绿色建筑被动式设计范文

关键词：绿色建筑；模拟；设计方法；景观控制；成本；风险

近年来，能源和环境问题的日益严峻，环保、节能正逐渐得到人们的理解，发展绿色建筑越来越成为广大建筑工作者的共识。绿色建筑，即生态建筑、可持续发展建筑、节能环保建筑。绿色建筑可以大大降低建筑环境中的能源消费作用，从而减少能源消耗。绿色建筑设计的核心问题就是，最大限度地节约资源、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。目前，我国在绿色建筑设计上积累了大量实践经验并正逐步深入人心，逐渐得到推广。

1设计目标

绿色建筑的设计目标主要有：选择并开发场地，以促进适于居住的社区；发展柔性设计，以提高建筑物寿命；用天然策略保护并且回收水资源；在保证热舒适的同时改进能源效率；减少与能源使用有关的环境影响；提高居民的健康和室内环境的舒适性；节约用水并且考虑水的再利用系统；使用更有利于改善环境的建筑材料；使用适宜的植物材料；建设、拆除和居住期间的再循环计划。

2规划设计中的仿真模拟技术运用

采用计算机模拟手段进行方案设计优化需要注意以下两个问题：

（1）分析模型的建立必须与实际相吻合；

（2）边界条件的选取要符合或接近实际。只有模型和边界条件正确，得到的模拟结果才具有现实意义，才能为真正的绿色建筑打好根基，否则会成为“忽悠”老百姓的工具，伤害绿色建筑的前途。

3绿色建筑设计研究

3.1组团规划

（1）行人区风速控制。室外采取有效措施保证建筑物周围行人区风速不高于5m/s，保证室外活动的舒适性和建筑通风。

（2）交错的行列式布局。宜采用交错的行列式布局，合理设计建筑间距，以确保建筑单体前后不会形成较大面积的气流漩涡区。

（3）迎风面设计。组团的轴线和开口宜迎向当地全年主导风向，保证气流顺畅。

（4）围合式开敞设计。围合式布局宜采用半围合式结构，开口宜迎向当地全年主导风向且沿主导风向上宜布置首层架空层、开敞连廊、可开启门厅等出风口。

（5）建筑朝向当地全年主导风向。朝向当地主导风向，使建筑单体前后形成足够风压差，为室内自然通风提供良好的外部条件。

（6）部分架空或过街楼结构的运用。一字平直排开而体形较长时的建筑，首层宜采用部分架空或过街楼结构，既提供休闲场地又可改善近地室外通风。

（7）连廊结构。建筑单体之间连接采用开敞的连廊结构，保证空气流动通畅。

3.2地面铺装设计

（1）表层土的保护。尽可能保持自然植被和具有渗透性的表层土，保留土地结构的自然灌溉特征，如交错的谷地等。

（2）渗透性的路面铺装。用具有渗透性的路面铺装替代原先密实的人行道、广场和停车场。

（3）透水地面表层用孔隙率较高的耐压材料，如互锁砖、植草砖透水沥青、砌石等，以透水性高的砂石为基层。

（4）结合绿化设施的补水系统，透水性地面设置人工补水装置，高温炎热的季节向地面淋水，利用水分蒸发冷却改善微气候环境。

3.3室外遮阳设计

（1）室外遮阳方式结合庇护性景观设计，丛植、列植的绿化乔木，为地面提供合适的遮阳方式。

（2）选择遮阳效果较好的乔木进行地表遮阳设计，乔木树种的树冠高度不应小于2m、叶面积指数密度不应小于2.0，叶片倾角宜大于45度。

（3）小区组团规划设计时宜注意建筑体形的选择、间距的控制和高度的排列，在不影响小区通风和日照的前提下，尽可能利用建筑在地面的阴影为地表提供遮阳。组团规划时宜采用南北朝向的行列式或错列式布局，使得地面获得较大面积的阴影遮挡。

（4）室外停车场应结合绿化，为75%以上的车辆遮阴。

3.4景观环境控制

（1）合理采用屋顶绿化、垂直绿化。垂直绿化设施宜与建筑立面设计相结合，并采取有效措施实现防水、排水和人工浇灌。屋顶绿化宜采用生命力较强、易于管理的物种，如佛甲草等；

