全过程正向绿色建筑设计方法——基于绿建斯维尔系列产品的应用探索

编辑: | 2020-01-02

  • 序言

          目前,随着国内的绿色建筑相关的政策要求逐渐提升,相应的市场也在逐渐扩大。在未来几年,中国建筑企业也会持续加大力度,提高绿色建筑的参与度。根据《建筑节能与绿色建筑发展“十三五”规划》的要求,中国绿色建筑的发展在2016-2020年间要进入“增量提质”的加速器。规划要求到2020年,新建建筑中绿色建筑面积比例超过50%,全国新增绿色建筑面积达20亿平方米以上。

          然而,众多的绿建行业从业者却几乎都在面临同一个问题——就是绿色建筑设计的过程在整体项目过程中处于一种后进入的状态。往往,项目大都是已经经历了前期的规划设计、方案设计、甚至等到施工图设计结束之后,相关设计人员才开始进入流程。并且,此时进入流程的目的与要求只有一个,那就是对标、拿分,以使得该项目获得相关地方所规定的硬性星级要求。于是,相关设计人员只能根据目前已经成型的设计,在有限的范围内去拼凑分数,而不能真正有效的提升建筑性能,甚至对于修改一个门窗的尺寸都没有主动权,被动至极。这是目前一部分从业者所面临的情况,同样也是我们国家的绿色建筑设计所面临的一个亟需解决的重大问题。

          综合考虑目前我们所面临的问题,我觉得将整个绿色建筑相关的工作前置才是解决问题的核心。所以,我们给出如下的解决方案,希望能够抛砖引玉,让大家对绿色建筑设计方法有一些新的思考。

     


    一、      立项阶段

          在LEED标准里面的第一项就是Integrative Process,这一项里面并没有多少得分点,但是却是必不可少的一项,它主要关注项目整体设计,在项目启动初期就设定好节能目标,并且对技术路线有所规划。这一点是我们的《绿色建筑评价标准》修订几次却始终没有纳入考虑的一点。

          在这一阶段,更多的是基于建筑的地理位置、规模和功能等信息,结合之前的项目经验做整体的预估和规划。如果没有较多的项目经验,这一步很难执行。

          由绿建斯维尔研发的绿色建筑策划与评价系统GUPA囊括了住宅、商业、办公等多种类型的不同星级目标的绿色建筑模板,为团队提供了充分的绿色建筑项目经验基础。基于这些模板,团队可以根据项目情况与平台上的项目经验对当前项目进行预先的评估与规划,从而确定绿色建筑申报目标及技术路线。

     


    二、      规划设计

          在规划设计阶段,整个场地内的建筑面积、建筑密度、建筑高度以及整体的布局都已经逐渐确定,基本的建筑体量及绿地面积区域划分都已明确。这个阶段,我们可以直接利用带有建筑体量的总图模型对建筑日照、室外风环境、室外声环境以及居住区热环境等建筑性能进行分析。

     

    1.    日照分析

          采用绿建斯维尔开发的日照分析SUN软件,用户可以对场地内建筑的日照时长进行分析,输出审查要求提供的平面、立面等日照线;并且,还可以根据日照要求反推计算最大建筑高度,便于设计师在满足规划要求的前提下调整并完善自己的建筑设计。

          除此以外,软件还支持场地公共绿地有效性的计算、太阳能利用(热水和光伏发电)计算,以及玻璃幕光污染的模拟分析。

    2.    室外风环境分析

          在建筑轮廓、高度和布局设计过程中,我们就可以利用上述的体量模型,在绿建斯维尔开发的建筑通风VENT软件中进行建筑室外风场的模拟,获得场地内的风速、建筑风压、风速放大系数等结果,并且根据结果对场地内的建筑布局进行相应的调整,比如加入景观引风墙、调整建筑间距、建筑底层架空等。

     

    3.    室外声环境分析

          同样,我们也可以利用上述的总图模型,在建筑声环境SEDU软件里,对场地内部及周边的声环境进行分析。软件提供常见的公路、轨道、桥梁等多种具体的噪声源,对于未提供的噪声源,也可以通过点、线、面噪声源进行设置。在模拟之后,用户也可根据结果,在场地内设置树木、声屏障和遮挡反射等优化措施。

