【关键词】建筑设计;可持续发展
引言
随着我国经济的高速发展,对能源的需求也越来越迫切。但是城市化和工业化进程的加快,我国的能源面临严重的短缺,尤其是水、土地、大气等资源污染严重,建筑业的快速发展进一步加剧了能源问题。据相关数据统计,我国每年新增的建筑面积有80%到90%没有达到节能标准,我国建筑业的采暖能耗是发达国家建筑的3倍多,建筑能源消耗达到社会能源消耗的四分之一以上。因此,发展绿色建筑,将绿色理念应用到建筑设计中是目前需要重视的问题。
一、绿色建筑设计概述
1.绿色建筑的概念
“绿色建筑”,并不是指一般意义的立体绿化、屋顶花园,而是指在建筑的全寿命周期内,最大限度的节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境、减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,追求建筑与自然和谐共生。绿色建筑,要以人、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.绿色建筑设计的思维基础
绿色建筑设计的思维基础是生态思维,有以下几个特点。第一,强调生态系统的整体性,且整体是由各部分的要素有机的组合在一起形成的,但组成部分的属性或行为不能代表整体的属性或行为。第二,强调生态系统的自组织性,自组织的范围非常广泛,包括了从宏观到微观的一切宇宙空间物质,并且演化过程复杂、多样。第三,强调生态系统的动态性,系统是依存于环境而存在的,系统会随着环境的变化做出相应的调整以适应环境的变化,保持动态的平衡。第四,强调生态系统的多样性,生态系统的生物种类丰富多样,而生物种类越丰富,生态系统就越稳定,生态环境就越适宜人类生存,因此,人类应该保护生态的多样性。第五,强调生态系统的复杂性,生态系统是由不同的要素集合在一起形成的,具有多层次性和复杂性。
二、绿色理念应用于建筑设计中应遵循的原则
1.以人为本
人是社会的主体,建筑设计的目的归根到底是为人类创造更好的生活环境。因此,将绿色理念应用到建筑设计时必须坚持以人为本的原则,充分尊重和考虑人的需求,不能采用对人类身体有害的材料进行建造。但也不能忽视周边的自然环境,因为建筑也是大自然的重要组成部分,与大自然存在相互影响和相互制约的关系,建筑设计必须讲求与环境的和谐与映衬,做到人工环境与自然环境共生,达到天人合一、浑然一体的意境,实现建筑与环境的可持续发展。
2.节约能源
建筑业是高耗能的行业,建筑材料无论是在制作的过程中还是使用的过程中,都会消耗大量的资源和能耗,并且对环境会产生消极的影响。再加上对能源利用不充分,从而导致许多能源的浪费。因此,将绿色理念应用到建筑设计中时,要坚持节约能源原则。进行建筑设计时,要选择能源消耗较低的方案,提高建筑材料的利用率。在各环节严格控制能耗,积极采用新技术,通过余热回收、温室效应等技术获得可持续能源,减少非可持续能源的消耗。在建筑过程中,尽量选择耐久性强的建筑材料,最大限度的发挥建筑材料的优势。
3.经济、高效
绿色节能建筑最好选用适宜技术与地方化材料,吸收地域特点的建造经验,不盲目地求大、求全,做到适宜投资、适宜成本和适宜消费的建筑,其功能应具有综合性,使用具有灵活性、适应性和可扩展性;绿色建筑作为人类的居所,其建造、使用、维护与拆除应以人与自然和谐共生为前提,满足宜居、健康的要求,系统的采用集成技术,提高建筑的效能。
三、绿色理念在建筑设计中的应用
1.规划设计
在正式进行设计之前,需要全面了解工程的实际状况。在选址和布局时,要充分考虑当地的气候和地形,选择与当地自然条件相适应的规划方式。如北方地区常年平均气温偏低,为了充分利用太阳能,需要以避风向阳为原则进行布置;规划布置建筑物一般是南北朝向,并把客厅和主卧等主要房间布置在南向,合理适度的加大南向采光口的尺寸,为居住者争取尽量多的日照;而南方地区天气湿热,为了加快空气流通,通常需要将建筑物顺着夏季风的方向建造。在屋顶绿化方面,充分利用植物美化环境、降低热岛效应的能力,增加绿化面积,选择适合当地土壤和自然环境的植物,科学配置,达到优化环境的目的。
2.围护结构设计