（2）墙面遮阳绿化。宜采用叶片重叠覆盖率较高的爬藤植物，并提供合适的人工设施辅助其攀援，以获得理想的墙面遮阳效果，同时避免影响窗口的正常使用，避免其他生物通过绿

化进入室内；

（3）复层绿化。绿化物种选择适宜当地气候和土壤条件的乡土植物，且采用包含乔、灌木的复层绿化，避免大面积的单一草坪绿化。按照100m2绿地计算，乔木、灌木和草坪数量比率宜接近3（株）：20（株）：70（草坪面积m2）；

植物的配置应能体现本地区植物资源的丰富程度和特色植物景观等方面的特点，以保证绿化植物的地方特色。同时，要采用包含乔木、灌木的复层绿化，可以形成富有层次的城市绿化体系，不但可为使用者提供遮阳、游憩的良好条件，还可以吸引各种动物和鸟类筑巢，改善建筑周边的生态环境。而大面积的单纯草坪绿化不但维护费用高，生态效果也不及复层绿化，应尽量减少采用。

（4）利用植被改善气流。合理利用植被引导室外空气流动或防止风速过高；利用有规则排列的植被形成气流通道或阻挡气流的围墙。

（5）利用硬景引导气流。结合硬质景观设计，合理利用坡道、挡墙等结构引导空气流动或防止风速过高；

（6）动态水景营造。跌水、喷泉、溪流、瀑布等扩大了水与空气接触面积，可以提高水景降温加湿效果；

绿色建筑被动式设计范文篇2

[关键词]：“低消耗舒适”、“环境四要素”

中图分类号：TU2文献标识码：A

一、引言

2013年1月1日，国务院办公厅以[2013]1号文件转发了发展改革委、住房城乡建设部《绿色建筑行动方案》，将绿色建筑设计以及绿色产业的发展作为社会可持续发展、实现科学发展观和建设生态文明的重要解决方式，提出了开展绿色建筑行动的指导思想、主要目标、基本原则、重点任务和保障措施，为我国全面实施绿色建筑行动指出了明确的方向。同时，也对绿色建筑设计的科学性、系统性和普遍性提出了更高的要求。

绿色建筑是指在全寿命周期内，最大限度地节约资源、保护环境和减少污染，为人们提供健康、舒适和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。绿色建筑设计在处理好传统设计问题的同时，更加注重资源的使用与环境舒适度的关系，是对建筑设计含义的进一步扩展和延伸，是对建筑设计更加完善的诠释，同时也增加了建筑设计的专业性要求和复杂程度。因此，在实践中，一套系统的、能够将复杂因素梳理清晰的绿色建筑设计思维和设计方法，是设计师做好绿色建筑设计的基础。

二、资源使用与环境舒适度的关系

建造的目的是为了提供一个“舒适”的空间，环境的“舒适”概念可以用环境的“气、水、声、光”四个要素进行独立评判。维持建筑空间的舒适度，需要使用各种资源，如建材、水和能量等。绿色建筑应当在满足环境舒适度的前提下，尽可能降低资源消耗和减少环境污染，将“以人为本”接近自然的“低消耗舒适”作为绿色建筑追求的目标。其中，如何处理好资源使用与环境舒适度的关系，涵盖两个基本问题：一是如何对“舒适度”标准量化;二是采用什么样的技术路径实现“舒适度”。如前所述，“气、水、声、光”是衡量环境质量的四个基本要素。它们直接作用于人体，人体对其中每个要素的舒适感受都有一定的量化指标，也就是说抽象的“舒适度”可以被量化，如此可将舒适度量化指标与资源使用建立数量模型关系，进而达到“低消耗舒适”的目标。环境的“气、水、声、光”四元素是媒介，而正确的绿色建筑设计思维和设计方法是设计绿色建筑的关键。

三、绿色建筑的设计思维

（一）通过科学的设计和管理体现“低消耗舒适”的原则

在满足舒适度的同时降低资源使用方面，科学的设计和管理具有很大的潜力。例如辐射空调、感应式照明、智能化控制、独立个性送风等措施都是“低消耗舒适”的好案例。

（二）优先利用自然条件和被动措施满足环境的舒适度要求

除了节约资源外，自然环境具有人工环境不可比拟的优势，因此通过合理的空间、平面和构造设计,以自然通风、自然采光等不耗能或少耗能的被动式技术营造建筑环境,这不仅是建筑适应气候理念的灵魂,也是绿色建筑实现节能和改善环境的核心。

（三）采用优化的技术满足自然条件不能达到时的舒适度要求

在自然条件不能满足舒适度的情况下，再有限度地采用经过优化的主动式（采暖、空调、照明等）技术，从而全面覆盖人的舒适度区间。。例如热电冷联供系统、变频水泵、热回收系统等。

