基于绿色建筑理论的低成本建筑立面设计分析

2020-02-28孙强

绿色环保建材 2020年8期

孙强

中铁十九局集团有限公司

1 引言

随着我国建筑工程市场的发展完善，工程企业之间的市场竞争也日益激烈，通过在建筑工程中合理的应用绿色建筑理念，可以有效提高工程企业的市场竞争力，帮助企业在严峻的市场环境下得到长久的发展。为此，建筑设计工作需要加强对绿色建筑理论的分析，结合低成本建筑立面设计的工作要求，立足于当前的应用现状，完善应用措施，以提高低成本建筑立面设计工作的水平，促进我国建筑工程行业的整体进步。

2 相关概念分析

2.1 绿色建筑理论的概念

绿色建筑理论从概念上来讲主要指的是建筑工程在实际施工过程中，对所需要的资源和设备进行科学的规划，全部的施工流程都需要以绿色建筑理论为建设基础。绿色建筑理论在实际的应用过程中主要包含着对施工中的电力资源、水资源等各个方面的分析，同时，还需要对工程设计和施工技术进行全面的分析和检测，以此来实现对建筑工程的科学规划。另外，在具体规划的时候，工作人员还需要将绿色建筑理论和相关的建筑设计知识结合起来，从而促进绿色建筑理论的全面落实。

2.2 建筑立面设计的概念和要求

（1）建筑立面设计的概念。建筑立面设计从概念上来理解指的是建筑物外部形状的设计。设计人鱼人员需要按照平面上水平方向的各种尺寸及剖面上垂直方向的尺寸，画出建筑物四个不同方向上的立面，并对平面、剖面加以调整、统一和加工，以达到美观的目的。建筑立面设计的步骤：设计人员需要根据初步确定的建筑物内部空间组合的平、剖面关系，描绘出建筑物各个立面的基本轮廓，作为进一步调整统一立面设计的基础。

（2）建筑立面设计的要求。建筑工程立面在实际的设计过程中，有着较多方面的要求，例如，温度方面的要求、视线质量方面的要求、空气质量方面的要求、空间质量方面的要求等各个方面。具体解释如下：第一，温度方面的要求，对于效果较好的建筑立面来讲，其需要有一定的热阻值和蓄热能力，这就需要设计人员加强对此方面的重视，在设计完成以后，需要保证建筑室内各区域的冷热较为均衡，在保证建筑工程的窗户的气密性的同时还需要使建筑工程达到冬暖夏凉的设计效果；第二，视线质量方面的要求，建筑立面设计还需要设计人员合理选择窗户的位置，在可见光透视作用下，充分利用自然光线，以此来提高建筑室内环境的实现联系，保证建筑工程的整体视线质量；第三，空气质量方面的要求，对于高性能的建筑立面设计来讲，设计人员需要有效地利用由太阳能辐射或者是自然通风等自然资源，在有效节约能源的基础上，提高建筑工程室内的空气质量；第四，空间质量方面的要求，建筑立面设计在具体的设计过程中，还需要充分考虑建筑室外环境的可达性，对建筑工程的内外的空间进行有效的整合，加强空间设计，最终保证建筑工程的空间设计质量。

3 绿色建筑理论在低成本建筑立面中的作用

3.1 经济性

通过在低成本建筑立面设计中应用绿色建筑理论，其主要作用就是可以有效提高建筑工程的经济性。具体表现在以下几个方面：第一，在建筑工程的施工过程中，应用绿色建筑理论，可以实现对各项资源的综合利用，进而减少建筑工程的施工成本，提高建筑工程的经济性。例如，在北方的建筑工程项目的施工过程中，应用绿色建筑理论，可以加强对暖气的控制，并保证暖气的温度、湿度以及通风等问题，进而可以有效提高建筑工程施工方案的科学性；第二，应用绿色建筑理论，还可以对促进建筑立面的顺利施工，降低施工成本，延长建筑工程的使用寿命。

3.2 实用性

通过在低成本建筑立面中应用绿色建筑理论，还可以有效提高建筑工程的实用性。具体表现为：第一，在建筑立面施工之前，利用绿色建筑理论，施工人员可以对施工过程中所涉及的施工技术以及施工设备进行全面的分析，保证所使用的施工技术和施工设备都符合具体的建筑立面施工要求，以此来促进建筑立面的顺利施工，提高技术和设备的实用性；第二，应用绿色建筑理论，还可以对建筑工程进行有效的管控，优化施工过程中所涉及的资源，最终保证建筑立面建设符合实用性的要求。

