郎丁
(濟(jì)南潤(rùn)華市政工程有限公司, 山東 濟(jì)南 250000)
2022 年3 月住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部頒布了《 “十四五” 建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展規(guī)劃》, 《規(guī)劃》 中明確指出“2025 年實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)新建建筑全部為綠色建筑,并力建設(shè)綠色建筑城市群”。 開(kāi)展農(nóng)村新型社區(qū)建設(shè)是農(nóng)村城市化建設(shè)進(jìn)程中的重要里程碑, 也是單體建筑綠色建筑設(shè)計(jì)向綠色建筑城鎮(zhèn)建設(shè)過(guò)渡的新起點(diǎn)。
綠色建筑就是“四節(jié)一環(huán)?!?建筑, 即建筑在選址規(guī)劃、 設(shè)計(jì)構(gòu)思、 施工建造、 運(yùn)維管理全生命周期內(nèi)做到節(jié)地、 節(jié)材、 節(jié)水、 節(jié)能和環(huán)境友好。 綠色建筑設(shè)計(jì)決策, 則是實(shí)現(xiàn)這些要求所采用的設(shè)計(jì)策略和相關(guān)設(shè)計(jì)內(nèi)容選擇。 依據(jù)《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》 (GB 50378—2019), 設(shè)計(jì)師需要在建筑安全耐久、 健康舒適、 生活便利、 資源節(jié)約、 環(huán)境宜居五類(lèi)性能標(biāo)準(zhǔn)中, 選擇適合設(shè)計(jì)建筑的內(nèi)容予以實(shí)現(xiàn)。 因此, 找到自身優(yōu)勢(shì)評(píng)價(jià)選項(xiàng)、 實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)、 施工、 運(yùn)行的低成本和低能耗。 這也是綠色建筑決策的工程實(shí)踐內(nèi)容。 而新型促農(nóng)社區(qū)建設(shè)的綠色建筑設(shè)計(jì)決策更應(yīng)凸顯以下兩點(diǎn)。
鑒于農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的制約, 新農(nóng)村社區(qū)的建設(shè)首要問(wèn)題就是控制建設(shè)成本。 在綠色建筑設(shè)計(jì)規(guī)劃安排上, 發(fā)揮該地區(qū)建設(shè)資源優(yōu)勢(shì), 找到最為簡(jiǎn)單且容易實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)措施。 簡(jiǎn)單言之就是花最少的錢(qián), 辦最多的事。 結(jié)合場(chǎng)地所在地區(qū)的地理風(fēng)貌和生態(tài)現(xiàn)狀, 屬于地區(qū)的優(yōu)勢(shì)資源有: 風(fēng)能、 太陽(yáng)能、 地?zé)帷?礦產(chǎn)和廢料回收材料等。 這些材料可以做到地取材、 搬運(yùn)加工, 省時(shí)省力降低成本, 施工過(guò)程環(huán)境影響小, 體現(xiàn)出優(yōu)異的設(shè)計(jì)適應(yīng)性。
