绿色建筑设计优化相关问题思考

绿色建筑设计优化相关问题思考

云南省建筑科学研究院云南昆明650223

摘要:绿色建筑设计的优化是完善绿色建筑的重点。然而当前绿色建筑设计,出现了很多设计期间与模拟优化衔接不上的情况,技术照搬模仿情况严重。本文对我国绿色建筑设计优化的运行情况和出现的问题进行分析,对于相关优化设计的重点环节做了深入探究,指出要改善脱节情况要明确的3个方面:把握绿色建筑的结构优化的指标、建筑领域运作状态限制设计优化、完善的绿色建筑设计优化程序。

关键词:绿色建筑;设计优化;优化环节;优化流程

1.绿色建筑设计优化情况探究

1.1绿色建筑设计优化的重要作用

绿色建筑设计是完善绿色建筑的关键条件,“设计”是一个项目全环节(设计规划、施工、运行)最基础的环节,这环节任务完成情况、质量对后期关键的运行情况有重要影响。大量数据显示,在项目开展的各环节中,设计环节耗资最低,对项目后期发挥的作用却是难以替代的;运行环节耗资最多,对项目运行的可持续性却最小。所以,优化设计可见有多么关键。因此从规划环节,就要明确把握气候、资源、环境条件、生态状况等各方面因素,对绿色建筑实施设计优化。

1.2绿色建筑设计期间与优化衔接不上

随着绿色建筑的不断发展,逐渐出现了沙漏式不协调局面,前期理论分析及后期的实施情况差异方面问题都有了很大的改善和优化,然而对于绿色建筑设计却是成效不大,与绿色建筑理念缺乏必要的结合,使得难以展示出性能设计优化的局面。因此,在如今的绿色建筑建设期间,科研人员特别重视,而设计人对绿色建筑设计优化相关的知识却缺乏必要的认知和了解,总是要通过聘请专业顾问来实现设计与技术的更新优化,使得绿色建筑设计更新不及时,很多开发商在设计图纸环节才去咨询绿色建筑工程师,规划绿色建筑技术措施,然而这仅仅是“打补丁”措施,难以真正改善技术与建筑的矛盾,还会在一定程度上增加经费支出。

如Wilde采取问卷形式访查和对以往的实例探究了解到,当前的项目设计环节出现了模拟设备难以适应设计要求的情况,导致建筑性能模拟仅仅是发挥着评价功能,而难以实现辅助设计作用。

1.3技术堆砌情况严重

因各环节实施的设计优化内容不到位,设计师往往把各种节能新技术都全部运用在某种项目中,对节能技术的针对性和功能性缺乏必要的了解,导致技术堆砌情况加剧。仅仅实现新科技和绿色建筑技术的排列,并不会真正实现节能减排目标,反而会造成更多的成本和资源消耗。如在对都江堰大熊猫疾控中心进行设计时,之前的办公楼实施的是余热回收措施,然而在经济和技术探究之后了解到,由于当地气候环境因素,实施的热回收措施并不能有效节约资源,还在一定程度上增加了带动热回收装置阻力消耗的能量。并且固定式遮阳技术被当做是减少夏季空调能耗的科学实用的被动式技术,然而该技术却完全不适应寒冷地区,会加大采暖能耗。

2绿色建筑设计优化主要问题分析

总的来说,性能模拟优化是开展建筑设计的关键措施,要落实在建筑各环节项目内容中,然而从实际情况考虑,设计期间与性能优化衔接不足,造成技术堆砌问题比较严重,因此,改善设计期间与优化衔接不足的情况是迫切要进行的,从以下几个重点环节分析。

2.1把握各环节绿色建筑设计优化的要求和目标

绿色建筑重点就在于结合实际,明确分析,即“大道至简,回归本真”,及量化研究各技术对建筑产生的作用。

绿色建筑期间要确保通风情况、采光情况、日照情况、噪声研究及节能情况都一致实现,最佳措施就是计算机模拟,唯有实现科学设计才能实现真正的绿色设计。还要把绿色建筑各性能实现情况当做设计各阶段一定要实现的指标,最关键的就是能源消耗情况,是各性能完善的最终指标。

2.1.1规划阶段

规划设计方案的制定和运行情况,对项目施工期间产生的能耗有重要影响,也对运行能耗有一定影响。在建筑规划设计期间,要对建筑体的布局、外形、间隔、层高度等各要素实施优化设计,确保其能够运用自然条件发挥最佳功能,还要符合环境标准的各项要求。从初级环节到设计完成,要全面改善和分析,确保设计最优带来科学合理的节能措施。

2.1.1单体环节

对单体建筑实施科学可行的位置朝向、外形、空间分布及热工性能的设计,把握“被动优先”的理念,全面结合自然条件,确保建筑室内空气情况和舒适度满足要求。

(1)要从区域内气候环境、地势特点建筑用地等各环节因素分析,把握节约用地的原则,科学选择适合本地区的朝向位置,进一步实现光照需求。

(2)建筑外形参数是开展建筑节能设计最关键的环节,体形系数大,节能效果就更不好。所以,要明确利弊的考虑,设计科学可行的建筑造型,在符合舒适性要求时,要降低建筑能耗。