4 绿色建筑理论在建筑立面设计中的应用问题

4.1 季节产生的问题

建筑立面工程设计工作中应用绿色建筑理论，其首要问题就是季节方面的问题。第一，不同的气候条件对于建筑立面的施工技术的可控性也是不同的，因此，在进行建筑立面设计时，很容易受到季节的影响，影响设计工作的有效性；第二，建筑立面在实际的设计和施工工作中，会用到一些液体或者是胶体材料，这些都容易受到季节的影响，对建筑立面的顺利施工造成阻碍，需要设计人员在进行设计时综合考虑季节因素。

4.2 遮阳系统方面的问题

当前，我国在绿色建筑理论下的遮阳系统主要包含以下几种方式：第一，建筑自身遮阳。建筑立面在实际的设计工作中，会存在较为明显的凹凸板块，这就导致了建筑立面上会存在建筑工程自身的投影，进而实现遮阳的目的；第二，应用相关的出挑构件。主要包含着阳台、挑檐等建筑构件，这一类型的遮阳方式的使用成本一般较低，对于施工技术水平的要求也较低，因此，这种遮阳方式在我国低成本建筑立面设计工作中的应用也较为常见；第三，使用专用遮阳件，主要包含着内遮阳和外遮阳，这种遮阳方式的优点是可以按照实际的要求进行调节，具有可调节性；第四，植物遮阳，顾名思义，这种遮阳方式主要是通过绿化建设来实现，并可以有效降低光污染。当前，在遮阳系统方面存在的主要问题是设计人员没有结合当地的实际情况和建筑立面的要求进行合理选择，另外，部分设计人员也缺乏对南北气候差异的考虑，从而导致所选择的遮阳方式不当，增加了建筑工程的建设成本，同时也不符合绿色建筑理念的要求。

4.3 社会环境方面的影响

建筑工程在实际的施工过程中，通常情况下都会对周围的环境造成一定的污染，同时，还会消耗大量的能源，因此，在建筑工程立面设计工作中应用绿色建筑理念也是我国社会环境发展的要求。但是，部分工程企业并没有意识到此方面的要求，使得绿色建筑理论的应用水平不高，在一定程度上也影响着我国建筑工程行业的可持续发展。

5 基于绿色建筑理论的低成本建筑立面设计要求

5.1 加强建筑构造的优化

相关设计人员在进行低成本建筑立面设计过程中，要想利用绿色建筑理论，提高建筑工程的整体环保性和节能性，首先需要做得就是加强建筑构造的优化。截图可以从以下几个方面入手：第一，建筑工程项目在实际的设计和施工过程中，采光工程和暖通工程需要大量的资金投入，而采光和暖通工程又主要包含着建筑的采光、通风、温度以及湿度等方面的内容，因此，减少采光与暖通工程的资金投入使其设计工作的关键；第二，设计人员需要加强对建筑工程的室内环境的分析，在优化建筑构造方面需要紧密结合建筑工程的室内条件进行。另外，现阶段，我国的很多建筑工程的构造都是混凝土结构，因此，其外部的构造对于建筑立面的设计成本不会有太大的影响，设计人员重点需要围绕室内环境来进行低成本的建筑立面设计。

5.2 加强水体调节

设计人员在进行建筑立面设计工作时，要想体现绿色建筑设计的理念，还需要加强对建筑工程的水体调节工作的重视，科学合理地进行水体调节，以此来降低建筑立面设计的成本消耗。为此，第一，设计人员需要加强对建筑工程的水体特征的全面分析，重点需要分析水体的流动性和比热容，并注意分析在实际的施工过程中的气候因素的影响，从而实现绿色建筑工程的设计和建设；第二，设计人员还需要加强对建筑立面的整体设计工作的分析，节后整体要求进行绿色设计，促进绿色建筑理念在建筑工程行业中的良好发展。总而言之，在绿色建筑理论的低成本建筑立面设计工作中，设计人员需要保证分析全面，提高建筑工程立面设计工作的科学性和完整性，最终让涉及的建筑工程材料和设备都发挥最大的作用。

5.3 不断强化反射效果

设计人员在实际的建筑工程立面设计工作中，还需要不断地强化反射效果，在保证建筑工程的舒适性的基础上，降低建筑工程的建设成本，提高建筑工程的环保性和节能性。为此，第一，设计人员需要对建筑工程的采光系统进行不断的优化，采取新时期下的各种先进的采光技术，降低建筑立面设计的成本，实现绿色建筑理论的应用；第二，设计人员需要加强地区分析，根据地区的不同，采取相应的采光技术，例如，在北方地区，由于其气候差异较为明显，四季比较分明，设计人员在采光系统中则需要使用可变性较高的采光技术，在夏季的时候，可以强化建筑立面对阳光的漫反射，避免建筑物过多的接受阳光直射。在冬季的时候，则需要为室内引入更多地阳光，保证室内的温度可以满足用户的要求。

