綠色建筑理念在建筑施工圖設計中的應用

文／蔣策安 壹站式建設科技集團有限公司 貴州興義 562400

引言：

建筑需要消耗大量的能源，不僅加快各種能源的消耗速率，而且還會對自然環(huán)境造成巨大破壞。這一背景下，建筑領域逐漸將綠色建筑理念應用到建筑施工圖紙設計、施工及管理等工作當中，以降低建筑建設于施工對自然環(huán)境的破壞，為人們構建出一個更加良好的生活與工作環(huán)境。

1.工程概況

本研究選擇某建筑工程作為研究對象，對綠色建筑理念在建筑施工圖紙設計中的應用進行了研究。本工程占地面積約為46934m2，建筑面積約為91467m2，整個建筑分成2 部分，地下部分共1 層，建筑面積約25460m2，用于構建地下停車場、美食城等；地上部分為3 個獨立建筑物，建筑面積約為66007m2，用于日常辦公場所。本工程由于位于市區(qū)較為繁華的路段，因而對工程節(jié)能環(huán)保性具有較高的需求，為了符合要求，設計從室外環(huán)境、節(jié)能與能源利用、節(jié)水、材料節(jié)約、室內環(huán)境等方面出發(fā)，對綠色建筑理念進行了應用。

2.基于綠色理念的建筑施工圖紙設計

2.1 室外環(huán)境設計

2.1.1 土地利用

由上述工程概況可知，本工程占地面積4 約為469 01m2，建筑面積約91467m2，由此可推導出建筑容積率為1.95。同時，通過對現(xiàn)場綠地的測量可以發(fā)現(xiàn)，總綠地面積約31493m2，綠化率為67.17%。在使用功能方面，本項目擬定為辦公樓，項目建成后將項目建筑及綠地向所有公眾開放。地下空間設計時，共設計了一層地下建筑，根據(jù)功能的不同，將地下建筑分成三個部分，分別為：地下停車場、美食城及電氣設備放置區(qū)，以此為地上建筑的使用提供支持。地下建筑面積與總項目占地面積的比例Rp1 ≈54%。具體來說，本項目建筑技術指標如表1 所示。

2.1.2 室外環(huán)境

（1）幕墻設計。本工程選擇的是Low-E 玻璃幕墻結構，該幕墻結構采光率較高，光學污染較弱，并具有較高的光透射比，完全符合建筑幕墻節(jié)能環(huán)保設計要求。具體來說，幕墻玻璃采用的是6mm（low-e）+12mm（中空層）+6mm 雙鋼化中空Low-E 玻璃，通過對該玻璃的檢測可以發(fā)現(xiàn)，其光透射比在74.0%左右，遮蔽系數(shù)約0.749，可見光反射比約16.65%，太陽光直接透射比約56.14%。

（2）風環(huán)境。本項目地上部分，共包括三棟獨立的建筑物，且三者呈三角形錯位布置，外形設計了一定弧度，以此降低建筑周邊的風速，避免風速過大而影響人員在建筑周邊活動。本工程地上部分均為9 層，每層高度為4.5m，可有效控制室外風速放大系數(shù)，使放大系數(shù)在2 以下。在地勢方面，呈北高南低的特點，且東西側具有一定高度的山體，可降低建筑周邊的風壓差。

（3）場地設計。在綠化設計方面，遵循了“顏色豐富、高低錯落”等原則，其中，人行道處兩側選擇的是銀杏與槐樹；車行道兩側選擇的是法桐、銀杏，并在人行道或車行道低矮處，種植了一些灌木、花卉與草坪等，項目內部綠化遮陰率超過30%，但在建筑南側8m 范圍內，則并未設計高大喬木，以免遮擋低層樓室內的光照時間。建筑室外地面總面積約40111m2，其中，透水地面約21034m2，占總地面面積的52.44%左右，有利于地表水的排出。

