建筑学设计中的绿色建筑设计

2021-11-09石旭丁中国城市建设研究院有限公司山西分院

门窗 2021年6期

石旭丁中国城市建设研究院有限公司山西分院

1 前言

绿色建筑已经成为建筑行业现今乃至未来较长一段时间内的主要前行方向，绿色建筑是在传统建筑基础上融入绿色环保、节能减排等理念内容，对传统建筑设计中存在的问题加以分析，解决建筑高能耗、高投资现象，在确保建筑质量的基础上，减少对环境的破坏，达到和谐发展的目标。

2 绿色建筑的基本概念

绿色建筑是指在建筑立项决策、规划设计、施工建造及投产应用的全生命周期内，立足宏观发展角度与可持续发展角度，优化资源分配，保护生态环境，保障生态系统平衡，力求减少废物垃圾排放量，减轻生态环境污染，为人们提供舒适、健康、安全的生活场所和活动空间。绿色建筑的最终目标就是遵循自然的客观发展规律，打造低能耗、轻污染的建筑物，实现人、建筑与社会的和谐共生。

3 绿色建筑的设计要点

3.1 建筑选址与现场设计

建筑设计是一项综合性、专业性与复杂性较强的工作。建筑选址与现场设计是建筑设计中不可缺少的两个关键环节。建筑选址与现场设计的合理性，极大程度的决定了整体建筑设计效果。绿色建筑设计理念既强调建筑物本身的节能环保性，又十分注重建筑物与周围环境的协调平衡性。当然，无论是绿色建筑，还是普通建筑，质量安全始终是第一要义。在绿色建筑施工时，应结合工程质量要求与周边环境特点，制定完善的施工计划，采取合理的施工工艺，进而最大限度地保证工程建设的质量。

绿色建筑设计需要秉承因时而异、因地制宜的基本原则，渗透节能环保理念，根据当地的地理环境、气候环境、自然环境与人文环境展开设计，在为人们提供多样化、便捷化、优质化服务的基础上，实现建筑的经济效益、社会效益与生态效益的最大化，推动整个建筑设计行业的良性发展。

3.2 结构布局

结构布局设计需要从全面性角度展开科学分析与考量，对现有资源加以整合，以保证建筑结构空间合理性与功能齐全性。利用自然资源实现建筑内部温度的调节，减少人工设施和能源消耗，改善绿色建筑效果。在结构布局设计中，若想实现绿色建筑目标，需要对以下几方面内容展开科学掌控。

首先，内部功能布局的优化和调整。在保障功能性的基础上，根据现有资源优势，展开内部结构布局和优化，减少空调、照明等设备的使用，科学调整内部温湿度和通风效果。

其次，注重前期勘察，了解室外环境特征及地形优势，实现资源的科学利用和开发，强化绿色资源效果。

再次，准确了解区域气候及风向的变化特征，对建筑朝向及内部布局加以优化调整，引入自然风，满足自然通风和采光要求，降低能源消耗。或者也可通过太阳能和风能的引用，降低电能、热能的损耗，确保建筑的舒适性和经济性（如图1）。

图1 绿色建筑设计

最后，对周边环境展开规划和处理，科学选择栽植的绿色植被，控制建筑间距，高效运用自然元素。

3.3 配套设计

绿色建筑设计中，配套设施的完善也是非常重要的环节，不仅具有辅助功能，还能为节能环保目标的达成提供支持。如绿色建筑设计中，新风换气系统的设计，对传统管道实行更新处理，运用换气机组，构建循环体系，将室外新鲜空气引入室内，将室内气体有效排出，确保室内空气的干净清新。新风设计可加强室内清新空气供应的持续性，降低环境内有害气体过多堆积对人体健康带来的影响（如图2）。不过该模式很容易受到外界环境影响，使得内部环境温湿度发生较大变化，降低舒适指数。所以在设计中，要考虑到该方面内容，科学调整温湿度，以降低能源消耗。

图2 新风换气系统

3.4 门窗节能

门窗是建筑中采光通风的重要设施，在对其开展设计时，应考虑到绿色要求，在保证采光通风的前提下，对存在的能耗问题予以科学处理和解决。门窗结构较为简单，安装便利，但如果密封效果不理想，就很容易导致内部热能散失，带来较大的热能损耗。所以在设计过程中，设计人员需要对门窗尺寸、密封性、结构面积予以综合考量，降低门窗传热系数，优化保温隔热效果。常见的技术类型有空气隔热技术，其可控制热能散失，满足绿色要求。此外，在门窗设计过程中，还要对当地的实际气候情况加以详细分析，并在此基础上完成制冷与制暖系统的有效结合，让自然资源的利用价值得到最大限度的发挥，获得良好的节能减排效果。

