分,最终可按得分来分级,比如获33分到38分则为“LEED银级”,获39分到51分为“LEED黄金级”,而52分以上则为“LEED白金级”。
LEED认证中的每一个小项,都伴随着一定的建筑成本,有的实现成本高,有的实现成本低。比如,在“可持续的建筑位置”大项中,避免修建过程中的污染是一项基本要求,必须达标后才能进行其他认证。在“能源与环境”大项中,使用的可再生能源越多,得到的分数就越高。例如,如果一座建筑采用太阳能来满足整座楼2.5%的能源需求,就会得到1分。提高这个比例,还可以得到更多的分数。如果采用了某些优化设计,使得它的能源消耗比标准消耗要低,也可以得到相应的分数。要达到黄金或者白金级的LEED标准,建筑成本自然会很高。
2009年,USGBC推出了LEED新版本,使用范围更广,评分更加细化。不过基本理念还是一样,在建筑的整个寿命周期之内,减少能源的消耗和对地球环境的影响。
五、绿色建筑技术应用与发展
1.我国绿色建筑技术的应用:立体绿化、屋面绿化和垂直绿化;垃圾分类处理;指纹门禁、无机房电梯;太阳能热水系统、中水回收利用系统;隔声降噪林、人工湿地;外墙保温体系、外窗节能;变频多联空调、自平衡通风系统。
2.未来节能建筑需要发展的重点领域:研究新型低能耗的围护结构(包括墙体、门窗、屋面)体系成套节能技术及产品;新型能源的开发和能源的综合利用,包括太阳能、地下能源开发利用和能源综合利用;室内环境控制成套节能技术的研究和设计开发;利用计算机模拟仿真技术分析制冷技术,特别是围护结构和采暖空调系统改造;建筑物室内温度和湿度控制技术和冷热量计量收费技术及产品。
3.智能建筑的发展趋势:智能建筑的建设方法论研究;建立开放式的智能化建筑结构;多媒体技术的广泛应用;互联网技术;智能卡技术;流动办公技术;家庭智能化技术;数据卫星通信技术。
六、绿色施工技术简介
2007年,建设部关于印发《绿色施工导则》的通知(建质[2007]223号),《导则》包括:总则、绿色施工原则、绿色施工总体框架、绿色施工要点、发展绿色施工的新技术、新设备、新材料、新工艺和绿色施工应用示范工程等六个部分。