建筑设计中绿色建筑设计的优化与结合——以合肥市中水三立项目为例.pdf

安徽建筑建筑设计中绿色建筑设计的优化与结合以合肥市中水三立项目为例胡倩（安徽省建筑科学研究设计院，安徽合肥230031）摘要：文章以合肥市中水三立绿色建筑设计为例，指出需坚持“比翼双飞、创新共享”的基本设计理念，并做好整体布局，为绿色建筑设计奠定基础。同时在绿色建筑设计的优化过程中，需明确自然条件、确定活荷载标准值，合理控制材料设计等不同环节与细节，确保绿色建筑设计的整体质量与效率，满足绿色建筑发展的基本要求。关键词：建筑设计；绿色建筑；优化与结合作者简介：胡倩（1994-），女，安徽池州人，毕业于安徽建筑大学城市建设学院建筑学专业，本科，助理工程师。专业方向：建筑工程。图1建筑用地规划设计中图分类号：TU279文献标识码：A文章编号：1007-7359（2023）5-0125-02DOI:10.16330/ki.1007-7359.2023.5.0460引言在我国建筑行业的快速发展过程中，为紧跟时代发展潮流、顺应绿色发展理念、实现“双碳”目标而努力，建筑设计要减少碳排放与能耗，降低对环境产生的污染与破坏，打造绿色建筑。在建筑设计中，王杰1认为建筑节能减排要使用绿色外墙保温体系，研究的重点方向是绿色材料。卢梅与石志伟2指出工业建筑绿色化改造技术的应用依然有很长一段路要走，但随着国家的重视与支持，绿色建筑会得到快速发展。杨小江3认为绿色建筑设计要利用好太阳能等自然能源，在降低能耗的同时，也能降低对生态环境产生的污染与破坏。针对当下的研究可以看出，绿色建筑设计是建筑设计的主流与发展方向。但绿色建筑设计是一项系统工程，要在设计时控制好各个环节与要点，才能确保绿色设计效果，满足绿色建筑的实际需求。因此本文以合肥市蜀山区的工业厂房为例，探究建筑设计中绿色建筑设计的优化。1工程概述项目选址位于合肥市蜀山区，占地面积大约为11471.1m2，属于工业用地。规划总建筑面积为27606.19m2，其中地上、地 下 面 积 分 别 为 20439.45m2、7166.74m2，建筑容积率、建筑密度分别为1.98、40%。项目位于城市主干道上，交通便捷，项目周围工业厂房众多，具有浓厚的生产氛围，但整个项目中景观与配套相对比较欠缺。为践行“绿色发展”理念，打造绿色建筑，在建筑设计中采取绿色建筑设计方法，并通过设计的优化与结合，降低建筑能耗，提升建筑的绿色性能。建筑用地规划设计如图1所示。2设计理念及总体布局2.1设计理念坚持“比翼双飞、创新共享”的基本理念。在本项目中有一栋高层主楼和两栋厂房，形成围合形式，将厂房包裹起来，打造一个现代化、立体化的共享交流空间。为当地营造良好的创新创业生态环境，实现人与自然、建筑与自然的和谐相处。2.2整体布局总体布局。在园区内总共设计四栋厂房，形象展示面位于小蜀山西路和金水湾路。将一栋15层的高层厂房设置在两条路的交叉口，将一栋厂房与科研办公楼设置在高层厂房东侧，在园区内部还设置了一栋单层大厂房。在整体布局中要对各单体之间的间距进行合理控制，均控制为13m。单体设计。为满足不同企业的个性化需求，要求单层厂房独立设置。单层独立厂房的南北向进深为33.4m，具有良好的采光与通风效果，工作环境较好；东西向进深为68.1m，能为不同企业的生产提供个性化需求。采取模数化柱网设计，能有效提升空间使用率、降低资金投入、缩短工期。高层厂房在设计过程中，单层面积为1000m2，采用两跨、三排柱网形式，以及设置独立门厅，同时也要避免柱子对生产工艺产生影响；科研办公楼为三层，单层面积为601.2m2，采用两跨、三排柱网形式，以及设置独立门厅，为后期改造留下空间。3建筑设计中绿色建筑设计的优化与结合要点在本项目设计中采用绿色建筑设计理念与方法，打造更加宜居的、安全的建筑环境，让建筑室内外都能有良好的节能减排效果。