（4）照明系統(tǒng)。共分成三大模塊：日常模塊、節(jié)假日模塊、夜間模塊，且各模塊單獨控制，確保建筑周邊具有充足亮度的同時，減少能源的浪費。其中，在投光燈方面，選擇的是壓鑄鋁燈體，呈深灰色，燈體的外部套上一個遮光罩，并予以噴塑處理，以加強對燈體的保護；在地埋燈方面，選擇的是高壓鑄鋁燈體，呈深灰色；在筒燈方面，選擇的是壓鑄鋁燈體，呈湖藍色，對燈體予以噴塑處理。

2.1.3 公共基礎設施

（1）本工程周邊較為便利，500m 范圍內存在多條公交路線及1 個地鐵站點，有利于人員的出行。

（2）周邊交通結構劃分清晰，通過綠地的方式，將車行道與人行道分隔，提升人員出行的安全性。

（3）建筑地下部分構建了龐大的地下停車場，無需占用地上公共面積。

（4）地下一層設計了美食城，其中劃分了多個檔口，用于為樓內辦公人員提供餐飲服務。

（5）公共空間設計。一些區(qū)域放置了椅子，用于人員的休息與對周邊景觀的觀賞；除樓內辦公場所外，其他區(qū)域均全部向居民免費開放，供居民的觀賞與游玩；根據(jù)工程使用需求，結合周邊環(huán)境情況，對垃圾站、廣告欄等區(qū)域進行了設計。

（6）出入口設計。南北兩側各設計了2 個出入口，以保證車輛快速駛入或駛出地下停車場。同時，每個出入口處，均設計了保安亭，并安放門禁系統(tǒng)，用于地下停車場的管理；根據(jù)周邊環(huán)境整體情況，設計出向匹配的出入口景觀，以提升區(qū)域整體的美觀性。

2.2 節(jié)能與能源利用設計

2.2.1 建筑結構

（1）體系系數(shù)計算。建筑物與室外大氣接觸的外表面積（F0）與其所包圍體積（V0）的比值即為體形系數(shù)（S），推導公式為：

通過上述公式計算可知，本項目各樓棟S ≈0.11＜0.3，符合相關規(guī)定中的節(jié)能要求。

（2）確定窗墻比。窗戶洞口面積與房間立面面積的比值即為窗墻比。相關規(guī)定中指出，窗墻比設置成0.4 為最佳，若該指標＞0.6，則會造成嚴重的能量浪費，不符合建筑節(jié)能要求。針對本工程功能、特點需求，按照如表2 所示對各樓棟的窗墻比進行了設計。

表2 窗墻比設置參數(shù)

2.2.2 暖通系統(tǒng)

（1）室內風量計算。根據(jù)工程所在區(qū)域的溫度、壓強、風速等具體情況，結合室內空間功能需求，可推導出建筑室內新風量標準值與換氣次數(shù)，如表3 所示。

表3 不同功能空間室內空氣水平

（2）供熱系統(tǒng)。本工程辦公室、大堂、餐廳等區(qū)域設計供熱系統(tǒng)，而車庫、設備間等區(qū)域無須設置供熱系統(tǒng)。其中，在大堂門口區(qū)域，選擇的是熱風幕供熱方案，人員將大堂門打開后，立即帶動風機快速轉動，使門口處產(chǎn)生較大的氣流屏障，以阻擋室內外氣體的交換。辦公區(qū)選擇空調供暖系統(tǒng)，通過橫向與縱向對比后，本工廠采用的是型號為7000RT 的離心式水冷機，共2 臺，以及型號為300RT 的螺旋式水冷機，共1 臺。若室內溫度并不是很高，僅啟動300RT 水冷機，若溫度較高，則針對具體情況啟動多臺水冷機，確保室內空間溫度良好的同時，減少能源的消耗。

（3）通風系統(tǒng)。本工程室內在空調系統(tǒng)的基礎上，增設了多種不同的通風方案。其中，在空調房間內，選擇的是新風機組，而在非空調房間內，選擇的則是送風機，根據(jù)室內通風情況，自動對通風量、風速等進行控制，以達到節(jié)能的目的。