2019 年版《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》 的頒布, 標(biāo)志著我國(guó)綠色建筑評(píng)價(jià)已經(jīng)由達(dá)標(biāo)評(píng)價(jià)向數(shù)值量化評(píng)價(jià)推進(jìn)。 運(yùn)用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)(三維可視模型), 建筑師可以在設(shè)計(jì)初期就對(duì)建筑形體和空間關(guān)系、 風(fēng)環(huán)境、 單體節(jié)能水平、 房間視覺(jué)干擾、 形體與能耗、 室內(nèi)噪聲的決策進(jìn)行量化評(píng)價(jià), 從而調(diào)整綠色建筑設(shè)計(jì)決策內(nèi)容。 運(yùn)用一些設(shè)計(jì)手法, 例如調(diào)整建筑外形、開(kāi)窗尺寸、 調(diào)整圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造層次, 就完全能達(dá)到綠色建筑評(píng)價(jià)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
該項(xiàng)目位于山東省濟(jì)南市西部縣城。 場(chǎng)地內(nèi)氣候四季分明, 年平均氣溫為19℃, 最高溫度為7 月平均26℃, 最低氣溫為1 月平均-1.5℃。 場(chǎng)地內(nèi)部南高北低, 高差6.8m, 且高側(cè)臨街。 響應(yīng)國(guó)家“加快改善人居環(huán)境、 提高農(nóng)民素質(zhì)” 該農(nóng)計(jì)劃將管域內(nèi)的村民統(tǒng)籌管理, 建立符合農(nóng)民生活的高層住宅小區(qū)。 項(xiàng)目一期為高層住宅4 座以及配套的沿街住宅。 單體住宅地上11 層, 建筑面積6800m, 地下2 層, 開(kāi)發(fā)建筑面積為2300m。 項(xiàng)目中4 座單體住宅樓和一層沿街商業(yè), 均按照綠色建筑一星級(jí)標(biāo)識(shí)設(shè)計(jì)。
為了達(dá)到綠色建筑一星標(biāo)準(zhǔn), 設(shè)計(jì)師在綠色建筑設(shè)計(jì)策略中, 尤其展開(kāi)了對(duì)保溫系統(tǒng)選擇、 建筑形體系數(shù)控制、 選材成本控制和單個(gè)戶(hù)型聲、 光、 熱等物理性能優(yōu)化等四個(gè)方面綠色建筑設(shè)計(jì)構(gòu)思, 最終圓滿(mǎn)達(dá)到綠色建筑一星評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。
2.2.1 保溫系統(tǒng)
該項(xiàng)目以擠塑聚苯板(XPS) 為主要外保溫材料。 XPS 保溫板有材料價(jià)廉、 易施工且防火性能優(yōu)越的特性。 具體的施工做法為: 基層磨平兩邊、 貼板、掛網(wǎng)、 第一二面外墻涂料。 局部外墻面飾采用保溫裝飾一體化成品外墻, 構(gòu)造為(由外向內(nèi)): 氟碳裝飾涂層金屬板, 板內(nèi)錨固50 厚擠塑保溫板, 并最終整體錨固于基層墻體之上, 整體構(gòu)造燃燒等級(jí)可以達(dá)到A級(jí)。 墻面實(shí)現(xiàn)了防火能力的提升, 減少了施工的工序且縮短了工期。
2.2.2 形體控制
項(xiàng)目住宅主樓建筑形體系數(shù)為0.27, 在保證面寬適度而節(jié)地的基礎(chǔ)上, 做到了戶(hù)型和單體拼接的規(guī)整。 最終單體熱工性能提升了5%, 獲得了5 分的優(yōu)化分?jǐn)?shù)。 其次, 建筑單體應(yīng)因勢(shì)利導(dǎo)、 借助濟(jì)南地區(qū)特有的南高北低的地勢(shì)特征, 地下空間有效設(shè)計(jì)利用, 除去公共商業(yè)空間部分, 地下2 層空間面積與地上建筑總面積比Rr為8%, 在地下空間利用評(píng)價(jià)中獲得了5 分的優(yōu)化分?jǐn)?shù)。
2.2.3 戶(hù)型推敲