在绿色建筑设计中需做好以下几点。3.1明确自然条件本项目中风荷载分为 50年一遇或100年一遇，其中50年一遇的基本风压为0=0.35kN/m2，100 年一遇的基本风压为0=0.40kN/m2。按照 50 年一遇确定基本雪压为0=0.60kN/m2，屋面积雪分布系数为ur=1.0，设计基本地震加速度值为 0.10g，抗震设防烈度为7度。在本项目的建筑是工业厂房，对安全性要求较高。在明确风荷载、雪压及抗震设防烈度等之后，能为后期绿色建筑结构、材料等设计提供支持。可以结合自然条件选择绿色材料，降低建筑能耗与碳排放。同时在了解自然条件的基础上，能让建筑与周围环境更加协调，利用好自然风和太阳能，降低能源损耗。3.2确定活荷载标准值屋面及楼面活荷载标准值的选择与确定，可参考表 1，数据来源 建筑结构荷载规范（GB 50009-2001）。3.3材料设计建筑设计中绿色建筑设计对材料要求较高，要求在确保建筑安全与质量基础上，选择绿色材料，降低建筑能耗与污染的同时，有效控制建筑建造成本4。钢筋：HPB300 级钢，fy=270N/mm2，焊接时焊条采用 E43 型焊条；建筑节能125安徽建筑HRB400 级钢，fy=360N/mm2。焊接时焊条采用E55型焊条。混凝土：基础采用C35级混凝土，墙柱混凝土等级为C30C50；梁板混凝土等级为C30；楼梯、水池墙体混凝土等级为C30；构造柱、圈梁、过梁等混凝土强度等级均为C25。对于地下室基础、地下室顶板、内外墙、地库消防水池外墙及屋面需使用防水混凝土，抗渗等级不小于 P6。采用强度等级高一级的微膨胀混凝土作为施工后浇带的混凝土。钢板采用Q235B型钢，焊条采用E43型焊条。填充墙采用 100mm、200mm 厚MU5.0 煤矸石空心砖作为砌体填充墙的材料，室内地坪以上为M5.0混合砂；室内地坪以下与土壤接触的墙体采用MU10.0 煤矸石实心砖，与土壤接触的墙体为M5.0水泥砂浆。在地下室四周采用2:8灰土分层回填夯实，压实系数不小于0.94。3.4自可再生能源的利用项目对厂房的环保性能要求较高，所以在厂房设计过程中，必须考虑绿色环保要求，加强可再生能源的利用6。太阳能属于绿色可再生能源，可以免费使用，不会对环境造成污染。所以厂房设计中可以采取太阳能光伏发电、太阳能集热板集热的方式来提升太阳能的利用率，降低对环境产生的污染。3.5给排水设计给排水系统设计要严格执行绿色建筑的相关要求，减少对水资源的消耗与浪费，提升水资源利用率。给排水设计主要包括生活给水系统、污废水排水系统、雨水排水系统及消火栓系统四个部分7。3.5.1生活给水系统园区生活用水引自市政给水管道，为 DN100的给水管。为了对市政供水压力（0.28MPa）进行充分利用，建筑的1-3层、4层及以上分别采用市政给水管直接供给、加压供水。采用给水变频机组恒压变量供给加压供水的楼层，要求最不利楼层的水压的最小值为0.1MPa。按照竖向分区后依旧有一部分卫生器具配水点的水压存在偏大的问题，容易造成水资源的浪费以及损坏管道。所以可以将孔板、压力调节阀等安装在给水支管上，这样可以避免供水点发生超压情况，并能为用户提供稳定的用水服务。3.5.2污废水排水系统厂房的排水可以分为生活污水、生产废水及雨水，对于污水与废水的处理存在一定不同，所以需单独设计排水系统。管网在布置时要尽量保持一定距离，确保污水、废水处理的有效性8。准确区分不同污水与废水系统，做好污水与废水的处理，处理合格之后再统一排入管网中。比如可以对卫生间排出的污水进行单独处理，设置化粪池，在处理合格之后与排水管网相连。工业废水处理可能会产生爆炸情况，所以要将立水封井设置在管网出口，防止发生安全事故。