围护结构设计对建筑物的能耗具有至关重要的影响,如果不能很好地把握围护的隔热性,可能会出现冬季室内热量向外扩散,夏季室外热量传入室内的状况,因此,必须重视围护结构的隔热性能。外墙围护结构面积在整个建筑物外表面积中比重最大,能源消耗最多,必须选择适宜的隔热材料来降低外墙的传热性。目前来说,可以选择外保温、内保温和夹心层保温等三种形式的保温体系,外保温在一定程度上能避免冷桥、热桥现象的发生,在实践中多被采用。门窗在建筑中主要起通风、采光的作用,但近几年来,随着玻璃门、落地窗和玻璃幕墙的流行,其隔热性能也越来越受到人们的重视,因此在建筑设计时要根据当地气候、室内外温差、制冷或保暖装置等条件谨慎选择玻璃型材的品种。
3.充分利用可持续自然资源
自然界中存在多种可持续利用的自然资源。在资源短缺的今天,我们要在现有技术条件下充分利用诸如太阳能、风能等可再生资源,太阳能可以转化为热能,电能,利用原理相对简单,应用广泛,目前在建筑设计中已得到广泛应用。
四、绿色建筑设计对建筑设计的影响
随着绿色建筑设计的发展,整个建筑设计行业也将随之发生改变,甚至人类的生活方式也将随之改变。针对绿色建筑设计对建筑设计的影响,主要由以下几个方面。
1.对国内现行的设计院制度以及现有设计方法的影响
在传统的建筑设计中,通常都是采用简单的小组讨论模式来进行建筑设计,这样的方法无法对建筑设计系统的资源进行合理的分配和利用。在我国,现行的设计院制度工作效率低、工作范围广泛但不精细、负责的项目数量多且规模大,这种现象也将随着绿色建筑的发展而发生改变,分工将进一步细化,各级之间的组织与配合也会更加合理,工作效率也将随之提高。2.对人类知识共享以及VDS虚拟建筑设计发展的影响
在以前,一个人可能能够独立建造一栋房子,但是,现代的高楼大厦需要很多人齐心协力才能够建成,这是因为在各个领域发展到一定程度之后,以个人的知识结构为基础的工作体系就无法适应庞大的知识结构了,人类需要进行知识共享。而VDS虚拟建筑设计则是利用虚拟技术进行建筑设计,这种方法能够减少资源的浪费,实现资源利用的合理化。
3.对绿色建筑评价体系的影响
绿色建筑评价体系是对绿色建筑进行评价的标准,能够指导人们的实践活动,对人们的建筑设计行为进行约束。随着绿色建筑设计的发展,绿色建筑评价体系也将随之改变,要将绿色建筑评价体系与绿色建筑相结合,推动绿色建筑的事业的发展。
五、结论
时代在发展、社会在进步,人们的生产、生活也在不断的随着时代在变化发展,我们只要脚踏实地的坚持以人为本、坚持可持续发展的道路,在不同的地区因地制宜,就一定能创造出符合当代人们需求的绿色建筑,为子孙后代留下可持续发展的、良性循环的山青水绿的美好家园。
参考文献:
[1]童伟.绿色建筑设计理念在工业建筑设计中的体现[J].建材技术与应用,2012,(3):29-31.
随着全球气候日趋变暖和能源日趋紧张、能源成本不断上涨,企业中的高能耗部门之一―数据中心正面临着降低能耗、提高资源利用率、节约成本的严峻挑战,构建节能型的数据中心受到越来越多的数据中心管理人员和IT厂商的关注,并成为未来数据中心的必然发展趋势。根据IDC的估算,在企业数据中心里,存储设备的电力消耗约占整个数据中心的37%~40%,而数据却正以52%的复合年均增长率不断攀升。当多数企业及大中型机构面对呈指数型快速增长的数据量时,它们必须对如何构建环保型、节能型的数据中心予以考虑和足够的重视,企业需要采取的是一个经济高效、环保并且对社会负责的方式,建立一个绿色的数据中心成为今后必然的选择。
IDC指出,从运行成本控制的角度看,在IT行业中,能源消耗成本已经达到其硬件采购成本的25%。电力系统消耗成本和冷却系统消耗成本的迅速增加,使用户在采购存储设备时将首选绿色存储解决方案。目前在国际上,建立绿色数据中心正得到越来越多的重视。在欧洲,对于自身碳排放量、不断上涨的能源成本以及能源附加费的征收可能性给予了极大关注。在美国,公众法109-431现已正式生效,其目标是在美国研究并推广节能型计算机服务器的使用。该法令反映了人们环保意识正在日益提高,它声明:“为了美国的最高利益,在购买计算机服务器时,采购方应将节能特性作为评定服务器性价比的首要因素之一。”
