鄰山地區(qū)的低成本綠色建筑設(shè)計(jì)方法探析
——以金寨縣公安局江店派出所及交管指揮中心項(xiàng)目為例

胡良全 （合肥建工集團(tuán)有限公司，安徽 合肥 230000）

綠色策略，是近年來國家對新、改、擴(kuò)建建筑的普遍要求，它兼顧諸多方面。探討低成本的設(shè)計(jì)策略，是為解決偏遠(yuǎn)地區(qū)、經(jīng)濟(jì)相對落后地區(qū)兼顧綠色建筑的要求的一種現(xiàn)實(shí)途徑。金寨縣，隸屬于安徽省六安市，位于皖西邊陲、大別山腹地，地處三省七縣二區(qū)結(jié)合部。項(xiàng)目選址金寨縣城區(qū)的西南部，除東側(cè)道路連至縣中心區(qū)外，幾乎被山圍繞。在一個(gè)近山地區(qū)的小縣城，如何兼顧業(yè)主意圖，并以低成本的方法考慮建筑與環(huán)境的關(guān)系及建筑自身的綠色策略，成為本案的出發(fā)點(diǎn)。本案中，低成本的綠色建筑探索，從如何以建筑布局及形態(tài)回應(yīng)氣候環(huán)境；如何提升空間使用效率，降低不必要能耗；如何通過技術(shù)方法實(shí)現(xiàn)土地等資源集約；以及如何創(chuàng)造安全健康的微環(huán)境展開（見圖1）。

圖1 建筑鳥瞰圖

1 環(huán)境回應(yīng)

充分利用與回應(yīng)場地自然環(huán)境條件，是有效的低成本策略之一。本項(xiàng)目地處山巒平、低之處，回應(yīng)因山體所導(dǎo)致的氣候問題，成為建筑布局考慮之首。

場地西側(cè)緊鄰山體，東側(cè)則隔道路與一山體相望（見圖2）。場地內(nèi)部則相對平坦。山，作為場地的主要環(huán)境影響，在建筑布局與造型上主要考慮對山的回應(yīng)，以獲得最有利的通風(fēng)與采光，同時(shí)也獲得較好的景觀。建筑主體被拆解為兩個(gè)部分，一高一低分居南北，主入口位于東側(cè)道路。為獲得東西向連通的景觀視野與主入口形象，建筑東側(cè)入口被設(shè)計(jì)成為連續(xù)柱廊式的灰空間形象?；铱臻g同時(shí)提供了東西向的風(fēng)廊，使得建筑擁有一個(gè)自然通風(fēng)的內(nèi)庭，并通過架空空間有效帶走部分地面濕氣。同時(shí)，北高南低的建筑布局，最大利用南北向的穿堂風(fēng)，并形成拔風(fēng)系統(tǒng)（見圖3）。

圖2 場地區(qū)位

圖3 建筑總平面圖

2 空間效率

提升空間使用效率也是解答低成本綠色建筑的一種途徑?？紤]到建筑作為行政辦公使用的流線特點(diǎn)，將公共空間集中布置，減少公共空間的分散，所導(dǎo)致的空調(diào)等消耗。建筑充分利用南向自然采光，將使用效率高的辦公空間布置于南側(cè)；并提升北側(cè)空間的綜合使用效率，設(shè)計(jì)為功能復(fù)合的共享空間，增加空間應(yīng)對不同需求的能力。建筑在主入口的位置底層局部架空，通過架空促進(jìn)空氣快速流動(dòng)，帶走來自地面的濕氣，以應(yīng)對安徽山地地區(qū)潮濕的氣候環(huán)境。建筑南側(cè)體量設(shè)綠化屋面，通過屋頂多層綠植降低建筑空間的太陽輻射熱，以及建筑內(nèi)部的熱損耗等（見圖4）。

圖4 建筑1-3F平面圖

3 資源集約

建筑的集約性既表現(xiàn)在場地環(huán)境中的建筑布局、空間的組織效率與秩序，同時(shí)表現(xiàn)為資源的合理分配與利用、能源的消耗與廢棄物的積極處理等方面，貫穿建筑全生命周期過程。

①項(xiàng)目考慮在有限的場地條件中，在合理的范圍內(nèi)提升地上、地下的開發(fā)強(qiáng)度，從而提升的土地利用率。項(xiàng)目地上十一層、面積9464m，地下一層、面積3485m，將主要機(jī)動(dòng)車停車與設(shè)備用房集中于地下，減少空間浪費(fèi)。

②項(xiàng)目充分考慮健康能源的利用，采用集中太陽能熱水系統(tǒng)，建筑物內(nèi)管材選用三型聚丙烯PP-R熱水管材，熱熔連接。供應(yīng)食堂、宿舍以及淋浴間不同的熱水需求。金寨縣屬于Ⅳ類太陽能資源豐富地區(qū)，年平均日照時(shí)數(shù)為2100 h左右，年日照百分率為48%，年平均太陽輻射總量為4157.91MJ/m。一年中除去1月、2月及12月日照較少外，其余各月日照條件均達(dá)到可利用標(biāo)準(zhǔn)。此外，特殊天氣出現(xiàn)的天數(shù)較少，頻率也相對較小，日照時(shí)數(shù)較低的月集中在春季和冬季，夏季和秋季日照指數(shù)較高，均可利用太陽能系統(tǒng)供能。