（四）集成化设计

设计时将不同类型的技术措施集中起来统筹考虑，优势互补，取长补短，往往可以达到综合较好的效果。例如与围护结构结合考虑的外遮阳和光电、光热系统。

四、绿色建筑设计的设计方法

本文结合绿色建筑设计实践中的体会，从设计实践的角度，将绿色建筑的基本原理和设计思维与建筑设计的内容和工作方法联系起来，以环境舒适度“气、水、声、光”四要素作为主线进行绿色建筑的系统设计，归纳出直接将人体感受与资源使用相联系的绿色建筑设计方法。

绿色建筑舒适度设计路径说明表

气水声光

设计内容1.环境空气温度

2.环境风速

3.空气质量

4.送回风方式1.环境空气湿度

2.排水设计

3.水环境卫生

4.非传统水源利用

5.水能源利用1.室外噪音防治

2.建筑消声隔振

3.室内声学效果

4.广播信息传播1.室内光线

2.灯具设计

3.室外环境光

4.光能源利用

评价指标1.环境温度

2.风速

窗地面积比例

3.空气质量等级

室内换气频率1.环境湿度

2.透水地面比例

节水率

非传统水源使用率1.隔声等级

2.隔振等级

声学效果

3.信息途径效率1.照度、显色性

2.灯具性能

3.室外光环境质量

4.光能源利用效率

被动技术措施1.自然通风开口路径

2.自然环境水土植被保持

环境绿化设计

围护结构门窗设计

热岛效应防治

3.选址安全

环保建材家具

垃圾储运处理1.自然通风

2.透水地面

3.防结露措施

蚊虫细菌防治

4.雨水收集

5.节水器具

防渗漏管网

1.围护结构隔声构造

门窗隔声性能

2.噪声震动源控制

3.不良声学效果控制

4.信息公布系统1.建筑朝向

自然采光

窗墙比控制

遮阳设计

可调外遮阳

光通道设计

2.灯具性能

3.玻璃性能

防眩光设计

4.光电系统

光热系统

主动技术措施1.机械调温控湿

室温调节

冷热量计量

高效率空调系统

集中空调能源回收

2.风口风速可调

3.室内空气监测

4.个性化送风机械控湿

溶液除湿系统

2.节水灌溉

3.中水系统

4.地水源热泵

太阳能热水

辐射空调系统1.电声技术

2.显示公告措施1.光线智能控制

2.高效光源、灯具

3.光热系统

光电系统

（一）“气环境”设计

气环境考虑以空气为媒介的相关因素，包括：温度、通风、空气质量等。一般情况下，室内气环境的舒适条件是：室内温度夏天22到24度，冬天20到22度，其它23到25度；室内风速小于0.5m/s；室外热岛强度低；室外风速不大于5m/s；室内空气新鲜，化学生物污染物在规定的范围内。

气环境的设计方法为：

1.选择室外环境良好的建设用地，并用环境绿化提高空气质量；组织室内外自然通风，降低热岛效应。

2.控制合理的体型系数、窗墙比、建筑朝向、遮阳设计；采用合理的围护结构、热工性能合适的墙体和窗户；鼓励采用可调节外遮阳。

3.合理选择空调采暖系统，应设计加湿和除湿功能，并设置适当控制方式。

4.合理设计气流组织方式，条件适宜时鼓励采用辐射吊顶、辐射地板或地板送风的空调方式。

5.设计保障室内空气质量的措施，并且有监控设计。

（二）“水环境”设计

水环境考虑以水为媒介影响舒适度的相关因素，包括：环境空气湿度、室外环排水设计、水环境卫生、洁具使用等。一般情况下，水环境的舒适条件是：空气湿度夏天50%，冬天40%；有清洁的饮用水；减少污水的对外排放；无室内结露等水污染问题等。

