关于绿色智能建筑设计的分析

关于绿色智能建筑设计的分析

夏梦琳

中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司  湖北 武汉  430000

摘要：当科技发展带来新一轮信息技术革命时，将先进信息技术融合、集成于一体的智能化技术使建筑更加具有人性化、智慧化，进而创造更安全舒适、优质便利、节能环保的建筑使用空间，实现建筑的可持续发展。因此，绿色智能化建筑设计将成为未来建筑发展的主要方向。

关键词：绿色智能建筑；设计要点

1绿色智能建筑的设计理念和要求

绿色智能建筑在环保节约和智能化操控方面的特点，使得其在实际的设计规划和空间结构布局方面面临着更新的理念指导。综合来看，绿色智能建筑设计的理念主要有节能、环保以及智能3个方面。其中，节能是指绿色智能建筑的设计要根据地区的气候和环境状况，将相关节能降耗的措施融入建筑设计和施工方案中，使建筑物在能耗方面达到最低化；环保是指在绿色智能建筑的设计、选择与施工等全生命周期内充分考虑资源的可再生、可降解以及可回收利用等情况，将使用能耗低、污染少的材料作为绿色智能建筑设计的重要考虑内容；智能是指绿色智能建筑的设计应当充分考虑人在建筑空间内活动时操作的便捷化和高效化，尽可能地降低人在建筑物空间的操作频率，进一步提高建筑的智能化水平。目前，虽然并没有明确的绿色智能建筑设计要求，但是可以参照绿色建筑的设计要求，对其进行延伸和确定。例如，《绿色建筑评价标准》中提出了绿色建筑的评价标准，即健康舒适、安全耐久、生活便利、环境宜居、资源节约以及提高创新。据此，可以将绿色智能建筑的设计要求概括为智能化、健康化、舒适化、实用化、便捷化、节约化与创新化。对于设计师而言，绿色智能建筑设计更多是从建筑的外围护结构、建筑节材以及室内环境等几个方面，按照上述标准进行局部性和整体性设计，使建筑在遵循节约、环保原则的同时，也能够实现最大程度的智能化。

2绿色智能建筑设计要点的分析

2.1方案设计

在绿色智能类型建筑中，结构主要具有空间范围大、开敞的特点，形式丰富，主要包括钢、框剪、框架等类型的结构。在宽大的空间中，还可以灵活分布不同功能区。从视觉上看，环境十分优美，整个空间美观大方、舒适宜人，立面色彩丰富。在功能用房中，留下充裕的综合布线空间，如管道敷设、设备、竖井、配线等需要的空间。在房屋中，净高为2.6m或以上，整体上维持一定层高，并控制走廊高度为2.3m或以上。在屋顶设计中，还融入了绿化元素，并且科学利用太阳能。同时，在设计绿色智能类建筑中，还应满足以下基本要求：首先，相较于普通建筑，绿色智能这种建筑要求提高投资10%～15%。其次，绿色智能这种建筑面积通常均在2万m2以上，方才彰显社会效益，展现出既经济又适用的基本原则。最后，在设计绿色智能建筑中，还应注意在四周规划好必要的公共及安全基础设施，为建筑物提供良好的环境条件。

2.2初步设计

在绿色建筑初步设计阶段，通过BIM技术，模拟项目建成后的风、光、热、声、能源等外部条件，并进行性能仿真模拟，验证设计方案在实际运行过程中的使用性能，评估建成后的预期运行效果，并采取必要的技术措施进行优化调整。在风环境模拟分析与优化中，自然通风模拟是十分关键的，从室外风环境模拟中提取风压数据，在BIM软件中导出室内模型，然后，运用CFC软件将BIM室内模型导入，并划分计算网络，指定开口风压数据，同时，根据需要设置其他参数，最后，通过K-E湍流模型以及相应的收敛条件开展模拟分析。光仿真分析主要包括自然光模拟分析和可视度分析，前者主要对建筑自然采光条件进行优化，尽可能减少照明和空调能耗，并且对采光艺术创造也起着一定的积极作用，而可适度分析主要工作是定量计算可视面积，为建筑总体布局和可视视野优化提供技术数据，改善人们的视觉体验。另外，热模拟分析有利于创造良好的建筑热环境，达到节能降耗的目的，声仿真分析能够为居住者提供更加安静的环境，能耗仿真分析可以对不同方案建筑全年运行能耗进行比对，优化单体建筑的能耗设计。