2.2.3 電氣系統(tǒng)

（1）照明系統(tǒng)。大堂處選擇的是高壓鈉燈；其他室內空間選擇的是細管徑直管熒光燈，以暖色調為主，色溫高于3300K，且不同區(qū)域設計不同的照明功率密度，其中，辦公室≤18/m2，餐廳與大廳≤13/m2，電梯轎廂≤5/m2，設備機房≤8/m2。同時建筑內部配備應急照明系統(tǒng)，以供停電、電力系統(tǒng)故障時使用。

（2）電氣系統(tǒng)。根據(jù)室內空間的功能特點，設計合理的插座負荷量，計算公式為：Q=Q插/S，其中，Q 表示平面負荷，Q插表示插座負荷，S 表示室內面積。通過該公式的計算，結合建筑室內功能需求，最終將Q 設置成80W/m2，既可保證各室內空間的用電需求，又可減少電能浪費。同時，為了進一步降低電力系統(tǒng)的能耗水平，還設計了相應的節(jié)能方案，即15kW 以下電動機控制時，采用的是直接啟動模式，15kW 以上電動機控制時，采用的是軟啟動模式；利用智能化技術，設計了樓宇自動化控制系統(tǒng)等。

（3）電梯系統(tǒng)。根據(jù)建筑人流量水平，本工程采用了小轎廂電梯，載重量最大值為800kg（約10 人）；電梯運行速度設置為1.0m/s；3 棟樓均設置5 臺電梯。

2.2.4 能量綜合利用

（1）熱回收利用。設計了新風換氣系統(tǒng)，型號為XH-600D，熱回收率為63%（制冷）與75%（制熱），功率為11kW。

（2）太陽能利用。樓頂安裝了太陽能板，用于太陽能的收集與轉換，以此向公共空間照明系統(tǒng)的運行提供電能，降低建筑對市政電力系統(tǒng)的依賴性。

（3）集中熱水系統(tǒng)。本工程熱水使用區(qū)域包括衛(wèi)生間、洗漱池、美食城廚房等區(qū)域，根據(jù)工程內部使用情況，采用了機械循環(huán)系統(tǒng)，其中，日熱水供給量峰值設置為82m3/d，時熱水供給量峰值為10.25m3/h，系統(tǒng)耗熱量為650kw/h，進水溫度為5℃，出水溫度為60℃，工作時間為每日7:00 至19：00。出水口各安裝一個溫感器，每個傳感器連接2 個控制泵（A、B），若溫感器數(shù)值在60℃以上，A、B 泵均斷開；若溫感器數(shù)值在50～60℃范圍內，A 泵運行，B 泵斷開，由A 泵繼續(xù)提供熱水；若溫感器數(shù)值低于50℃，則A 泵斷開，B 泵運行，由B 泵繼續(xù)提供熱水。

2.3 節(jié)水設計

2.3.1 節(jié)水系統(tǒng)

供水系統(tǒng)設計時，按照建筑高度，將其劃分成2 個分區(qū)，其中，1 層～4 層為低層供水區(qū)，通過市政給水系統(tǒng)直接供水，供水速率設置為10L/s；5 層～9 層為高層供水區(qū)，通過對市政供水高壓處理后，向室內提供用水，供水速率設置為5L/s。在閥門方面，供水管道直徑低于50mm 時，選擇銅球閥，直徑超過50mm 時，選擇閘閥，每層樓水管體系中，均安裝一個減壓閥，以免出現(xiàn)超壓出流問題。此外，在左邊、小便池、洗漱池等用水設備方面，采用的均是節(jié)能設備[1]。

2.3.2 非傳統(tǒng)水源利用

為了加強對雨水、生活污水等非傳統(tǒng)水源的利用，本項目設計出了雨水及生活污水處理系統(tǒng)，對雨水或生活污水收集后，通過過濾、凈化等環(huán)節(jié)予以處理，得到較為清潔的水資源，以此用于綠化灌溉。