    4.    居住区热环境分析

          对居住区热环境的要求是2019版《绿色建筑评价标准》的新增条文,且为控制项。其主要目的是通过城市局部热环境的控制,从而缓解城市热岛效应。在规划设计阶段,用户只需要提供上述总图模型及绿化、亭廊、铺地等区域的面积及种类,住区热环境TERA软件便可以根据《城市居住区热环境设计标准》里提供的CTTC集总参数法计算出热岛强度和逐时湿球黑球温度,以及其他强制性指标,判断最终该区域内的热环境是否满足要求。

     


    三、      方案设计

          在方案设计阶段,建筑内部的空间划分、墙体上的门窗洞口位置与尺寸已经大致确定,所以我们也拥有了较为完整的建筑单体模型。据此,我们可以进行室内采光、室内通风的模拟分析。

    1.    采光分析

          通过采光分析DALI软件,我们可以将建筑单体模型和总图模型合并一体,形成完整的项目模型。并在考虑周边建筑环境的情况下对建筑的室内天然采光效果进行模拟分析。根据模拟效果,可以进行内部空间布局或门窗位置尺寸的调整,也可以增加导光管、反光板等提升天然光采光效果的措施。

    2.    室内通风分析

          同上,在单体与总图一起形成的组合模型里,利用建筑通风VENT软件,我们可以先进行整个场地内的风环境模拟分析,随后提取单体建筑的门窗风压值,直接进行建筑内的自然通风分析,可以输出各个房间内的换气次数、风速、风压和空气龄的分布。我们也可以结合室内的温度场、人体代谢率、服装热阻等条件与参数,对建筑室内的热湿环境舒适性进行分布式评价。随后,用户可以根据模拟分析结果调整门窗洞口尺寸,改善自然通风条件下的建筑室内气流组织。

     


    四、      施工图设计

          在施工图设计阶段,房间信息已明确,墙体屋顶等围护结构的具体做法构造已经确定,门窗类型也已选定,我们可以利用这个带有具体构造信息的模型进行节能检查、能耗计算以及室内隔声性能的模拟。

    1.    节能检查

          节能检查主要考察的就是建筑围护结构的热工性能。节能设计BECS软件是目前市场上应用范围较广、用户较多的一款节能设计软件,可以让用户通过对模型的工程构造进行设置,然后直接根据选定的节能标准给出判断结果。软件支持国标和全国各地的建筑节能标准。

    2.    能耗计算

          能耗计算BESI软件可以直接读取节能设计BECS软件中的详细构造,并且划分具体的空调系统。据此,可以针对《绿色建筑评价标准》中的空调系统节能率、围护结构节能率和综合节能率进行计算分析。

    3.    室内声环境

          与通风软件类似,建筑声环境SEDU软件也支持室外和室内的声环境接力计算。在进行室外噪声的计算完毕之后,软件自动提取建筑边界噪声作为室内声环境的计算条件,然后对室内噪声进行模拟分析,得出部建筑的隔声性能评价。建筑构件的隔声参数,既支持直接读取节能设计BECS中的工程构造,也支持从库中类比选取。


    五、      绿建申报

          目前,各大设计院与甲方都在采用外包的方式进行绿建申报工作,其主要原因是绿建申报的过程较为复杂,文件种类繁多,满足各项条款所需要提供的证明材料也复杂多样。通过绿色建筑策划与评价系统GUPA平台,团队可以协同作业,在平台内将复杂的得分条文按专业分工,逐个分配给各特定设计人员;设计人员只需要对照每一款条文,按照平台提示提交对应的文件即可,逐项填写各自负责的自评估报告;最终,团队统一整体一键打包全部资料,提交到评审机构。

     

          “全过程正向绿色建筑设计”是相对于目前较为被动的绿色建筑设计过程所言,变“被动”为“主动”,变“流程滞后”为“全过程融入”,变“结果导向”为“过程导向”。尽管上述的解决方案在实际项目的应用中可能会对设计人员提出更高的要求,从而对生产效率有所影响,但是我更愿意相信这是一种更加符合未来绿色建筑政策和市场期望的设计方法。




    文章来源:Ando

    版权声明:本文版权归原作者所有,如有侵权,请联系删除