浅谈绿色建筑设计

曾庆勇

摘要：绿色建筑设计综合了传统的方法和协调合作以及现代建筑的科技和材料的应用，它整合了多门学科的知识，通常包含了如下的课题：选址、材料和资源、能源的利用、对空气污染的控制、用水量和水质以及室内环境质量。

关键词：绿色建筑；可持续发展；节能；高能效。

绿色建筑（又叫可持续建筑）是一个建筑在它的整个生命周期中是环保的和节能的：从场地的选择、设计、建设、操作、维护、翻新及拆除。它实践了提高建筑物所使用资源（能量、水、及材料）的效率，同时减低建筑对人体健康与环境的影响。绿色建筑的设计在居住和可持续发展的环境中寻找平衡点。2004年8月，中国国家建设部将"绿色建筑"明确定义为："为人们提供健康、舒适、安全的居住、工作和活动的空间，同时在建筑全生命周期中实现高效率地利用资源（节能、节地、节水、节材）最低限度地影响环境的建筑物。"

随着全球变暖的加剧，资源的日趋紧张，人口的暴增，世界各国对于建筑节能的关注程度日益增加，也越来越认识到建筑使用能源所产生的二氧化碳是造成气候变暖的主要来源。节能建筑成为建筑发展的必然趋势，绿色建筑设计的已经成为必要。国家和地方也开始颁布法律法规，对绿色建筑设计及评价做出了一系列的标准和约束。

绿色建筑设计综合了传统的方法和协调合作以及现代建筑的科技和材料的应用，它整合了多门学科的知识。因而它对建筑师提出了更高的要求，使得建筑师在传统设计外需要了解现代科技（包括软件，硬件）和应用，并能付之实现。

场地选择：除了房屋发展对环境造成的影响，项目地址如果远离社区和基础设施，将会影响更大。绿色建筑应当靠近较大社区，充分利用自然资源。如果场地选址余地不大，需考虑自身的可持续发展。绿色建筑工程不应增加居民对汽车的依赖性。除此，项目在长期的可持续问题上，应当权衡社区对肥沃农田、自然区（例如湿地，野生走廊或者濒危动物区）带来的影响。控制腐蚀、遏制尘土、收集垃圾等等，使得对环境的影响最小化。场地设计应当利用地势地貌和其它特征。

* 使得空间的利用更为有效，对旧的或者弃置建筑的翻新或再利用。场地关联基础设施，考虑发展轻污染工业用地。最大化地延长建筑物的生命周期。

* 当新的发展不可避免时，引导场地与区域的生态系统共存，明确要保护的绿地和湿地，使得人居系统符合生态系统安全。

* 认识到允许在城市区一定的高密度发展，用以保存绿色空间和抑制城市的扩张蔓延。投入时间和精力寻求变通道路，重新规整城市空间。

* 评估每个场地的建筑朝向，改进和优化其对太阳能的消极利用，充分利用自然日光和自然风。

* 尽量利用现有交通系统，帮助建筑和场地对步行和自行车友好，包括提供自行车安全存放处。用新能源或可充电的交通工具替代燃料交通工具。

* 帮助减少城市热岛效应，最大化利用以前表面，利用浅色屋顶，铺面和人行道。为建筑提东遮阳措施，扩大种植及景观面积。

* 减少硬质地面（如停车场和道路）。

* 优化场地雨水的处理和地表水的再吸收。最小化建筑的边缘，减少土方量。

* 通过景观设计保存区域的生态，尽量利用当地的植被。

* 减轻晚上过度照明带来的光污染，选择合理的灯具，使得光照方向朝下，而不是朝外或者朝上。

材料和资源：对环境的负面影响可以通过对绿色材料合理的使用使之最小化。通过恰当的设计，可以重复利用资源或者资源再生。选用耐久性的材料，降低其生命周期的损耗，抑制其对环境的影响。

