融合綠建思維的公共建筑設計

賀 剛

(四川省建筑設計研究院，四川成都 610000)

1 背景概述

近年來，“生態”、“可持續發展”、“低碳節能”等理念在建筑界掀起了一股綠色的浪潮。綠色建筑是在建筑的全壽命周期內，最大限度的節約資源、保護環境和減少污染，為人們提供健康、適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑[1]。

綠色建筑通過持續實踐，證明了綠色建筑不止是“經濟、實用、美觀”，而更應代表更低的建筑能耗、更高的舒適性、更合理的經濟性、更顯著的地域性、更適用的技術、更智能的使用管理。本文將以融合綠建思維的公共建筑設計流程為切入點，從常規建筑設計基本流程出發，結合我國目前在綠色建筑設計過程中出現的問題，探索一套更適合綠色建筑的全流程設計模式。

2 綠色建筑設計流程及主要方法

綠色建筑設計在方案階段應該從“綠色創意——綠色測評——專題支撐”三個階段來完成綠色理念的植入和綠色性能的真正提升。

2.1 綠色創意

在方案前期階段，項目的綠色創意確定至關重要。例如，BIG事務所設計的位于丹麥哥本哈根市中心的垃圾焚燒廠(圖1)。BIG通過大膽的將屋頂變成滑雪場，并植入一系列休閑娛樂功能和市政配套功能，將原本消極的空間轉變為積極空間，符合綠色公共建筑公用共享，提高服務效率，節約資源的要求[2]。而更重要的意義是通過煙囪的設置，讓人們親自見證碳排放，目的是讓人人都參與節能環保，宣傳可持續發展的理念，擴大公眾影響力。除此之外，國內外數個成功項目，都是在前期就使綠色建筑設計理念完美的融入傳統設計，使綠色創意成為項目最矚目的焦點。成都來福士廣場(圖2)，考慮到對周邊建筑的日照影響，根據太陽照射角度對建筑形體進行切割。

圖1 哥本哈根垃圾焚燒廠

圖2 成都來福士廣場

2.2 綠色測評

融合了綠色創意的初始方案確定后，在開始深化方案之前，可以根據項目的實際情況，因地制宜，選擇適宜的評價體系，并有計劃的制定綠色建筑技術核心及技術路線。

國標《綠色建筑評價標準》發布于2014年，綠色建筑認證標識是中國官方唯一綠色建筑認證體系。目的是在全壽命期內，最大限度地節約資源(節能、節地、節水、節材)、保護環境、減少污染，為人們提供健康、適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑。分為節地與室外環境、節能與能源利用、節水與水資源利用、節材與材料資源利用、室內環境質量、施工管理、運營管理等方面[1]。綠色建筑設計評價標識和綠色建筑評價標識兩種，依據中國國情制訂，是高端物業的選擇，認證成本低于國外認證體系。

在此階段，建筑師需與各專業工程師一起完成針對所選綠建體系的綠建架構的搭建。例如，和景觀設計師一起完成場地規劃設計，主要考慮場地原始地形地貌的保護與利用，水體、植被、動物種群等生態體系的維護與改善等。使整個生態系統更加合理運作，與建筑項目形成相互結合的統一的系統。與結構工程師一起盡量選擇本地開發生產的材料或距離項目所在地較近的材料，同時盡可能考慮使用可回收、可再利用、可再生的、無毒害、低維修率和對人體健康有利的材料。種種措施都需要建立在全專業在同一標準體系下協同工作來完成[3]。

2.3 專題支撐

綠建體系建立之后，為了落實建筑的綠色性能。需要對所提的綠建目標通過一系列專題分析進行論證。

(1)通風

為了達到較好的自然通風效果，建筑應該選擇最佳的方位，有效利用場地的主導風向。在進行室內通風設計時，往往牽涉到入風口和出風口相對位置關系的問題。在一般情況下，將入風口和出風口相對布置就可以滿足室內熱舒適的要求。但在高溫高濕等特殊情況下，如果將風口直接對準來風風向，不但不能改善室內熱濕環境，反而會增加室內溫度和濕度，增加空調的負荷。因此在進行公共建筑室內自然通風設計時，應該綜合考慮主導風向和風熱系數最高的風向的影響，結合實際情況設計風口。成都過渡季節不同進風口與來風方向夾角情況下室內風速分布見圖3。

圖3 不同進風口與來風方向夾角情況下室內風速分布

(2)噪聲

噪聲對人類帶來的危害是非常大的。當外部噪聲無法控制時，怎么通過場地內低成本的方法來降低噪聲等級就顯得尤為重要了，在公建設計時，可以通過在建筑物物周邊設置隔音屏障、隔聲林等措施來降低場地外噪聲對場地的影響。如臥龍自然保護區在設計時，在入口干道面向基地一側，采取種植方式作減噪處理(圖4、圖5)。