2.4 材料節(jié)約設計

2.4.1 節(jié)材設計

（1）建筑形體。整個樓梯尺寸相同，無較大的收進與突出；樓板、柱、墻體連續(xù)性強，無顯著錯層問題；所有樓板抗剪力基本一致。

（2）結構設計。根據(jù)施工現(xiàn)場其周邊地質條件特點，設計了基礎及周邊場所的加固處理方案，以提升整個區(qū)域地質的穩(wěn)定性；通過反復計算與分析，合理設置伸縮縫、防震縫，保證建筑物正常使用的方式，防止裂縫較大而增加建筑安全隱患；根據(jù)建筑抗震性、防水性、康承載性等方面的需求，設計出墻體內部鋼筋、管道預埋方案；衛(wèi)生間、屋頂?shù)葏^(qū)域均設計了防滲水施工方案，以免水分深入到建筑結構當中[2]。

2.4.2 材料選取

（1）鋼筋。梁施工時，主筋選擇的是HRB400 鋼筋，其余選擇的是HPB235 鋼筋；板施工時，主筋選擇的是CRB550 鋼筋，其余選擇的是HRB335 鋼筋；墻體施工時，中間區(qū)域選擇的是HPB235 鋼筋，邊緣區(qū)域選擇的是HRB335 鋼筋。

（2）混凝土砂漿。根據(jù)不同結構的功能要求，選擇不同類型的混凝土漿液，如表4 所示。

表4 不同結構混凝土漿液

（3）廢舊材料再利用?，F(xiàn)場一些性能良好的材料處理后，可重新進行利用，如毛石修葺墻體、廢舊型鋼拉直后作為管線支架等。

2.5 室內環(huán)境質量設計

2.5.1 聲環(huán)境

控制干管噪聲，水管水流速＜2m/s，空調風管風速＜2.5m/s，排煙管風速＜20m/s 電氣設備選擇時，采用的是振動較弱，噪聲較低的設備；制冷機、發(fā)電機等噪聲較大的設備布置到地下室，必要條件下，還應對設備或房間進行隔音處理，以加強噪聲的阻隔；空調等設備出入口處，采用軟連接方式，并進行相應的減震處理，用于控制設備振動與噪聲；建筑周圍一定區(qū)域內，按照規(guī)定標準設計綠化方案，一方面提升建筑周邊的美觀性，另一方面對接到噪聲進行阻隔；室內裝修時，盡量采用降噪系數(shù)較低的材料等[3]。

2.5.2 光環(huán)境

為了減少能源的消耗，本工程采光設計時，采用了自然采光結合玻璃幕墻采光的模式。建筑外墻設計了大量玻璃幕墻，顯著提升建筑的采光面積，其中，在靠近窗戶處，采光系數(shù)超過20%，辦公室等區(qū)域，采光系數(shù)在10%左右，走廊、樓梯等區(qū)域也可超過2%。

2.5.3 水與空間環(huán)境

（1）用水控制。水箱入水口處套上一個帶鎖蓋，避免人為損壞入水口，防止水源被污染；設計適當規(guī)模的化糞池，加強對建筑污水的處理，避免污水直接排放；設計雨污水分流排放系統(tǒng)，并于廚房內，安裝二級隔油處理系統(tǒng)防止廚房油污直接排放[4]。

（2）空氣控制。根據(jù)建筑功能需求，設計合理的排氣口，一般位于建筑頂部；廚房排煙管道內，安裝煙氣處理系統(tǒng)，以加強對廚房油煙的處理，確保廚房排放的油煙符合環(huán)保要求；以6h 為間隔，定時對地下停車場換氣等。

結語：

綜上所述，現(xiàn)代建筑工程施工方案設計過程中，應注重綠色建筑理念的應用，根據(jù)建筑工程需求，結合現(xiàn)場地質條件等因素，合理的對室外環(huán)境、節(jié)能與能源利用、節(jié)水、材料節(jié)約、室內環(huán)境等方面進行設計，確保建筑功能符合使用要求的同時，降低建筑能耗量。