5.4 优化新材料和能源

设计人员在实际的建筑立面设计工作中，还需要优化新材料和能源，以此来实现建筑工程的绿色发展。第一，在材料方面，设计人员可以对我国传统材料进行一定的优化，例如，加强对陶板的加工，将其作为建筑立面保温维护结构的施工材料。另外，设计人员还对于对陶板进行优化设计，使其形成条形管状，应用在建筑工程的外立面，形成遮阳和通风的效果；第二，在能源方面，当前比较常用的新能源主要包含着太阳能和风能。其中，太阳能的应用范围更加广泛，设计人员可以设计相关的集热装置或者光伏板来实现太阳能的有效利用。风能技术在应用范围较窄，还其受到所在区域的风能等级以及建筑立面的造型等方面的限制较大，因此，还需要相关人员继续进行研究，实现其优化应用。

5.5 合理应用水体调节建筑微气候

水体本身就具有高比热容、流动性和蒸发性等方面的特点，建筑工程的立面设计人员在实际的建筑立面设计工作中，还需要合理的利用水体调节建筑微气候，以此来实现降低能源消耗的目的。具体如下：设计人员在建筑立面的挑台、架空层以及屋顶花园的设计工作上可以合理地进行水体设计，利用水体蒸发的效果来进行建筑环境的热量蒸发，最终实现建筑散热的效果。

例如，在新加坡的PARKROYAL酒店工程的立面设计工作中，设计人员在立面挑台上就设计了相关的景观水池，且在架空层的设计上也设置了游泳池，合理的利用水体蒸发的作用，进行建筑工程的多余热量的散发，同时，对于改善建筑空间设计质量方面也有着较为明显的效果。另外，在此工程项目的建筑立面设计工作中，在建筑中庭设计上也设置了水体，从而对建筑中庭的温度进行了有效地控制，达到了较好的低成本建筑立面设计效果。

5.6 利用建筑形体来改善风环境

建筑通风设计也是低成本建筑立面设计工作的重要内容。一般情况下，建筑通风设计主要来自建筑外立面和第五立面。提高建筑工程的空气流动的效率对于改善建筑工程的舒适性等方面意义重大，尤其是体现在气候较为温和且地区效果较为明显的建筑工程立面设计工作中，为此，设计人员需要学会利用建筑形体来改善风环境。例如，在荷兰怀特里肯研发中心的立面设计工作中，设计人员就在建筑南翼三条办公空间方面设计了较大面积的可通风的窗户，同时，在第五立面上也设置了较多的气窗，进而使得整个建筑工程都形成了较为良好的穿堂风设计效果，对于改善建筑工程室内空气质量等方面意义重大。再例如，在清华大学设计中心大厦的立面设计工作中，设计人员也在建筑工程西侧外立面上设置了架空了墙面，在夏季的时候，建筑工程可以进行有效的空气对流，而在冬季的时候，则可以有效地进行西北风贯通，最终优化了建筑工程的整体性能。

除此之外，需要特别注意的一点时，虽然建筑工程的立面自然通风设计可以取得较好的低成本建筑立面设计的效果，在很大程度上也可以提高建筑工程的生态性和舒适性，但是，其在实际的设计过程中，仍然具有一定的局限性，一般情况下，其在气候较为温和的地区，建筑工程立面设计的效果则较好，而在其他地区，设计效果也较为有限，尤其是在极热或者是极冷的环境下，利用建筑工程的立面自然通风设计则无法为建筑工程室内提供适宜的温度和湿度，故而，还需要进行优化研究。

5.7 利用垂直绿化设计来实现生态外壁

建筑工程立面设计人员在实际的低成本建筑立面设计过程中，还可以利用垂直绿化设计来实现生态外壁，以此来提高建筑工程的空间品质，并实现建筑工程的消暑降温，降低建筑工程使用过程中的能源消耗。设计人员可以利用植被的蒸腾效应和绿荫的遮盖效果，合理地进行垂直绿化设计，在夏季较为炎热的环境下可以将环境温度较低1℃～4℃。另外，利用垂直绿化设计还可以降低建筑环境的视觉温度感受。例如，在新加坡管理大学李嘉诚图书馆的外立面设计工作中，设计人员就在建筑外壁进行了藤蔓植物设计，形成了有效地“生态外壁”，取得了较好的低成本以及绿色生态设计效果。