圖4 無防噪林遮擋措施時

圖5 有防噪林遮擋措施時

(3)采光

室內光學環境優化設計主要是改善建筑室內的光環境，同時防止眩光污染，這個項目是一個辦公項目，采用了內走廊的形式，在不開燈具的情況下，室內照度很低，不能滿足日常工作學習的需求。因此結合模擬情況，在窗臺上表面涂刷漫反射涂層，盡可能的將室外的自然光以柔和漫反射的光導入距窗較遠的地方，改善進深過大房間的室內光環境。從對比結果可以看出，優化之后，室內自然光照度提高了80 %左右(圖6)。

圖6 光學環境優化設計

3 以綠色性能為主導的小型公共建筑實踐

麓湖生態城，位于成都天府新區核心，是利用淺丘地形打造親水性湖泊生態城。麓客島是麓湖生態都市活力中心，麓客島上的花房餐廳作為島上社區活動的節點，需要提供餐飲、接待、休憩、展覽、體驗等多種功能。同時，因為其代表了都市農業+綠色健康的生活方式，所以建筑的綠色生態性能需要尤為強調。為了更好的適應場地氣候、改善舒適度。我們根據建筑總造價擬定了本次設計的預設目標：國家綠色建筑二星級及LEED金級。預估花房餐廳的綜合表現能夠節省65 %的能耗，保證室內空氣齡不大于3h，控制85 %的雨水徑流和節省43 %的用水。這都是之后我們需要綜合設計和各項技術完成的重要指標。項目首先搭建了技術選擇框架，從建筑、景觀、材料三個方面出發：建筑方面以被動式技術為主，全面考慮自然通風、自然采光、屋頂綠化等設計要點，以主動式技術為輔，結合雨水收集、VRV新風系統等技術完善建筑功能；景觀方面以低影響開發作為基本點貫穿整個場地設計；材料方面盡量選擇現場原生態材料修建。最后，在加入增量成本因素后，逐項論證措施的合理性，并對可行方案進行了進一步優化(圖7)。

圖7 成都天府新區“麓湖杯”綠色建筑創意競賽一等獎方案

進行具體方案前，我們了解到除濕防潮是島上建筑面臨的嚴重問題。因此，我們通過將建筑迎風面局部抬高，引入自然風，并在北向入口結合人行流線、立體種植和景觀水體形成了一個有趣的灰空間，同時起到很好的自然通風降溫作用。形體架空形成的“8”字型回環，與建筑“生態回環”的主題也十分契合。

在大廳和廚房部分，由于建筑在這一部分嵌入“山體” ,自然地形與建筑屋頂自然連接，雖然有屋頂綠化、保溫節能等優點，但是也產生了空氣流通性降低的問題。所以，我們結合架空層和雙壁風井來提升室內通風。具體做法是將大廳整體架空，利用大廳地板的通風口將夏季經周邊湖泊、植物冷卻的自然風引入大廳，并在大廳東側覆土區域設置了一個拔風井，同時拔風井頂部北側略高于南側，利用熱壓、風壓效果增大它的拔風效果，使室內熱量能盡快的排到室外，降低大廳區域室內熱量殘留，改善用餐、廚房環境。 此外，設計利用熱壓通風設置套雙壁風井系統。 對整個雙壁風井而言，拔風井的寬度和排風口、地板的進風口尺寸的大小，將直接決定建筑室內的自然通風效果。 通過之前的理論研究，這三個值的取值范圍可以從300～1000mm，顯然一個個的組合去驗證哪種尺寸組合最優是不明智的，因此，我們引入了正交試驗的選取方法，將這三個數值的各8種取值共512種組合方式，縮減成8種典型的組合方式，然后對這八種組合方式進行室內自然通風模擬，以室內空氣齡為判斷依據，得出拔風井排風口500mm、風井寬度800mm、地板進風口500mm的組合形式下，建筑室內空氣齡最低，也就是說在這個組合形式下，建筑室內能最快的進行空氣置換，能大大改善室內空氣質量(圖8)。

圖8 雙壁風井系統尺寸

4 思考與展望

通過在麓湖生態城小型公共服務建筑的綠色實踐，充分論證了“綠色創意——綠色測評——專題支撐”對于建筑設計綠色理念的植入和綠色性能的提升的重要性。低效的綠色技術堆積不是真正的綠色建筑，成熟的綠色建筑需要綠色設計與傳統設計相互促進、同步發展。而綠色可持續的理念需要貫穿始終。