(3)对建筑空间布局要科学灰分,以调整建筑室内的保温性、通风条件、采光性等自然因素,进一步实现节能效果。

(4)热工性能设计通常是对各环节的造型特点、材料等方面进行优化设计,全面把握建筑区域的气候环境,实现节能目标和调节室内气候条件的目标。

2.1.3能源系统

以上对如何减少建筑能耗做了详尽分析,在下文中我们主要应了解的是如何增强建筑能效和增强可再生能源的利用率。在当前的建筑设计前提下,怎样明确建筑的暖通空调体系,是采用风机盘管+新风更节能,还是采用VAV体系更适合?要不要利用热回收技术?采用地道风可行吗?以及增量经费等情况都要进行能耗和经济型探究。

2.2调整建筑领域的运行模式

第一,调整开发商控制大权的情况。如今的建筑项目从规划设计、材料设施、施工环节、监管到投入使用这一流程通常是开发商控制大权,建筑师的权限小,以及运作不科学,通常是建筑师先制定几种参考方案,然而建筑师又按照开发商的思路在经过反复的调整改善,最终确定建筑的总体造型和施工方案。并且,对项目施工期间缺乏科学的监督管理,导致后期施工要进行各种变更调整。这种运作形式,通常难以达到预期设计目标。

第二,促进各部门间的交流和配合。很多绿色建筑技术是整体性技术,要绿色建筑工程师与各设计人员及专业的技术部门共同参与设计。如调节暖通空调系统时要求绿色建筑工程师结合工程情况,对建筑领域提出围护结构性能指标,对暖通领域提出设备能效的指标,并且要充分利用电气知识的支持,最后采用经济型探究来明确方案。然而在以往的建设设计中,各部门缺乏必要的交流配合,独立互不干扰。要协调配合也很简单,绿色建筑咨询师的早早参与对设计而言意义重大,但是这一模式要历经很长一段时间才能实现。

最后,要调整当前的设计周期。民用建筑项目通常涉及到方案设计、初步规划和施工图规划等三个环节。结合《全国统一民用建筑设计定额》的规定,通常方案和初步规划环节通常周期在1~3个月,通常情形下,方案设计环节的时间通常在20到30天(申报在内《审定设计方案通知书》),初步规划环节在2个月,施工图设计通常周期定额在2到6个月间。而《江湖工程设计文件编制深度规定》中规定的方案设计环节的设计资料要涉及各部门说明书、总平面就建筑设计图纸合计委托或设计合同明确的透视图、鸟瞰图、模型等。方案设计期间时间有限,然而此环节绿色建筑性能优化却很关键,如建筑结构布局、间隔、层高、朝向等,在既定的有限时间定额内无法实现设计优化。

2.3提出绿色建筑设计优化流程

2.3.1网状系统

绿色建筑的设计优化涉及到风、光、热等很多条件,先设定一个网状结构物可较全面科学的体现真实情况,若是调整任一个部位都会使得附近元素有所改变,对距离远的元素则是引起间接影响,从而对全局系统产生一定影响,这就是蝴蝶效应。

在网状体系中,在模拟优化期间仅仅分析直接影响。如,仅仅分析“光”对“声”和“风”的影响,不分析“光”对“风”的改变而引起的“风”对“能耗”的改变,也会因每次的变量超过2个,而无法确保第n+1次的情况肯定比第n次好。所以,要进行很多次的调整和模拟。以“采用声、光、风等条件进行优化总平面布局”来说,通常要实施3×3×3=27轮模拟测试,在如今的项目运行期间难以完成。

2.3.2层级体系

层级系统的模型呈扁平状。最初是对领域内的元素按照特定的规律进行排序。元素越关键,其排位次序越在前端。

由于各个项目的目标内容及关注点都有所区别,所以元素排序也各具差异,各个环节假设只有一个变量,所以能立即进行辨别。这种体系对目前很多依据市场形势运行的项目较为合适。然而这些顺序中哪些是合理实用的,还要专业有经验的人员来辨别,且下个环节模拟的优化,或许会使得上个环节的参数改变,若是影响较小,就忽略不计,一直往前实施。

3结论与建议

(1)从规划设计环节就要明确气候、资源、环境条件、生态情况等各外界因素,对绿色建筑采取科学优化设计。

(2)我国的绿色建筑不断发展,然而在建设期间面临着项目设计环节和模拟优化衔接不上,导致普遍的技术堆砌情况。

(3)绿色建筑设计通常涉及到风条件、热条件、声情况、光条件、污染指数、能耗及PAR等,且遍布于绿色建筑的各个环节。

(4)要改善设计期间与模拟优化衔接不足的情况,要调整3点情况,第一是要把握各环节绿色建筑设计的要求和指标,通过各性能要求为前提,实施设计优化,通过把能源消耗制定为整体评价考核指标。第二,调整建筑领域当前的运作形式,仅仅依靠开发商优化设计是不够的,在方案制定环节明确周期的前提下,要促进绿色建筑工程师与设计工程师的充分配合。第三,推行网状体系和层级体系,深入落实到各个项目流程中。网状体系模拟更科学具体,然而历时长,是普通项目无法比拟的;层级体系对目前依据市场形势运行的项目较为适用。

(5)若是有明确的关于性能模拟体系的流程,会深入调整当前绿色建筑设计优化的窘境。

参考文献:

[1]修龙,丁建华.绿色建筑设计的思考与实践[J].建筑技艺,2014,(3):16-21.

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[5]李湘洲.谈我国发展绿色建筑的几个问题[J].中外建筑,2004,(6):33-35.

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