毫无疑问,构建绿色数据中心以及绿色存储系统也正在被中国用户关注。据一些存储厂商介绍,近来在企业用户的项目招标中,已经有用户要求厂商所提供的产品必须符合ROSE(环境状况报告),这说明环保意识正在深入人心,并开始在IT设备采购中成为考察因素之一。相信随着绿色观念的不断加强和被重视,相关的绿色规范和标准也会随之出台,而实现节能和降耗的绿色技术也会最终成为IT存储设备的通用特性和基本配置。
近年来,一些厂商不断致力于绿色存储技术和产品的研发,尤其是今年以来,许多存储厂商都相继推出了包括存储硬件和存储软件在内的节能、环保型的存储解决方案,比如降低能耗、减少散热量、使用更少的容量存储更多的数据、减小存储设备的占用空间等,用绿色存储构建绿色数据中心已经成为存储业界一个新的热点话题。为了使数据中心和企业用户能够充分认识到构建绿色数据中心、实施绿色存储方案的重要性,并帮助数据中心的企业用户选择适合的解决方案,计算机世界》报社近期开展了“构建绿色数据中心”的大型系列活动,其中一项重要的内容就是《计算机世界》方案评估中心与《网络存储》杂志联合进行的绿色存储解决方案评析活动,我们对所征集到的绿色存储解决方案,邀请业内知名专家进行了认真的分析和点评,并向读者隆重推荐7个绿色存储解决方案。通过此项活动,我们希望让更多的行业用户对绿色存储和绿色数据中心的应用趋势、需求要点、实施技巧等有更加深入的了解,从不同的角度、不同的应用层面,对绿色存储的实现方式及技术手段进行深入分析和比较,为国内企业实施数据保护提供有效的借鉴。
本次绿色存储方案的征集和评析活动得到了存储厂商的大力支持,我们表示衷心地感谢。参加的厂商中既有存储业界享有盛誉的著名厂商,也有国内读者不太熟悉的存储厂商,但它们所提供的解决方案都在不同程度上为数据中心和企业用户提供了构建绿色存储系统的方案选择,不同的技术、不同的产品、不同的实现方式,但最终都是为了一个“绿”字。
对于这次绿色存储方案的评析,我们要特别感谢由存储技术专家和行业应用专家组成的评析专家组,他们都是业内的知名专家,在百忙之中对所征集到的方案进行了逐个的认真分析和点评,并写出了精彩的点评意见,同时阐述了对绿色存储的独到的见解和观点。
由于版面所限,本次推荐方案在刊登时都做了不同程度的删节,感兴趣的读者可登录本报发起的“中国IT绿色行动”官方网站(省略/GreenIT)浏览全文。
《计算机世界》方案评估中心
推荐绿色存储解决方案
博科通讯系统公司
博科减少设备数量的绿色存储方案
COPANSystems公司
COPAN应用MAID技术的绿色方案
美国EMC公司
EMC大型数据中心节能降耗方案
日立数据系统有限公司(HDS)
HDS始于存储整合的绿色方案
惠普公司
惠普全面绿化存储解决方案
美国NetApp技术有限公司
NetApp从源头上节能的解决方案
Nexsan公司
1绿色建筑经济效果评价体系设计思想
2006年我国颁布了绿色建筑评价标准(GB/T50378-2006).2008年8月28日,建设部了《绿色评价标识管理办法(试行)》及《绿色建筑评价技术细则(试行)》.上述政策从6个技术体系方面对住宅与公共建筑进行考核,即节地与室外环境、节能与能源利用、节材与水资源利用、节水与水资源利用及室内环境质量及运营管理.在综合考虑绿色建筑评价标准和有关学者的研究成果的基础上,设计绿色建筑经济评价指标体系.具体设计思想如图1所示.
图1绿色建筑经济评价体系设计思想
Fig.1Designideaofeconomicevaluationsystemforgreenbuilding
2绿色建筑的效益指标研究
绿色建筑评价标准中的室内环境和室外环境2项指标主要是指绿色建筑对环境的影响,基于效益的角度,可以把两者归结为相对于传统建筑,绿色建筑所带来的环境效益;节能、节水、节材、节地、运营管理等更多的体现为对于成本的节约,可以概况为绿色建筑所带来的经济效益;提供的服务与功能主要是指绿色建筑给人们带来的舒适空间和减少疾病的机会,可以概括为绿色建筑所带来的个人舒适度[2].因此,绿色建筑的效益指标包括:环境效益、经济效益和个人舒适度.
