低成本绿色建筑设计方法探析

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摘要：文章以安徽省金寨县公安局江店派出所及交管指挥中心项目为例，从环境回应、空间效率、资源集约、安全健康四个层面，探索了一种既尊重自然、绿色舒适，又兼顾经济效益和社会效益的邻山地区低成本绿色建筑设计方法，以期为当下国内邻山地区的低成本绿色建筑设计提供借鉴和参考。

关键词：邻山地区；低成本；绿色策略；建筑与环境

绿色策略，是近年来国家对新、改、扩建建筑的普遍要求，它兼顾诸多方面。探讨低成本的设计策略，是为解决偏远地区、经济相对落后地区兼顾绿色建筑的要求的一种现实途径。金寨县，隶属于安徽省六安市，位于皖西边陲、大别山腹地，地处三省七县二区结合部。项目选址金寨县城区的西南部，除东侧道路连至县中心区外，几乎被山围绕。在一个近山地区的小县城，如何兼顾业主意图，并以低成本的方法考虑建筑与环境的关系及建筑自身的绿色策略，成为本案的出发点。本案中，低成本的绿色建筑探索，从如何以建筑布局及形态回应气候环境；如何提升空间使用效率，降低不必要能耗；如何通过技术方法实现土地等资源集约；以及如何创造安全健康的微环境展开（见图1）。

1环境回应

充分利用与回应场地自然环境条件，是有效的低成本策略之一。本项目地处山峦平、低之处，回应因山体所导致的气候问题，成为建筑布局考虑之首。场地西侧紧邻山体，东侧则隔道路与一山体相望（见图2）。场地内部则相对平坦。山，作为场地的主要环境影响，在建筑布局与造型上主要考虑对山的回应，以获得最有利的通风与采光，同时也获得较好的景观。建筑主体被拆解为两个部分，一高一低分居南北，主入口位于东侧道路。为获得东西向连通的景观视野与主入口形象，建筑东侧入口被设计成为连续柱廊式的灰空间形象。灰空间同时提供了东西向的风廊，使得建筑拥有一个自然通风的内庭，并通过架空空间有效带走部分地面湿气。同时，北高南低的建筑布局，最大利用南北向的穿堂风，并形成拔风系统（见图3）。

2空间效率

提升空间使用效率也是解答低成本绿色建筑的一种途径。考虑到建筑作为行政办公使用的流线特点，将公共空间集中布置，减少公共空间的分散，所导致的空调等消耗。建筑充分利用南向自然采光，将使用效率高的办公空间布置于南侧；并提升北侧空间的综合使用效率，设计为功能复合的共享空间，增加空间应对不同需求的能力。建筑在主入口的位置底层局部架空，通过架空促进空气快速流动，带走来自地面的湿气，以应对安徽山地地区潮湿的气候环境。建筑南侧体量设绿化屋面，通过屋顶多层绿植降低建筑空间的太阳辐射热，以及建筑内部的热损耗等（见图4）。

3资源集约

建筑的集约性既表现在场地环境中的建筑布局、空间的组织效率与秩序，同时表现为资源的合理分配与利用、能源的消耗与废弃物的积极处理等方面，贯穿建筑全生命周期过程。①项目考虑在有限的场地条件中，在合理的范围内提升地上、地下的开发强度，从而提升的土地利用率。项目地上十一层、面积9464m2，地下一层、面积3485m2，将主要机动车停车与设备用房集中于地下，减少空间浪费。②项目充分考虑健康能源的利用，采用集中太阳能热水系统，建筑物内管材选用三型聚丙烯PP-R热水管材，热熔连接。供应食堂、宿舍以及淋浴间不同的热水需求。金寨县属于Ⅳ类太阳能资源丰富地区，年平均日照时数为2100h左右，年日照百分率为48%，年平均太阳辐射总量为4157.91MJ/m2。一年中除去1月、2月及12月日照较少外，其余各月日照条件均达到可利用标准。此外，特殊天气出现的天数较少，频率也相对较小，日照时数较低的月集中在春季和冬季，夏季和秋季日照指数较高，均可利用太阳能系统供能。③项目充分考虑建筑回收系统和废弃物处理。项目在室外绿地下设置一个雨水收集箱，收集屋面、道路及绿地处雨水，经处理后回用于场地内绿化喷灌、道路浇洒、地库冲洗。项目雨水基础设施主要是绿地渗透、植草砖。项目绿地面积3072.15m2，植草砖透水铺装630m2（见上表、图5）。

4安全健康

遵循“被动优先”的原则，本案总体上先以建筑设计方法考虑绿色节能的要求，通过环境回应式的自然通风与采光、提升建筑空间使用效率、减少维护结构的热损失，增加保温隔热等方法，创造安全、健康的空间环境。项目绿化选择种植乡土植物，少维护、耐候性强，减少日常维护费用，改善办公环境。同时对乔木、灌木、攀缘植物、盆栽植物进行合理配置，构成多层次的复合生态结构，起到遮阳、降低能耗的作用，以降低热岛强度。树木的枝叶、树干是决定树木降噪效用的主要因素。声波摄像输液的初始角度和输液的密度，决定树叶对声音的反射、透射和吸收状况。树干对低频噪声的反射很少，成片树林可使高频噪声因散射而明显衰减，不同的树种、类型组合配置绿化方式和地面的覆盖情况，对降噪都有一定的影响。项目采用Vent2014分析工具对建筑室外风环境模拟以获得有利于室外行走、活动的自然通风。根据夏季、冬季工况室外风速放大系数云图及夏季工况室外风速矢量显示，建筑周边人行区域气流分布均匀，风速基本在0.227m/s～3.63m/s之间，小于5m/s。其中最大风速出现在建筑物北侧，符合舒适要求；没有出现无风区和明显的涡流区，整体有利于室外散热和污染物消散（见图6、图7）。及冬季工况室外风速矢量（1.5m高度处）项目同时对建筑内部自然通风进行模拟，主要考虑由风压引起的自然通风，以获得舒适的内部空间环境。据夏季、过渡季主导风向及平均风速，分别采用夏季及过渡季室外风环境模拟的最不利工况下的压力分布图（平均风速），作为室内自然通风窗口的压力边界。模拟分析显示，在夏季及过渡季，建筑的空间布局与构造设计等被动式方法，建筑内部空间能够获得较舒适的自然通风环境，空调机位内的空气流动性能良好（见图5结语本项目立足于城市设计的角度，结合可持续发展原则，合理布局、优化场地结构，将建筑与城市有机结合。设计贯彻尊重自然、以人为本的思想，希望以低成本的方法设计一处符合规范、使用均满足绿色、健康要求的建筑。从场地环境、空间布局、集约思想、健康安全要求等方面建设一处高效节能的办公环境，贯彻生态、文化与经济型原则。

建筑在尊重地域性差异的前提下，平衡设计过程中的各方利益，正确处理规划中的社会效益与经济效益、超前性与操作性之间的关系，并针对不同区域建筑诉求，加以详细考虑并付诸设计。

参考文献

[1]方菲苑.徽州区域特色被动式建筑节能技术模拟与应用研究[D].安徽建筑大学,2019.

[2]王筱璇.基于集约理论的绿色建筑设计策略研究[D].河北建筑工程学院,2019.

[3]叶继森.绿色建筑技术评价分析[D].安徽建筑大学,2020.

作者:胡良全 单位:合肥建工集团有限公司