绿色建筑技术在建筑设计中的优化与结合分析

陈志强

（广东万成建设集团有限公司，广东广州 510630）

0 引言

绿色建筑技术是指在建筑的生命周期当中，利用科学合理的规划设计，最大限度节约资源，保护环境和减少污染，并为人们提供一个健康、舒适与自然和谐共生的空间。

1 绿色建筑技术的设计原则

绿色建筑的主要目的是为了节约能源，以此促进建筑行业的发展。一般来说，绿色建筑技术的设计需要遵循三项原则。首先是地域性原则，我国地域广阔，各个地区的自然条件、地理环境和生活习俗都有一定差异，在使用绿色建筑技术进行建筑设计时，首先要结合地区地域条件进行安排。其次，绿色建筑设计要注重对自然资源的合理利用，具有将绿色生态理念贯穿整个设计当中的意识，包括建筑材料、建筑流程、建筑施工等环节。最后是协同性原则，建筑的本质终究是为了使人居住或工作的场所，在建筑设计中应站在生态环境的角度为人们创建更多人与自然和谐共生的规划方案，使建筑和环境都能为人们的稳定生活尽一份力。

2 绿色建筑技术在建筑设计中的优势

2.1 经济性

在社会快速发展的同时，生活环境也受到一定的破坏，人们已经认识到绿色建筑的重要性。为了将绿色建筑技术更快地推广到建筑设计当中，需要对绿色能源进行合理利用，在提高人们生活水平的同时，降低建筑工程的经济成本。将新型的绿色建筑不断向建筑行业中推广，才能促进经济的快速发展。例如在建筑材料中选择生态环保的材料，实现对建筑表面温度的控制，达到冬暖夏凉的效果，以此减少建筑中空调的安装数量，获得更多经济效益。

2.2 可持续发展

可持续发展和循环利用是建筑行业不断发展进步的重要课题，而绿色建筑技术中有符合这两类要求的设计规划。例如在建筑设计中采用的循环用水模式，将生活用水经过仪器设备转化为绿化用水，浇灌到绿化园地当中。或是现阶段较为盛行的装配式建筑，能够大幅减少对常规能源的消耗，利用太阳能、地热、风能等可再生能源技术，促进建筑行业的可持续发展。

2.3 优化传统建筑

传统建筑的功能只限于遮风挡雨、避暑御寒，随着科学技术和施工建设的发展，建筑结构和功能也发生一些变化，绿色建筑技术跟随建筑行业经历了很长一段时间，设计人员和工程师也开始注重建筑的空间规划、节能环保创设出很多优秀的建筑。而对于传统建筑来说，推倒重建并非良策。要想让传统建筑也能够符合当前建设设计要求，绿色建筑技术恰巧可以满足。并非利用新型建筑材料和施工工艺，而是运用较强的功能需求和技术针对性，在传统建筑的基础上添加或调整，尽可能减少施工，而运用其他方式来改善室内室外的环境，例如在房顶铺设草坪，更换室内玻璃，达到优化建筑的目的。

3 绿色建筑技术在建筑设计中的优化与结合

3.1 优化规划设计

绿色建筑项目最基本的设计需要有效利用资源、减少废物和污染物的排放、提高室内空气质量，并在此基础上尽可能利用可再生能源，保障住户生活质量，增强环境适应性。目前很多使用绿色建筑技术的公司，运营成本明显降低，投资回收期也相对缩短，而这一结果的起点来源于最初的规划设计。在建筑设计过程中，可以利用信息分析技术结合建筑信息模型（BIM）对建筑性能进行分析，结合建筑区域，探究潜在能源的使用。例如建筑采光，尽可能为建筑提供自然光可以减少照明用电，也要考虑热负荷带来的温度升高。设计人员可以利用BIM 和分析工具进行计算，找出建筑施工前、中、后期的最佳方案[1]，并且在部分单独或特殊用途的建筑设计中，设计人员要与业主或客户进行商讨，结合设计布局和关键决策进行商议，以确保建筑的规划设计能够满足客户的需求。在确定规划布局和设计方向后，设计人员便可以对建筑进行优化，在满足建筑的刚需情况下，融入绿色资源，然后与施工团队进行联系。建筑工程施工是能源消耗的重点环节，在规划设计当中需要处理施工过程中可能出现的问题，并采取对应的解决方案，减少不必要的能源消耗。尤其是在环保材料的运用上，作为建筑工程的关键组成部分，材料的环保性能将直接影响建筑设计的生态效果，要保证使用的建筑材料具有环保性，并尽可能具有重复利用的效果，坚持绿色理念进行建筑规划设计，才可以使整个建筑工程的生态性能得到保障。目前很多建筑设计中都有优秀的绿色建筑技术应用效果，实际建设过程中可以多加参考此类建筑的设计规划和结构，在结合实际建筑的周围环境进行调整，实现建筑设计的优化。