2.1绿色建筑的环境效益
和传统建筑相比,绿色建筑主要采用较环保的建筑材料,能够对环境的影响减少到尽可能的小.环境效益主要包括室内环境和室外环境.对室外环境的影响主要是温室气体的排放,其中CO2的排放量占99%以上的比例.对室内环境影响最大的是建筑装饰材料和室内设施方面产生的污染,则处理室内环境污染的费用为绿色建筑在室内环境方面增加的效益.
2.2绿色建筑的经济效益
绿色建筑的经济效益主要体现在节地、节水、节材和节约能源及减少运营管理成本等方面.在节地方面,《绿色建筑评价标准》中规定绿色建筑的建造应该是在集约利用土地、优化土地使用基础之上的,能充分利用工业废料,以保护和利用土地资源;在节材方面,指结构施工与装修工程一次施工到位,不破坏和拆除已有的建筑构件及设施,装修时避免重复装修与材料浪费等;在节水方面,绿色建筑要求采用节水型器具方式降低用水量等;在节能方面,绿色建筑应该是根据当地自然条件,充分考虑自然通风和天然采光,能够减少空调使用和照明等.
2.3绿色建筑的个人舒适度
随着社会发展和科技进步,人们的生活水平快速提高,对空间和室内环境的要求也越来越高.而绿色建筑更多地利用自然光、自然通风,使室内空气质量大为改善,提高了人们的工作和学习效率,减少了生病的机会.
2.4绿色建筑的效益指标度量
有学者运用生产率变动法、疾病成本法、机会成本法、预防性支出法、置换成本法等方法对评价指标进行量化,但其局限性在于仅针对各个评价指标进行独立计量,且各指标采用度量的方法也各不相同,不同性质且采用不同方法计量的指标可比性差,从而使用这些方法很难对绿色建筑的经济效果进行全面、客观的评价.
为了把绿色建筑的环境效益、经济效益、个人舒适度转化成能够进行度量的效益性指标,首先利用层次分析法,确定指标的权重,然后利用专家打分的方法,对绿色建筑的效益指标进行量化.
3绿色建筑的全寿命周期费用研究
寿命周期成本核算(LifecycleCosting,LCC)是指“将特定产品、技术或系统整个生命周期内的全部成本与效益”定量化[3].绿色建筑的全寿命周期费用包括建设期费用和运行期费用.建设期费用主要包括构成建筑实体的材料费、建筑施工的人工费和机械设备费、建筑施工的管理费、方便施工采取的相关措施费以及为完善建筑功能安装的配套设备及其安装费等.运行期的费用主要包括能源消耗费用(电力、燃力、热力)、建筑结构和实体维护更新费、设备维修、改造和更新费[4-5].
对于绿色建筑而言,建设期费用会比传统建筑费用高.有关资料显示,同一项建筑物,运用绿色建筑设计、建造技术和手段与传统的设计、建造技术和手段相比较,绿色建筑平均增加额外的费用大约为总投资的2%,绿色建筑的初始成本要比传统建筑高5%~10%[6],而运行期费用却比传统建筑费用低.其运行期费用的节约主要体现在公用设施的节省和维护费用的节省.
4绿色建筑的效益费用分析
由于效益费用的内容和性质各不相同,为了使其具有可比性,故把方案的效益和费用先进行无量纲化处理.利用式(1)进行方案效益的无量纲化处理,利用式(2)进行方案费用的无量纲化处理,利用式(3)进行方案的效益费用分析.
方案效益系数=本方案效益得分/各方案效益得分之和(1)方案费用系数=本方案费用/各方案费用之和(2)方案的经济效果=方案效益系数/方案费用系数(3)根据式(3)的计算结果,方案效益费用系数比最大的,就是最优方案.
5实例分析
某建筑工程,按照绿色建筑标准和普通建筑标准分别设计了2套方案,拟对2套设计方案进行优选.业主首先请专家对项目2套方案的效益进行了打分,有关数据如表2所示.然后业主请造价工程师分别计算了2套方案的全寿命周期费用,其中绿色建筑费用为1650元/m2,普通建筑为1580元/m2.
5.1效益权重的确定
利用层次分析法,构造判断矩阵,确定项目效益权重[6],如表1所示.
计算各方案的费用系数;在此基础上,按照式(3)计算各方案的效益费用系数比,具体如表3所示.
根据表3计算结果,可以看出绿色建筑方案的效益费用系数比大于普通建筑方案的效益费用系数比.对该建筑工程,应采用绿色建筑方案.