* 优化利用设计的材料，尽可能选择节能材料和一些高强度耐久性的材料。

* 提高建筑构件和粉刷的高回收性。探讨利用生物质材料。

* 评估所有产品和系统的再循环能力，延长其生命周期。

能源的利用空气污染问题：绿色建筑应当尽量利用太阳能、风能等可重复使用的绿色能源。对建筑设备选用高效、节能、环保型。交通设置便利，尽量降低石油的依赖，减少汽车排放等对大气照成的污染。

* 优化太阳能朝向，设计外部遮阳设备和构件，对夏季则减少阳光的不利因素，而冬季则采集阳光。

* 优化建筑物朝向，减少建筑物的表面积，设计适当的体形系数和室内外恰当的表面颜色以及铺装，最大化利用自然光照，减少人工照明，从而减少建筑物的内部能耗。

* 运用高性能的、低辐射的玻璃，对节能有明显提高。可考虑双层、甚至三层玻璃，选择合理涂层。

* 采用绝热材料，考虑高性能的封闭建筑系统。它们会带来高的节能性能。

* 能源灯的利用，采用一些高效节能灯。

* 采用高效节能的空调通风系统（HVAC）和管道设备，冷却器、锅炉和热水器等。

* 优化利用自然通风。

* 可考虑一定规模的能源再生以及可持续能源。

用水量和水质：建筑物对用水影响极其显著，另外通过排放或者废水带菌水严重影响了水质。绿色建筑尽量选择用低化学物质或者低辐射的材料。

* 节约用水，考虑水的保持和地表水的采集利用。

* 减少硬地，对景观和植物的尽量少用或者不用化肥，杀虫剂，除草剂等，控制其用水量和减少水污染。

* 采用节水型器材，对中水的处理和水循环利用。

* 雨水的无污染化处理和收集排放处理。

室内环境质量：选择恰当的通风设备，提东充足的室外空气，监视室内的污染物，譬如氡和一氧化碳。

房间灯具、水电等用具使用节能型。

* 最大化利用自然光和自然通风。遮阳设备和构件的精心设计。

* 建筑用材、粘合剂、密封胶、粉刷和涂料等不应包含、生成或者释放有害气体或者气味。

* 合理最大化开窗面积。

* 无烟建筑设计。

* 空气质量的监视系统以及空气的过滤。

* 提供一个清洁和健康的建筑。使用可降解的对环境友好的因子，不会生成有害的残渣物质。

绿色建筑应当遵循和谐、适地、节约、高效、舒适、经济、人文这七大原则，对环境友好，可再生能源利用率高，能效比和能源利用率高。

随着绿色建筑设计的逐渐发展和深入，建筑师们可利用的绿色建筑设计软件和工具也越来越多，在一定程度上提高了工作效率，甚至改变了传统的设计理念。

现在的绿色软件一般来说基于BIM的，可参数化设计的。

下面是一些国外流行的绿色软件的简单介绍：

Ecotect Analysis 是一款建筑物理模拟工具，它的分析范围很广，从太阳辐射、日照、遮阳、采光、照明到热工、室内声场、室外风场都可以进行模拟，涵盖了热环境、风环境、光环境、声环境、日照、经济性以及环境影响与可视度等建筑物理环境的七个方面。

EnergyPlus 模拟建筑的供暖供冷、采光、通风以及能耗和水资源状况。它基于BLAST和DOE-2提供的一些最常用的分析计算功能，同时，也包括了很多独创模拟能力， 例如模拟时间步长低于1小时，模组系统，多区域气流，热舒适度，水资源使用，自然通风以及光伏系统等。

DeST是Designer's Simulation Toolkit 的缩写，意为设计师的模拟工具箱。 DeST是建筑环境及HVAC系统模拟的软件平台，该平台以清华大学建筑技术科学系环境与设备研究所十余年的科研成果为理论基础，将现代模拟技术和 独特的模拟思想运用到建筑环境的模拟和HVAC系统的模拟中去，为建筑环境的相关研究和建筑环境的模拟预测、性能评估提供了方便实用可靠的软件工具，为建 筑设计及HVAC系统的相关研究和系统的模拟预测、性能优化提供了一流的软件工具。

參考文献：

[1] 中国建筑科学研究院《绿色建筑评价标准》GB50378-2006[S]. 中国建筑工业出版社， 2006