绿色环保在建筑工程设计中的应用研究

陈琳

（山东银河建筑规划设计有限公司，山东 潍坊 261041）

0 引言

在未来的一段时间内，我国将大力推动能源清洁低碳安全高效利用，围绕重点领域推进，例如工业和建筑等，推进其进行低碳转型。其中，建筑为重点对象，因为其为碳排放的重要来源，有研究报告显示，2018年全国建筑全过程碳排放总量达到了49.3亿吨，经过计算得出建筑行业当年的碳排放占据当年全国碳排放总量的51.3%。基于碳达峰与碳中和目标实施的背景下，建筑行业低碳转型迫在眉睫，从建筑工程设计环节入手贯彻绿色环保理念，提出有效的技术措施，防范环境污染的产生，实现源头控制，具有重要意义。

1 建筑行业绿色环保推进的意义

基于低碳发展背景，建筑行业转型面临很多问题。首先，链条多且环节多，实现精准控制的难度很大。我国每年新增建筑的工程建设产生的碳排放大约占据总排放的18%，来源于水泥和钢铁等的生产与运输各个环节。其次，建筑存量大，碳排放高。

其次，人口数量大，且人口不断流向城市，带动着建筑需求的增加，进而刺激建筑建设，使得建筑存量不断增加。目前，房屋建设规模依旧很大，每年新开工的面积较大。建筑无论是施工还是后期的运行，都会消耗很多能源，为碳排放控制的重要对象。

最后，建筑行业节能减排挑战大。过去的一段时间内，我国建筑领域节能环保工作突出，减排获得了不错的成绩，但依旧面临很多挑战[1]。用碳的视角重新审视建筑绿色发展，将会有更多的要求，做好建筑建设环节的绿色环保控制，达到能源节约和减少碳排放的目的，具有时代发展意义[2]。

2 绿色环保在建筑工程设计中的应用实例分析

2.1 案例概述

以某建筑工程项目为例，总建筑面积为496223.8m2，项目分三期实施。其中，第一期工程用地面积为34022m2，设计了7栋26层高层住宅，设计为框剪结构。为了达到人们的预期，即高品质、低能效，在设计方面下足了功夫，提出了节地、节能和节材等措施，最终获得了绿色建筑三星设计标识。现结合具体设计情况，展开具体分析。

2.2 项目节能设计总方案

项目的节能目标为65%，按照绿色建筑的标准，贯彻节能环保理念，积极响应国家节能减排的政策，推广使用高效用能设备和地源热泵系统等，实现了建造的目标。从项目设计分析，经过综合衡量，选择了全通透下沉式方案，进行地下室建设。一方面，可以满足使用者的需求，提供了车辆停放空间。另一方面，达到了分流的要求。除此之外，实现自然通风和自然采光[1]。整个设计方案都是围绕一个核心和一个功能出发，也就是节约能源和保障功能，这需要进行综合分析和考量，选择适宜的方案与方案。本次设计内容中，采用了土壤热源技术，进行了能源供给的优化和完善，满足人们的需求和要求，同时还控制了能源消耗。为实现全面控制，还涉及了外墙节能方案，提出使用A级防火的外墙STP板保温，同时还为建筑物配置了断桥隔热铝合金中空玻璃窗和外遮阳卷帘。不仅改善了居住环境，而且实现节能超过65%的标准。

2.3 绿色环保的应用设计

节地与室外环境。从用地指标分析，容积率控制为2.2，绿地率控制为41.3%，人均用地指标控制为13.7m2。从室外环境分析，外窗使用的是规格为（6+12A+6）的中空玻璃，可达到隔声的要求。项目设计时利用SUN日照分析软件开展计算，此项目所有住户都达到住宅至少有1个卧室或者起居室大寒日日照累计不少于2小时的要求。小区绿化面积设计合理，绿化率为41.3%，能够增强地面透水能力，达到调节微小气候的效果，增强了地下渗透力。地下空间的开发与利用，主要设计为车库和设备用房等，地下建筑面积和建筑占地面积比为3.7:1。

节能措施。外墙设计为真石漆+（10mm）厚水泥抹面胶浆+（10mm）厚度的STP保温板+（20mm）厚度的水泥砂浆找平+（200mm）厚度的钢筋混凝土。贯彻环保节能理念，对传统的空调系统进行优化与创新，使用地源热泵，来进行能源的利用，减少非再生能源的使用，同时还满足了人们的需求。设计环节进行测试分析，获得相应的参数，例如地埋管和土壤换热参数，为设计人员提供数据信息与参考。按照设计方案，地源热泵机房的建设，经过选址分析，最终选择在地下室空间。为满足实际需求，还配置了4台地源热泵冷热水机组，可以支持夏季与冬季的运行需求。为了可以达到有效调节的效果，结合不同使用情境进行了优化，例如冬季运行选择在地板辐射采暖集水器的各个回路上进行优化，通过布置电磁阀，采取无线远传温控器控制的方式，达到自动化调节室温的目的。建筑应急照明和电梯以及风机等，都采用一级负荷，剩余电力和照明使用三级负荷。对于公共位置的灯具，选择的是装设稀土三色节能荧光灯，配电子镇流器，显色指数Ra＞80。从应用效果分析，室内灯具效率超过70%，装有格栅的超过60%，室外灯具效率超过50%。在能量回收方面，为每户布置了全热回收新风换气机，夏季与冬季每户可以回收能量分别为97.2kW、121.5kW。