《山東省新型社區(qū)和農(nóng)村發(fā)展規(guī)2014—2030》 中明確指出, 新型農(nóng)村社區(qū)的建設(shè)應(yīng)該尊重農(nóng)民意愿,尊重他們的生活使用訴求。 該項(xiàng)目的戶(hù)型方案采用了村名評(píng)議征集意見(jiàn)的方式, 最終社區(qū)委員會(huì)在設(shè)計(jì)單位給出的諸多戶(hù)型設(shè)計(jì)中, 選擇了套型經(jīng)濟(jì)、 南向臥室(三間) 北向客廳的戶(hù)型。 該戶(hù)型交通面積少, 房間使用效率高, 戶(hù)型面寬窄節(jié)地, 可以最大限度做到空間使用上舒適與效率的兼得。
戶(hù)型敲定后, 建筑師需要面對(duì)綠色建筑決策的問(wèn)題。 ①戶(hù)型進(jìn)深大而面寬窄, 為了滿(mǎn)足室內(nèi)采光, 則需要調(diào)整南北向開(kāi)窗尺寸。 而窗口面積過(guò)大, 導(dǎo)致節(jié)能設(shè)計(jì)中窗戶(hù)保溫性能降低, 單體能耗會(huì)進(jìn)入權(quán)衡判定階段; ②分戶(hù)墻兩邊的臥室, 由于平面“凹口” 過(guò)于狹窄, 導(dǎo)致該南向臥室存在通風(fēng)量和采光量不足的問(wèn)題, 且凹口處開(kāi)窗會(huì)導(dǎo)致屋內(nèi)的渦旋風(fēng), 讓該房間的使用體驗(yàn)不佳。 此時(shí)設(shè)計(jì)進(jìn)入綠色建筑決策階段,通過(guò)軟件模型建立和數(shù)據(jù)分析, 設(shè)計(jì)視可以輕松選擇容易實(shí)現(xiàn)成本低的、 使用感受體驗(yàn)佳的策略。
2.2.4 成本設(shè)計(jì)
新型農(nóng)村社區(qū)建設(shè)就是改變既有農(nóng)村生活模式,將城市化設(shè)施引入農(nóng)民生活。 利用現(xiàn)有資源和場(chǎng)地設(shè)施、 控制新建建筑材料使用量, 是項(xiàng)目成本控制設(shè)計(jì)重要的兩點(diǎn)內(nèi)容。 ①現(xiàn)有資源利用: 在本項(xiàng)目中, 場(chǎng)地內(nèi)景觀(guān)綠化選擇了濟(jì)南鄉(xiāng)鎮(zhèn)特有的種植玫瑰、 木槿等草本花卉, 既保持鄉(xiāng)村的原生態(tài)面貌, 凸顯本地特色玫瑰種植產(chǎn)業(yè)特色, 又節(jié)約了綠化成本。 (獲得優(yōu)化評(píng)分10 分); ②新建建筑成本控制: 項(xiàng)目選用了保溫裝飾一體化墻體構(gòu)造, 做到施工中保溫和外墻兩道工序的合并施工, 工期縮短了1/3 左右, 且后期維護(hù)和維修成本也較低, 核算總造價(jià)比傳統(tǒng)施工工藝低。
根據(jù)《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)GB 50378—2019》 中的綠色建筑星級(jí)標(biāo)識(shí)評(píng)分公式: Q=(Q0 +Q1 +Q2 +Q3 +Q4 +Q5 +QA) /10, 項(xiàng)目的評(píng)分為65 分, 達(dá)到綠色建筑一星標(biāo)準(zhǔn)。 農(nóng)村社區(qū)城市化水平低, 現(xiàn)實(shí)條件中周邊交通、 服務(wù)型商業(yè)的設(shè)施項(xiàng)目較少, 因此農(nóng)村住宅社區(qū)的“智慧出行” 和“物業(yè)管理” 等評(píng)分優(yōu)化項(xiàng)目中, 可選擇的得分項(xiàng)目較少。 項(xiàng)目綠色建筑決策中盡量選取設(shè)計(jì)手法, 在其他項(xiàng)目多得分?jǐn)?shù)。 而對(duì)當(dāng)前不具備條件、 未來(lái)可能逐步完善的建設(shè)內(nèi)容,例如物業(yè)信息化管理等內(nèi)容, 項(xiàng)目出具設(shè)計(jì)建議, 真正做到綠色建筑設(shè)計(jì)策略的成本低、 好實(shí)現(xiàn)和可持續(xù)。