③項(xiàng)目充分考慮建筑回收系統(tǒng)和廢棄物處理。項(xiàng)目在室外綠地下設(shè)置一個(gè)雨水收集箱，收集屋面、道路及綠地處雨水，經(jīng)處理后回用于場地內(nèi)綠化噴灌、道路澆灑、地庫沖洗。項(xiàng)目雨水基礎(chǔ)設(shè)施主要是綠地滲透、植草磚。項(xiàng)目綠地面積3072.15m，植草磚透水鋪裝630m（見上表、圖 5）。

總用水量與總收集量計(jì)算表

圖5 水量平衡分析圖

4 安全健康

遵循“被動(dòng)優(yōu)先”的原則，本案總體上先以建筑設(shè)計(jì)方法考慮綠色節(jié)能的要求，通過環(huán)境回應(yīng)式的自然通風(fēng)與采光、提升建筑空間使用效率、減少維護(hù)結(jié)構(gòu)的熱損失，增加保溫隔熱等方法，創(chuàng)造安全、健康的空間環(huán)境。

項(xiàng)目綠化選擇種植鄉(xiāng)土植物，少維護(hù)、耐候性強(qiáng)，減少日常維護(hù)費(fèi)用，改善辦公環(huán)境。同時(shí)對喬木、灌木、攀緣植物、盆栽植物進(jìn)行合理配置，構(gòu)成多層次的復(fù)合生態(tài)結(jié)構(gòu)，起到遮陽、降低能耗的作用，以降低熱島強(qiáng)度。樹木的枝葉、樹干是決定樹木降噪效用的主要因素。聲波攝像輸液的初始角度和輸液的密度，決定樹葉對聲音的反射、透射和吸收狀況。樹干對低頻噪聲的反射很少，成片樹林可使高頻噪聲因散射而明顯衰減，不同的樹種、類型組合配置綠化方式和地面的覆蓋情況，對降噪都有一定的影響。

項(xiàng)目采用Vent2014分析工具對建筑室外風(fēng)環(huán)境模擬以獲得有利于室外行走、活動(dòng)的自然通風(fēng)。根據(jù)夏季、冬季工況室外風(fēng)速放大系數(shù)云圖及夏季工況室外風(fēng)速矢量顯示，建筑周邊人行區(qū)域氣流分布均勻，風(fēng)速基本在0.227m/s～3.63m/s之間，小于5m/s。其中最大風(fēng)速出現(xiàn)在建筑物北側(cè)，符合舒適要求；沒有出現(xiàn)無風(fēng)區(qū)和明顯的渦流區(qū)，整體有利于室外散熱和污染物消散（見圖6、圖7）。

圖6 夏季工況室外風(fēng)速放大系數(shù)云圖及夏季工況室外風(fēng)速矢量（1.5m高度處）

圖7 冬季工況室外風(fēng)速放大系數(shù)云圖及冬季工況室外風(fēng)速矢量（1.5m高度處）

項(xiàng)目同時(shí)對建筑內(nèi)部自然通風(fēng)進(jìn)行模擬，主要考慮由風(fēng)壓引起的自然通風(fēng)，以獲得舒適的內(nèi)部空間環(huán)境。據(jù)夏季、過渡季主導(dǎo)風(fēng)向及平均風(fēng)速，分別采用夏季及過渡季室外風(fēng)環(huán)境模擬的最不利工況下的壓力分布圖（平均風(fēng)速），作為室內(nèi)自然通風(fēng)窗口的壓力邊界。模擬分析顯示，在夏季及過渡季，建筑的空間布局與構(gòu)造設(shè)計(jì)等被動(dòng)式方法，建筑內(nèi)部空間能夠獲得較舒適的自然通風(fēng)環(huán)境，空調(diào)機(jī)位內(nèi)的空氣流動(dòng)性能良好（見圖8、圖 9）。

圖8 建筑一層夏季室內(nèi)速度云圖及矢量圖

圖9 建筑一層過渡季室內(nèi)速度云圖及矢量圖

5 結(jié)語

本項(xiàng)目立足于城市設(shè)計(jì)的角度，結(jié)合可持續(xù)發(fā)展原則，合理布局、優(yōu)化場地結(jié)構(gòu)，將建筑與城市有機(jī)結(jié)合。設(shè)計(jì)貫徹尊重自然、以人為本的思想，希望以低成本的方法設(shè)計(jì)一處符合規(guī)范、使用均滿足綠色、健康要求的建筑。從場地環(huán)境、空間布局、集約思想、健康安全要求等方面建設(shè)一處高效節(jié)能的辦公環(huán)境，貫徹生態(tài)、文化與經(jīng)濟(jì)型原則。建筑在尊重地域性差異的前提下，平衡設(shè)計(jì)過程中的各方利益，正確處理規(guī)劃中的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益、超前性與操作性之間的關(guān)系，并針對不同區(qū)域建筑訴求，加以詳細(xì)考慮并付諸設(shè)計(jì)。

圖片來源

所有圖片、表格均來源于項(xiàng)目匯報(bào)文件。