节水设计。设计方案提出使用分类计量水表，布置在各个用水点。景观灌溉的节水设计，选择喷灌方案。建筑卫生间和厨房安装洁具，全部选择的是节水型器具；使用材料与管道进行连接，避免出现管网漏损。结合运用雨水收集系统等，项目节水率为14.26%。在水资源节约的这一个部分，关键在于利用，设计了一个可以高效化回收与利用的系统，从雨水落地的那一刻进行回收，并且利用处理系统进行净化与处理，达到使用要求。设计的水系统使用具有传感器的两线解码器控制系统，便于日常维护。

材料节约设计。建筑工程设计提出采用钢筋混凝土框架剪力墙结构，保持造型简约。作业现场禁止搅拌混凝土，均采用预拌混凝土。积极推广使用循环材料，例如钢材与木材以及铝合金型材等，项目建筑材料总重量为114541.757t，可再循环材料重量为12825.207t，占比达到10.8%。高强度钢材作为主筋的比例达到98.9%。

室内环境质量。使用SUN日照分析软件辅助设计，建筑日照设计达到标准。按照采光标准进行模拟，项目采光系数超过1.1%，餐厅采光系数超过0.55%。从自然通风模拟分析，各个户型主要功能房间的换气次数超过2次/h，达到了《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2006标准。项目设计了框架剪力墙结构，外墙部分为复合体系，围护结构没有结露的情况。

3 绿色环保在建筑工程设计中的应用建议

3.1 明确环保节能的应用要求

建筑工程设计实践中贯彻绿色环保理念，需要明确节能环保的要求。首先，优化资源配置，降低能源消耗。设计建筑工程方案时，积极推广再生能源，减少能源和资源浪费。加大对清洁能源的应用，使用再生资源，减少污染排放。建筑设计环节必须要注重整体布局的优化，尽量实现自然风为建筑降温，进而减少空调的使用。借助自然能源来调节建筑内部温度，例如地热等。其次，实行绿色建设。贯彻绿色节能环保理念，通过优化节水和节材以及节地等措施，践行绿色环保理念，有效缓解能源短缺的情况，提升居住环境水平[4]。

3.2 做好建筑设计方案的整体把握

优化建筑布局。从建筑布局方案的设计分析，需要考虑到地理环境和气候条件等的影响，做好整体布局的优化，为建筑节能环保目标的实现提供支持。这需要做好事前的勘察与调查，全面掌握建筑工程的各类条件与情况，为建筑工程设计提供完整的资料与信息，开展全面化分析，提出优化布局的方案，指导建筑工程高质量建设，促进建筑绿色持续化发展[5]。

推广使用新型绿色材料。绿色环保在建筑工程设计中的应用，很多应用价值与效益的实现，需要通过推广新型绿色材料，减少材料生产环节的碳排放与污染，促进建筑绿色持续化发展。实践中需要结合工程建设的标准和需求，优选绿色材料，做好建筑工程设计的质量把控。积极发挥材料与技术的价值，促使绿色环保在建筑工程设计中的应用[6]。

借助现代化技术，优化建筑工程设计。绿色环保在建筑工程设计中的应用，利用现代化技术手段，例如BIM技术等，对工程设计方案进行优化，可提升建筑设计的质量，指导工程的高质量建设。基于BIM技术建设建筑三维模型，能够为各类节能环保措施的应用效果分析提供支持，助力建筑设计的优化。通过模拟分析工程施工的节能环保情况和效益，对设计方案进行优化，保障方案整体的效果，为工程施工提供支持，全面提升绿色环保水平。从绿色环保在建筑工程设计中的应用需求出发，积极创新和优化设计方式方法，全面提高设计工作的效率与质量，实现绿色环保理念的运用价值[7]。

4 结语

综上所述，绿色环保在建筑工程设计中的应用，围绕水资源和能源等的利用方面，从实际情况出发统筹设计，保障建筑性能和功能的同时，减少对能源的消耗，降低碳排放。未来，绿色环保理念与技术会不断创新，能够为建筑工程设计提供更多的选择，促使建筑持续化发展。开展设计时做好措施的整合应用效果分析，积极优化绿色节能环保方案，促使建筑建造达到工程的要求。随着各类新型绿色环保技术和工艺以及材料等的不断出现，能够为建筑工程设计提供更多的选择与保障。