3.5.3雨水排水系统雨水排水系统的设计比较简单，可以通过设置雨水回收系统，收集厂房屋顶等周边的雨水，经过处理后可以循环利用雨水。将87式雨水斗或侧入式雨水斗设置在屋面上，用以收集雨水。雨水经过雨水立管排到底层室外雨水检查井，最后将雨水排水到雨水管网。在本项目中选择87式雨水斗，根据不同雨水斗的规格，泄流量也会存在一定差异。雨水斗规格为75mm、100mm、150mm时，87 式雨水斗的泄漏量分别为 6L/s、12L/s、36L/s。加强雨水收集利用，工业厂房可以将收集处理后的雨水用于马桶用水、灌溉绿植、洗车等，满足厂房的节能减排要求。3.6墙体结构设计合肥冬季寒冷，为确保工业厂房具有良好的保温效果，需要考虑工业厂房的墙体结构。工业厂房采用内外墙保温墙体结构，确保厂房具有均衡的热能。所以在选择墙体材料时，宜选用绿色环保材料，这样不仅可以保证厂房具有良好的保温性能，还能控制工业厂房建设成本。本项目中内墙保温系统采用聚苯乙烯泡沫板，该材料的抗冲击能力良好，对整面墙体的影响较小，具有良好的防渗透性能，高温时不会熔化流淌、低温时不会发生脆裂。同时，聚苯乙烯泡沫属于可回收材料，而且在生产过程中不会添加氟利昂，并且在整个寿命周期能耗较低。外墙采用EPS聚苯板，这种材料的保温性能良好，且材料具有稳定的化学性质，不会产生有害物质。其作为一种环保型材料，不仅不会产生有害气体，产生的固体废料还能回收处理使用。在墙体结构设计中，内外墙保温系统材料的合理确定下，在发挥保温性能的同时，可以实现节能减排的效果。4结论建筑设计中绿色建筑设计符合时代发展潮流，能有效降低建筑能耗、减少建筑碳排放、提升建筑的节能减排效果。本项目的建筑是工业厂房，在设计中坚持绿色发展理念，从材料、可再生能源、给排水系统等多个方面入手，采取综合手段，在建筑设计中贯穿绿色发展理念。在保证质量与安全基础上，选择具有绿色环保性能的材料、强化利用可再生能源、加强污水与雨水的处理与利用、全面提升建筑的节能效果、打造绿色工业厂房，让厂房成为合肥市绿色建筑的典型代表。参考文献1于杰.建筑节能与结构一体化在铁路房屋中的设计与应用:以烟台港西港区铁路调度综合楼为例J.铁道标准设计,2019,63(06):134-138+145.2卢梅,石志伟.改造项目中的绿色建筑设计研究与运用:评 既有工业建筑绿色民用化改造 J.建筑结构,2020,50(13):140.3杨小江.绿色建筑设计理念在现代建筑设计中的应用J.建筑结构,2020,50(11):154-155.4张红玲.基于建筑设计中绿色建筑设计理念的整合应用分析J.粉煤灰综合利用,2019(05):65-69.5王建斌.绿色建筑设计理念在工业建筑设计中的体现J.工业建筑,2021,51(06):237.6雷俊花,聂瑞.基于 Stackelberg 策略的农村装配式绿色建筑节能设计研究J.环境科学与管理,2019,44(11):15-19.7金禾,张楠.绿色低碳建筑理念在高层建筑设计中的运用探讨:评 绿色建筑节能工程设计 J.工业建筑,2021,51(08):241.8金禾,张楠.现代绿色建筑的环保设计:评中国绿色建筑 2021 J.环境工程,2021,39(08):234.房间部位不上人屋面上人屋面办公室、会议室招商大厅厂房区域卫生间储藏间食堂厨房设备机房共享空间消防疏散楼梯走廊、门厅电梯前室活荷载标准值（kN/m2）0.72.02.02.04.02.54.02.54.07.02.53.52.53.5分项系数1.51.51.51.51.51.51.51.51.51.51.51.51.51.5准永久值系数00.40.50.50.40.50.40.50.70.80.50.30.50.4表1屋面及楼面活荷载标准值建筑节能126