3.1.1 節(jié)能選材的一體化
農(nóng)村社區(qū)的綠色建筑設(shè)計(jì)方法使用, 首先應(yīng)利用農(nóng)村現(xiàn)有資源, 尤其是生態(tài)自然景觀(guān)和天然能源。 建筑師對(duì)于當(dāng)?shù)氐奶赜薪ㄖ牧系闹谱鳌?搬運(yùn)和施工全過(guò)程的造價(jià)應(yīng)有所了解。 最大可能使用這些“鄉(xiāng)土”材料, 它們不僅取材簡(jiǎn)單且質(zhì)地充滿(mǎn)地域特點(diǎn), 且對(duì)周邊環(huán)境(溫度、 濕度、 氣候等等) 適應(yīng)性更好, 建成的農(nóng)村社區(qū)保持了原有的鄉(xiāng)土情懷和文脈特征, 也更加耐用。 以山東為例, 魯西南地區(qū)農(nóng)村地下?lián)碛休^為豐富的優(yōu)質(zhì)灰?guī)r的礦藏, 可以用來(lái)制作建筑水泥和砌塊; 魯西北地區(qū)豐富的淺表地?zé)豳Y源可以用作生活熱水的熱源, 黃河沿岸疏通河道遺留的黃河淤泥可以制作各種建筑磚料, 造價(jià)便宜又環(huán)保。
選用施工裝修一體化設(shè)計(jì)在綠色建筑評(píng)價(jià)中可以有8 分加分, 而50%以上的建材為綠色建材則可以獲得3 分的加分。 擁有相關(guān)資源條件的農(nóng)村社區(qū)在綠色建筑評(píng)價(jià)決策中, 可以選擇相關(guān)項(xiàng)。
3.1.2 地下空間開(kāi)發(fā)利用
“十三五” 期間, 我國(guó)逐步完善城市地下空間的開(kāi)發(fā)建設(shè)的體系, 地下交通、 文娛、 商業(yè)設(shè)施建設(shè)如火如荼。 農(nóng)村生活中地下空間必不可少, 以往的糧食蔬菜的存儲(chǔ)、 閑置農(nóng)具的收納都是在地窖中進(jìn)行的。合理的地下空間開(kāi)發(fā), 有利于保持農(nóng)村生活原生態(tài)。農(nóng)村住宅中合理設(shè)計(jì)地下一層(地下室、 半地下室),對(duì)于多層住宅或者18 層以下的高層住宅單體, 能滿(mǎn)足Rr=地下建筑面積/地上建筑面積>5%的標(biāo)準(zhǔn), 根據(jù)綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)就可以獲得5 分以上的優(yōu)化分?jǐn)?shù)。
3.2.1 節(jié)地、 形體控制
建筑的形體控制與最終單體保溫性能有關(guān), 適宜的建筑形體讓建筑擁有較好的保溫能力。 在方案初步階段, 建筑師就應(yīng)該有意識(shí)加以控制, 對(duì)不規(guī)則的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)如外墻、 屋面等, 在方案設(shè)計(jì)階段就應(yīng)開(kāi)展簡(jiǎn)單的模型測(cè)算。 同時(shí), 不規(guī)則圍護(hù)結(jié)構(gòu)外墻保溫施工步驟繁瑣, 施工周期延長(zhǎng)成本增加, 這對(duì)于農(nóng)村社區(qū)建設(shè)是不提倡的。 達(dá)到綠色建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn), 需滿(mǎn)足建筑外圍護(hù)熱工性能比現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)提升5%, 外窗傳熱系數(shù)K提升5%的要求。 建筑師可以對(duì)不同方案開(kāi)展測(cè)評(píng), 在滿(mǎn)足以上條件基礎(chǔ)上, 選擇空間舒適、 成本低廉或施工好實(shí)現(xiàn)的方案。