水环境的设计方法为：

1.优良的室外水环境，植被绿化好保水性好，室外地面透水性能良好。

2.合理收集雨水作为景观绿化清洁用水。

3.采用节水型措施，采用节水洁具，采用有效措施防止管网渗漏。

4.鼓励采用高效低耗的设备，如变频供水设备、高效水泵等。

5.采用合理措施防止室内揭露等水污染问题。

（三）“声环境”设计

声环境考虑以声波为媒介影响舒适度的相关因素，包括：室外噪音防治、建筑消声隔振、广播信息传播等。一般情况下，室内声环境的舒适条件是：各类空间满足隔声隔震要求。

声环境的设计方法为：

1.回避室外噪音源，采用适当措施减弱噪音。

2.合理控制建筑内部的噪音源和震动源，避免其在建筑内部传播。

3.合理的围护结构和楼地板隔声隔震设计。

4.室内外环境中有明显的信息传递媒介。

（四）“光环境”设计

光环境考虑以光为媒介影响舒适度的相关因素，包括：太阳辐射、室内光线、室外光环境、灯具设计等。一般情况下，光环境的舒适条件是：合理利用自然光；满足室内照度和光色的要求；对外无不良光污染影响；灯具设计合理；合理利用太阳辐射的有利作用。

光环境的设计方法为：

1.合理控制建筑朝向，取得适合的自然采光。选择好建筑的窗墙比、开窗位置和方式；选用合适的遮阳方式，鼓励采用可调节外遮阳。

2.采用合理设计和技术，将光线引入地下室和建筑物内部。

3.采用高效光源，并采取智能控制技术。

五、总结

协调“资源使用与环境舒适度”相互关系的的基本策略是“低消耗舒适”。在“以人为本”的前提下，首先要对环境舒适度建立科学量化的评价标准；其次，明确绿色建筑“降低环境影响、被动优先、主动优化”的设计思维；最后，通过分别满足“气、光、声、水”四个环境要素的舒适性要求的设计方法和技术路径实现绿色建筑的设计。

综上所述，强调建筑环境舒适性的绿色建筑设计思维与方法符合绿色建筑的基本原则，体现了“以人为本”的基本理念，在环境舒适性和资源使用之间建立起量化比较关系，将建筑设计与其他相关专业设计联系起来，具有很强的实践指导作用。

文献引用：

1.《人体舒适度与舒适指数计算》郑有飞

绿色建筑被动式设计范文

在美国加州的圣何塞，美国图形软件巨头Adobe按照绿色建筑认证系统LEED要求，耗费136万美元彻底改造了他们的总部大厦。LEED系统向Adobe提供了精密的节能设计—在重新设计照明系统时，灯泡的发热都被计算在内，减少这些热量，有助于节约空调的耗电量；在洗手间使用高度光滑的小便器，就不再需要用水冲洗。

不要小看这些细节。这些精细改动让Adobe总部创造了醒目的节能数据：节电35%，节约用水22%，二氧化碳排放减少20%，固态废弃物更减少了90%。猜猜看，照明灯、小便器、冲洗绿地这些LEED精打细算出的小细节，每年能为Adobe总部大厦节省多少钱？答案是157万美元。通过改造，Adobe投资的136万美元在当年就获得了121%的投资回报率，而最终的回报率更是高达148%。同时，也为其确立绿色环保的品牌形象，吸引全球投资人、顶尖人才的青睐，赚到隐性红利。

更先进的技术使环保不再是烧钱的买卖，而是一笔可以量化回报率的投资。这笔好生意已经进入越来越多全球顶尖企业的视野。对于规模巨大、员工众多的全球500强企业总部而言，一点点节省就意味着减少数百万美元的开支。再有钱的公司也不会放弃这样的好机会。LEED系统的创造者美国绿色建筑协会（USGBC）有一句格言：“绿色不但是环保的颜色，更是美钞的颜色。”

隐形红利

位于上海闵行的紫竹科技园，微软建设的总部通过安装在大楼内的监控系统、传感器、促动器、发信机等设备，管理楼宇内的空调、照明、供电。良好的照明设计，使得建筑面积达66000平方米的总部能将阳光引入楼内，减少了照明耗电；同时，阳光不会直接照射到工作区域，又能减少制冷耗能。大楼的通风系统则通过大量传感器，感知楼宇内每个区域的二氧化碳浓度，打开相应通风口为其中工作的8000名员工提供适度通风。通过一系列环保节能措施，微软上海总部每年可节省160万美元开支，并节约66万美元的水、电等费用，还能减少1.5万吨的碳排放，这笔开支约相当于，一年里可以多雇67名软件开发人员。

USGBC提供的数据显示，前期在绿色建筑设计中投资2%的增量成本，能为建筑在全生命周期中节省相当于20%总投资的运营费用。

与直接节省的成本相比，绿色建筑带来的隐性红利可能为企业创造更大的价值。美国全国卫生基金会可持续发展部总经理汤姆·布鲁厄瑟玛（TomBruursema）认为，“人们不但希望在令其为之骄傲的公司工作，更希望在让自己感到舒服的地方上班，而绿色建筑能切实地让雇员感到舒适。”