3.5 墙体设计

随着经济和技术的进步，建筑行业及技术也得到优化和调整，所需材料种类增多，尤其是墙体材料种类不断增加，为满足绿色建筑设计要求，在墙体材料选择上，除要考虑保温隔热性能外，还应考虑到绿色环保、节能减排的要求，优化墙体设计和施工的质量。如在墙体填充材料选择上，可以加气混凝土材料为主，这样既可改善隔热保温效果，又能抑制热能的散失。

另外，在建筑工程施工中，借助外墙隔热板的铺设，能够起到良好的能量节约效果，提高该建筑物的外观美观度，以此满足人们的各项居住需求。相关设计人员应将绿色建筑理念全面贯彻到墙体设计中来，以突显建筑物的居住舒适性和环保性。

3.6 外立面设计

单体外立面绿色设计中，除要考虑功能性外，还应重点对所在区域气候环境加以考量，结合气候特征采用不同的设计方式，强化建筑整体设计效果。如北方地区建筑因为体型较大，对保温性能要求较高，在单体外立面设计中，需在考虑美观性的同时，做好保温处理；南方地区则因为夏季炎热，需要在设计中考虑到自然通风及紫外线照射影响等内容，注重内部舒适性，降低空调使用频率。在北方因为考虑到冬季采暖保温性能，要求外墙与外窗设计过程中，注重相关保温隔热处理，优化建筑物的保温性能。在南方区域，还需要尽量将建筑物外立面的颜色选择成暖色调，这样能够促使外墙的热传导作用得到大幅度的削弱，由此获得良好的节能效果。

4 绿色建筑设计的主要发展趋势

4.1 因地制宜

绿色建筑设计中，应坚持因地制宜的基本原则，展开设计内容的科学规划和处理。准确了解建筑所在区域地形优势、水文及气候特征，掌握季节变化规律，并在此基础上根据建筑功能要求完成综合分析与考量，明确绿色设计思路，选择科学方式方法，提高自然资源开发的利用率，进而降低内部人工设备使用频率，实现能源、资源的科学管控，避免浪费现象的产生。如在阳光较为充足区域内，安装太阳能装置，将太阳能转化成热能和电能供应建筑使用；在温度较低区域内，使用保温性能较好的绿色环保材料；在炎热区域内选择遮阳板等结构，削弱太阳辐射，且反射的太阳能可通过专用设备收集转化，并应用到其他系统运行中。

4.2 优化植物群落，保护自然

在绿色建筑设计中，对植物群落结构及功效实行优化处理，建立良好的生态环境空间，不仅可实现资金、资源上的科学管控，还能为人们营造良好的生态环境，加强人与自然间的协调与沟通，提高建筑的舒适度。在绿色建筑设计中，可在建筑外部空间内进行自然植物群落的模拟和搭建，科学栽植乔木、灌木等类型植物，搭配应季花草，打造自然景观，同时注重景观层次性的调整，以突显建筑的观赏性和美观性，为人们带来不一样的视觉体验，强化建筑区域的整体感官效果。再者，遵循自然设计理念，将城市的特定地理山脉作为实际设计工作前提条件，将山水地貌以及自然风景融入建筑景观设计中来，促进人工景观与自然景观的完美融合，使城市绿化设计空间更加开阔。

4.3 可再生能源科学利用

绿色建筑设计中，可再生能源的有效利用是达成绿色目标的关键。现阶段可再生能源以风能、太阳能、地热能为主，这些能源的循环科学利用，可替代传统能源，满足建筑建设及人们日常生活工作所需，且不会产生任何有害物质，不用担心对环境构成任何威胁，实现协调发展目标，优化建筑设计水平。可再生能源利用的方式有很多，需要根据现有方式方法完善设计内容，并在此基础上尝试创新和优化，充分发挥可再生能源的作用和价值，延长建筑使用寿命。另外，在可再生资源利用上，还应根据建筑所在区域特征进行科学规划，注重资源应用的合理性、可靠性。