節(jié)地設(shè)計(jì)需要三個(gè)指標(biāo)控制, 人均住宅用地指標(biāo)A、 公共建筑容積率R和地下空間開(kāi)發(fā)面積比R。 這部分是土地利用里比較容易拿到分?jǐn)?shù)的評(píng)分項(xiàng)目, 通過(guò)建筑是的方案調(diào)整就可以得到總分20 分中的75%~100%, 對(duì)于農(nóng)村住宅社區(qū)建設(shè)來(lái)說(shuō)這是必須要爭(zhēng)取的。 同時(shí), 場(chǎng)地應(yīng)盡可能設(shè)計(jì)停車(chē)位, 讓停車(chē)場(chǎng)可以對(duì)開(kāi)開(kāi)放和使用, 這設(shè)計(jì)措施可以讓項(xiàng)目獲得15 ~20 的加分。
3.2.2 采光和風(fēng)環(huán)境
室外物理環(huán)境測(cè)評(píng)中, 風(fēng)環(huán)境測(cè)試是建筑方案和擴(kuò)初階段需要完成的。 需要完成的測(cè)試有: ①前排樓的表面風(fēng)值; ②建筑環(huán)境(行人道) 的風(fēng)速; ③渦旋風(fēng)和無(wú)風(fēng)區(qū)檢查。 這些在方案初步階段就可以進(jìn)行模型的測(cè)試, 而建筑師也可以根據(jù)當(dāng)?shù)仫L(fēng)條件, 對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行預(yù)估。 以魯西南地區(qū)為例, 城市城鎮(zhèn)風(fēng)向以夏季偏南風(fēng), 冬季偏北風(fēng)為主, 全年平均風(fēng)速為4m/s, 春季風(fēng)速偏大, 會(huì)出現(xiàn)極強(qiáng)7 ~8 級(jí)風(fēng)。 因此在方案初步設(shè)計(jì)階段, 既要保證建筑自然通風(fēng)的條件, 又要避免建筑在冬季迎風(fēng)面風(fēng)壓過(guò)大, 降低自身保溫和空氣氣密性, 合適的風(fēng)環(huán)境設(shè)計(jì)可以讓項(xiàng)目擁有3 ~10 分的加分。
除了完成《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》 中的控制項(xiàng), 農(nóng)村住宅綠色建筑設(shè)計(jì), 首先應(yīng)該通過(guò)設(shè)計(jì)手法完成評(píng)分項(xiàng)中容易達(dá)標(biāo)的條款, 主要包括“健康舒適” 中的室內(nèi)空氣質(zhì)量、 聲光環(huán)境控制、 水質(zhì)達(dá)標(biāo)檢測(cè)等方面, 這些均是建筑師在設(shè)計(jì)階段比較容易把控的細(xì)節(jié)。
3.3.1 噪聲降低
選擇外面裝飾保溫一體化的材料, 除了施工錨固便捷外, 夾層構(gòu)造也便于建筑室內(nèi)隔聲要求。 農(nóng)村住宅社區(qū)受到的車(chē)輛交通等外在聲污染較少、 聲環(huán)境質(zhì)量較高, 因此在保溫構(gòu)造的材料選擇中, 選擇適宜的保溫材料, 就基本可以完成住宅人居環(huán)境的隔聲要求。 以錨固50 厚保溫?cái)D塑板為例, 配以合理的外墻施工, 外墻計(jì)權(quán)隔聲量可以達(dá)到48db 以上, 達(dá)到了民用建筑構(gòu)造隔聲量標(biāo)準(zhǔn); 加上隔聲門(mén)窗的使用, 建筑可以實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中的室內(nèi)聲環(huán)境的優(yōu)化使用標(biāo)準(zhǔn), 此處有3 ~5 分的室內(nèi)聲環(huán)境優(yōu)化加分。