美国宾州的卡内基梅隆大学调查显示，过去传统建筑带来的健康问题产生的生产力损失，相当于每名员工每年减少10个工作日。在美国，通过改善室内空气质量、改进温度控制、改进及使用高性能照明，员工平均工作效率分别能提升3.3%、5.5%及3.2%。同时，绿色写字楼内的雇员思维能力和记忆力增加10%至25%，生产力增加18%；病人在绿色建筑医院内住院时间缩短8.5%，绿色商铺的零售额则最高能增加40%。

汤姆·布鲁厄瑟玛相信，绿色建筑能提升雇员的士气。在PNC银行，一栋通过LEED认证的绿色办公楼内的员工，留职率与员工满意度都比他们在普通建筑中办公的同事要高出50%。“在一家愿意为环保投入时间与金钱的公司工作，会让人才更愿意留下。因为他们知道，他们与雇主拥有相同的利益、价值观。”

越早越赚

没有人会否认绿色建筑的优势与好处，但在一段相对漫长的时间里，中国的绿色建筑始终发展缓慢—成本是重要的原因。许多中国建筑业从业者认为，在中国建设绿色建筑，附加成本在5%以上，甚至可能达到10%。而USGBC的数据显示，美国建筑通过LEED铂金级认证、银级认证，增加的成本在2%左右。

但在USGBC中国区总代表梁兆明看来，中国业主完全有办法将绿色建筑的成本降低，关键在于观念：“在什么时机将绿色建筑的理念嵌入到项目中，会很大程度上决定附加成本的多少。越早介入，越早将绿色建筑的设计纳入考量范围，就越省钱。相反，如果你的建筑是在设计已经完成，甚至已经完工之后再去做绿色建筑改造，那就会相当贵。”

这一说法很容易理解：在蓝图上修改，总要比在实体的建筑上修改更省钱。

梁兆明介绍，建筑从选址开始就能获取免费的绿色建筑分数。在LEED新建建筑满分为110分的认证标准中，“社区连接性”被赋予了5分的分值。认证标准列出了20多项人们日常所需的生活服务，包括餐饮、美容、博物馆、图书馆、医疗、停车、干洗、消防、零售等。如果新建筑的选址能保证在其周边800米内可享受到其中的12项服务，就可以获得5分。而如果建筑周边400米内有公交站场、地铁车站，还能够再获得“公共交通联络性”的6分。这11分相当于认证级所需40分的近四分之一。

“只要选址得当，这11分不需要附加成本就能获得。之所以给它这么高的分数，是鼓励业主在高密度地区搞嵌入式开发。一方面，嵌入式开发能大量节省土地资源；另一方面，它让建筑里的人生活更加便利，也减少了开车带来的能耗。这是看不见，但能享受到的。”梁兆明说。

此前，与“看不见，但能享受到”相反，中国的绿色建筑业主们经历了一个被梁兆明称为“爱花钱”的阶段：“一说到要建绿色建筑、生态城，就是要大面积地去铺光伏，去做风电。其实光伏的转化率只有10%不到，价格又高，不见得在所有地方都是一个好的方法。”对政绩和外部形象的追求，令绿色建筑的成本居高不下。

与之相比，“看不见”的被动式节能设计，成为绿色建筑节约成本的聪明选择。与安装节能灯、节水龙头之类的主动式节能设计相比，被动式节能设计需要在建筑设计、兴建的流程之初即被纳入考量范畴，但一次投入即能持续产出。

梁兆明津津乐道的一个例子是美国能源部的新大厦。这座大厦真正做到了0能耗—除了利用太阳能电池板发电提供电能外，被动式设计亦功不可没。

例如，大厦被设计成进深（建筑物的纵墙之间的距离）仅有60英尺的窄长形状，这使得自然通风更加容易；墙面上安装的空气导引槽能将热空气导引至地下循环水系统，在冬天为大楼地板供热；与传统玻璃幕墙建筑超过7：3的窗墙比不同，它采用的是占墙面面积不到30%的小窗，但窗格经过特殊设计，能导引足够自然光进入室内。这些节能机关全都依靠普通材料，不普通的是设计创意。

除了经济账以外，中国企业还在算另一笔账。USGBC国际业务部副总裁关芷芸说：“LEED是147个国家和地区绿色建筑的共同语言，中国企业如果希望成为跨国公司进入国际市场，好好利用LEED能大大提高声誉，也能让全球的团队有共同的框架。”