2.3施工图设计

在工程竣工后，工程的关键是工程图纸。在传统的建筑设计工作中，设计师往往是通过大量的交流来进行设计变更，这样会造成资料的遗失、重复的工作，从而造成工程进度的延迟以及设计上的疏忽。利用BIM技术对建筑进行设计，将基础资料录入到建筑信息模型中，得到立面图、剖面图、细部图；节能分析报告、日照分析报告、光环境分析报告；户外风环境分析及其他设计图、分析报告，数据可以通过BIM直接体现出来。在建筑模型的立体视图中，可以随时查看全部工程图纸和3D模型的效果图，通过动态的功能，使建筑空间更直观地被感觉到。BIM技术在绿色智能建筑设计中的应用不仅仅局限于设计图，它可以让设计师在设计的整个流程中迅速地处理所有的数据，最终让设计师将自己的设计思想和设计内容清晰地呈现在BIM中。BIM技术的应用，打破了以往单纯依靠工程图纸展示建筑设计内容的传统方法，采用三维模拟建模技术和参数化信息技术，构建了一个庞大的建筑数据库，实现了对传统的图纸的存储与抽取。

2.4具体设计应用

（1）采光和日照设计：在设计单体建筑时，应利用计算机软件仿真模拟、判断日照情况。对于住宅建筑，日照应符合《地下工程防水技术规范》（GB50108—2008）规范及地方下发的文献要求，参照《砌体结构设计规范》（GB50003—2001）要求，测算出建筑窗地面积比，若比值偏小，则要计算出建筑室内的采光系数，有针对性地强化建筑内的自然采光效果，比如增设屋顶天窗、天井、中庭等构造。针对地下空间，也应利用多种方法去强化，比如把地下室设计改装成半地下室，能够实现直接开窗采光。（2）通风换气设计：如果是建筑群，则应将各建筑立面设计成朝向夏季主导风向，主体房间要躲避冬季主导风向；设计建筑体的剖面、平面空间组织及门窗时，要确保和室内自然通风的条件要求相吻合，夏季如果外部环境温度＜28℃时，先尝试应用自然通风法实现降温，若夏季室外环境气温偏高，则要防控出现大量热风灌进室内的情况；开窗面积要符合《民用建筑设计通则》（GB50352—2005）规定，开窗部位要符合形成穿堂风的基本要求，最好选定在周边灰尘少、污染轻、空气干净的位置，若是高层建筑，还要预判断风速对开窗方式形成的影响。（3）辅助控制系统设计。建筑辅助功能系统涵盖范围广泛，包括暖通空调系统、建筑给排水系统、通风系统等。暖通空调系统能耗巨大，通过智能控制系统设计，实现系统自动调整，保持系统高能效比，达到节能降耗和智能驱动的双重功效。例如，基于RS485通信协议和压缩机工况监控的智能空调控制系统设计，在实际应用中，能够满足节能、智能的双重需求。建筑给排水控制系统设计中，应用智能控制技术实现自动化给排水，根据建筑实况以及不同区域、管道、水流特点等要求提供自动化、智能化给排水，有效降低水源浪费问题。同时，采用无负压设备进行供水系统设计，也可以达到良好的节能效果。在通风系统设计中，结合建筑电力需求，确定风机设备选择，确保其满足节能降耗要求。同时，利用智能监测系统对室内空气质量进行实时监测，并利用物联网技术与通风设备连接，一旦检测到室内空气质量下降到预警标准，则自动启动设备进行调节，保持室内环境优良，为人们提供舒适环境。

3结束语

综上，在新时代下，绿色智能类型建筑表现出典型的特征，总体设计与社会的发展结合得很紧密。从建筑学来看，这种建筑的设计要求大幅提升建造目标要求，大力贯彻落实可持续、健康、绿色理念，进而有效促进国内建筑行业更好地发展。

参考文献

[1]陈南生.基于现代智能建筑电气设计及节能措施分析[J].房地产世界,2020(22):6-8.

[2]韦辉煌.智能建筑电气设计中节能理念的融入与实现[J].中国住宅设施,2020(9):56-57.