3.3.2 眩光控制
眩光控制是室內(nèi)光環(huán)境比較好控制的、 容易達(dá)標(biāo)的一個(gè)綠色建筑設(shè)計(jì)項(xiàng)目(優(yōu)化得分3 分), 尤其適合沒(méi)有地下空間開(kāi)發(fā)、 或地下空間采光條件的建筑。設(shè)計(jì)中不需要進(jìn)行復(fù)雜的設(shè)計(jì)和預(yù)判計(jì)算, 只需要選取柔和色調(diào)的墻面顏色、 避免使用水晶燈、 金屬燈(尤其鍍層金屬) 等可能引起局部光環(huán)境突變的燈具,基本可以實(shí)現(xiàn)對(duì)眩光控制。 而直接使用自備遮光板等具有防眩光裝備的燈源, 可以直接避免眩光的產(chǎn)生。當(dāng)前市面上具有該構(gòu)造的防眩光燈管品牌很多, 造價(jià)比普通燈泡高10%左右, 價(jià)格尚在可接受范圍之內(nèi)。
3.3.3 節(jié)水管理
在場(chǎng)地選址規(guī)劃階段, 建筑師就應(yīng)該將節(jié)水設(shè)計(jì)進(jìn)行系統(tǒng)劃分, 將降低室內(nèi)用水和管理室外用水相結(jié)合, 室內(nèi)使用節(jié)水器具; 而室外減少生活用水設(shè)施配備, 盡可能實(shí)現(xiàn)雨水的管理和收集, 室外采用透水地面和蓄水景觀(guān)水池, 既節(jié)省資金又可以很便利達(dá)到上面的設(shè)計(jì)訴求。
1) 室內(nèi)水管理: 室內(nèi)用水器具, 如馬桶坐便器、淋浴器、 洗手盆和凈水機(jī)等產(chǎn)品, 需要擁有國(guó)家水效標(biāo)識(shí)中的節(jié)水產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。 這些器具被未達(dá)到標(biāo)識(shí)的用水器具, 雖然價(jià)格高10%~30%左右, 但大多是城市家庭生活必備的用水設(shè)備, 在農(nóng)村社區(qū)中是比較容易推廣的。 達(dá)到當(dāng)前綠色建筑一星標(biāo)準(zhǔn), 選取3 級(jí)能效節(jié)水器具即可滿(mǎn)足。
2) 室外水管理: 對(duì)室外生活用水, 需要與室內(nèi)用水分量控制, 單獨(dú)設(shè)置水表以實(shí)現(xiàn)量化控制。 植被選擇不需經(jīng)常灌溉、 少灌溉的植物為佳。 同時(shí)應(yīng)注意找到灌溉水的可適用的自然水源, 比如河流湖泊等,這些既是農(nóng)村特有的自然景觀(guān), 也是優(yōu)良的設(shè)施用水的替代水源。
總之, 綠色建筑設(shè)計(jì)做不到面面俱到, 把所有的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則都做到的設(shè)計(jì), 也未必就是好的綠色建筑。沒(méi)有條件實(shí)現(xiàn)的綠色建筑策略不必要選擇, 白白增加建設(shè)成本, 是農(nóng)村社區(qū)建設(shè)方無(wú)法承受的。 通過(guò)建筑設(shè)計(jì)的手法, 凸顯農(nóng)村資源優(yōu)勢(shì), 實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)精細(xì)化、以低成本設(shè)計(jì)出符合農(nóng)村現(xiàn)有條件的綠色建筑, 是“十四五” 期間全面建設(shè)綠色建筑城鎮(zhèn)群目標(biāo)下, 所有綠色建筑從業(yè)者需要面臨的問(wèn)題。 建筑師需要不斷熟悉綠色建筑評(píng)價(jià)體系及其實(shí)踐應(yīng)用, 不斷提高對(duì)設(shè)計(jì)決策的駕馭能力, 找到農(nóng)村社區(qū)建設(shè)的綠色建筑設(shè)計(jì)普適策略。