3.2 结合建筑构造

建筑规划设计是确保建筑的总体轮廓和施工方向，其内在还需镌刻。设计人员应具备几套不同的设计方案，其中都包括对建筑生态性能的分析，计算机软件或许不善于模拟美观和环境氛围，但在技术性构造方面其可以轻松胜任。设计人员需要结合建筑构造，来进一步优化可再生能源的设计。上文提及的采光会根据建筑的类别和使用情况产生差异，例如博物馆的采光和遮光有严格的要求，而普通住房的采光设计则相对宽松。在大多数绿色建筑设计中，保持良好的通风状况需要结合建筑的内外部构造，在绿色建筑构造中，根据建筑平面布局以及建筑朝向来设计有利于夏季或过渡时期的自然通风，采取导风墙、拔风井等能够诱导气流，趋近自然通风的技术措施，并且拔风井中的空气在受到南向光照射时会起到一定的增热效果，进一步增强通风的效果。并且在建筑构造设计中最为显著的规划是利用绿化来改善生态环境和提高生活质量，除了建设用地的绿化外，屋顶及墙面绿色逐渐被推广，不仅可以提高绿化在二氧化碳固定方面的作用，而且墙面和屋顶绿化可以增强建筑的保温隔热效果，还能够适当节约土地资源。当然，屋顶和墙面绿化需要建筑本身结构符合一定标准，设计方面还需考虑绿化的荷载问题，保障建筑的安全性，同时也要注重设计防水渗透措施和后期人工绿化维护的成本，使能源利用率和能效比达到最优[2]。

3.3 再生能源系统

现阶段，很多建筑设计中都利用物联网技术，配备诸多传感器，用于测量占用率、空气质量、气温等指标，也被称为建筑管理系统。在建筑设计和施工中工作人员可以根据建筑的实际性能，将建筑规划、设计、施工和管理的全过程纳入考量的范围。简单举例，部分建筑管理系统可以通过计算建筑空间内的人数来控制通风系统，防止二氧化碳积聚。而设计人员自然也可以了解到人们的流动情况，来优化建筑通道，提升建筑的合理性。尤其是我国人口众多的背景下，人均能源占有量严重不足，急需科学合理地运用可再生能源。以光电功能系统技术为例，根据建筑的用电需求和建筑自身结构特点，制定光电系统的运行模式，在白天提供较多荷载以满足人们工作需求，而夜晚则进入睡眠模式，满足建筑内部的照明即可。并且再生能源系统不应是单独的系统设计，要将整个绿色建筑融为一体，加强其与子系统的联系，以物联网为基础，分项计量、装置控制、实时采集建筑的能耗信息和参数，形成耗能的监管机制，进一步分析建筑的耗能状况，才能加强对建筑耗能的控制。此外，建筑内部的通讯、消防、设备监控都可以连接到系统中，实现对建筑内部各系统运行状况的全方位管控。

3.4 未来城市发展需要

现今城市建设耗材多、资源消耗多、对环境影响不小，随着我国城镇化高速增长，城市整体可持续发展设计成为必须要考虑的因素之一。在建筑设计中最显著的就是高层建筑的绿色建筑技术应用，不仅是因为高层建筑多是新型建筑，而且还有高层建筑面积更大，绿化效果更为突出的缘故。首先是高层建筑对光污染的控制，现今很多建筑的玻璃材质有着极高的反射率，可以将传统的平滑玻璃目前转变为鳞片式或交错式，控制光污染的角度，使反射范围更加分散。

其次，对风环境的影响。风对室外行人的影响较为明显，在楼宇间或楼洞处能够感受到风速显著增大，甚至影响正常行进。这其中位于伦敦的瑞士再保险中部大楼最具生态理念，在此建筑身上绿色建筑技术得到淋漓尽致的应用，其类似子弹形状的外观利用生态螺旋在建筑周围对气流进行引导，使风能够缓慢通过，并结合建筑的幕墙系统开启窗扇捕捉气流，实现自然通风。还有一些建筑利用风洞和发电机相互结合的理念，将风能运用到建筑设计之中。

之后是建筑的热效应，遮阳太阳能板已经在城市中有一定应用，无须过多阐述。现阶段还有一种通过建设设计形成自遮阳的效果，这类建筑形体较为奇特，但能够将自身日照辐射降至最低，一些高层建筑还能提供特色的景观视野。

最后是建筑的冷热运用，利用烟囱效应增强空气的对流，利于室内的通风。例如绿地集团吴江中心的高大中庭，在夏季室内供冷，建筑内冷空气下沉，顶部就会吸入外界的低温空气，这是烟囱效益的反向应用。此外，城市高层建筑的增多，垂直绿化和立体绿化设计也在不断增多，不仅使较高的楼层也能享受到地面的空间品质，还能吸收热辐射，改善室内热环境[3]。

4 结论

绿色建筑已经成为现阶段乃至未来建筑行业发展的主要方向，能够在降低自然环境破坏的同时，满足人们基本居住与生活需求。在遵循绿色建筑技术原则的前提下，优化建筑规划设计，多使用环保材料，再结合建筑的构造，增强自然资源的效果，并投入先进的信息系统，优化绿色建筑技术的使用性能，才能够促进绿色建筑技术在建筑设计中的发展。