建筑设计中绿色建筑技术的应用原则及优化要点

2022-12-31李先俭山东省建筑设计研究院有限公司

中国建筑装饰装修 2022年10期

李先俭山东省建筑设计研究院有限公司

王莹山东省建筑设计研究院有限公司

近年来，我国建筑业持续快速发展，规模不断扩大，结构日趋优化，技术显著提高，实力明显提升，对经济社会发展作出了较为突出的贡献[1]。但是，建筑业是一个能耗极大的行业，在发展过程中存在严重的环境污染和能源浪费现象。在此背景下，在建筑设计中应积极应用绿色建筑技术，以尽可能减少建筑带来的环境污染。

1 绿色建筑概述

建筑业是污染与能耗极大的行业，在生产和发展过程中存在严重的环境污染和能源浪费现象，这显然与生态文明建设及可持续发展战略要求背道而驰。在此背景下，绿色建筑的理念应运而生。具体来说，绿色建筑就是致力于实现节约资源、减少污染、保护环境、与自然和谐共生，提供健康、适用、高效使用空间的一种现代建筑设计理念。

绿色建筑要求建筑全寿命周期内，将各种资源、能源的消耗量控制在最低水平，同时致力于实现各种污染物质如废气、废水、废渣的排放量最低化，也就是尽可能地实现环境污染的降低、资源消耗的减少。发展绿色建筑有利于推动生态环境与建筑行业的协调发展。传统粗放式经济发展模式是以牺牲生态环境为代价来发展经济，虽然推动了社会经济的迅速发展，但伴随而来的资源供需矛盾、环境污染问题却日益加剧。

当今社会，生态、环保理念越来越深入人心，节能、减排、绿色、环保已经成为各行各业发展过程中需重点关注的内容。尤其是党的十八届五中全会提出“绿色发展”理念后，建筑业的发展也必须要以绿色发展为基本原则。在此背景下，发展绿色建筑成为业内的共识。

2 建筑设计中绿色建筑技术的应用原则

2.1 以人为本原则

以人为本是科学发展观的核心，以实现人的全面发展为目标，重视人的需要，强调对人的充分尊重、理解和支持。建筑是为人提供服务的，所以在建筑设计中必须强调以人为本原则，既要尽量满足人的基本需求，包括使用需求、健康需求、安全需求等，又要充分尊重人的个性，结合人的个性特征进行设计[2]。

2.2 低耗节能原则

当今时代，随着能源紧缺问题的日益严峻，如何在行业发展的同时降低能耗、节约能源成为一项重要研究课题。一些不可再生能源是无比宝贵的，若人类无节制地开采，早晚会迎来能源枯竭的一天；一些可再生能源虽然取之不尽，却也需要花费一定的成本。因此在建筑业发展中，必须追求低耗节能，在建筑设计中综合运用各种节能技术和节能材料，最大限度地提高能源利用效率、降低能源消耗、减少不必要的能源浪费。

2.3 生态环保原则

生态环境保护和生态文明建设是全人类的共同责任，只有建设生态环保的建筑，使其与生态环境和谐相处，并成为城市生态构成中的一部分，避免对生态环境造成破坏，才符合科学发展观。生态环保的建筑设计还在于顺应自然，尊重自然界的客观规律，寻找亲近自然之道，换言之，就是将建筑设计与环境规划相结合。

2.4 舒适宜居原则

无论在任何类型的建筑设计中，应首先满足人对居住舒适性的基本要求，确保所设计的建筑适合人居住[3]。在现实生活中，很多因素都会影响建筑的舒适性，例如空气质量因素、温度因素、湿度因素、光线因素及环境因素等。这些因素的共同特点是都属于人感知的对象，因此为有效打造舒适宜居的建筑，在设计时应充分考虑这些因素，最大限度保证人们能够获得舒适的居住体验。

2.5 经济适用原则

近年来，随着我国城市的土地资源日益紧缺，城市中各类建筑的建设成本越来越高，因此在现代建筑设计中必须尽量降低成本。在应用绿色建筑技术进行建筑设计时，也要同时追求建筑的经济适用，在充分考虑各种经济影响因素的前提下合理优化建筑设计方案，以尽可能降低建筑成本[4]。

3 建筑设计中绿色建筑技术的优化要点

3.1 节能设计优化

3.1.1 门窗节能

门窗是房屋围护结构的一部分，也需要考虑保温、隔热、隔声、防风沙等要求。相关研究显示，传统门窗在建筑中的能耗约占50%，但通过应用有效的门窗节能技术可以有效降低其能耗，所以在建筑节能设计优化中，应积极应用门窗节能技术。在实践中，可以选用一些节能性能好且可减少门窗反射率的新型门窗材料，如节能型玻璃材料、低辐射玻璃材料、铝等，并结合科学调节门窗比例、可见光比、遮阳系数、外窗气密性等措施，达到既保证室内良好的采光效果又不影响建筑保温效果的目的。

3.1.2 墙体保温节能

墙体是建筑主体结构的重要组成部分，墙体保温效果会直接影响建筑的节能性能。因此在建筑节能设计优化中，应充分应用墙体保温节能技术。在实践中，常用的墙体保温节能技术有外墙保温技术、内保温技术及中间保温技术[5]。其中，由于内保温技术和中间保温技术会对墙体结构及后续墙面装饰施工造成一定的不利影响，正逐渐被淘汰；外墙保温技术则属于一种新型节能技术，拥有广阔的发展前景。

3.1.3 屋顶保温节能

屋顶一方面是建筑主体结构的重要组成部分，另一方面又是建筑中最易受外界干扰的部分。无论是遭受光照、雨淋、冰雪堆积、霜冻还是辐射等，均会使建筑能耗增加。因此在建筑节能设计优化中，应注意应用屋顶保温节能技术，以提高屋顶的抗干扰能力，降低建筑能耗。在实践中，一般选用热导率低的新型材料铺设屋顶，或者在顶面铺设太阳能板以及在屋顶适当种植绿色植被，从而获得良好的保温效果。

3.1.4 照明节能

照明能耗在建筑能耗中占有较大比例，所以在建筑节能设计优化中，应用照明节能技术具有重要的意义。

第一，根据实际建筑照明需求合理选择照明光源与灯具，确保灯具的质量、性能、寿命及实用性等达到相关要求。一般情况下，为有效满足室内光照需求，较低的建筑宜选用荧光灯；为保证室内具有良好的照明效果和稳定的照明时间，较高的建筑宜选用金属卤化物灯；对于较高且维护难度较大的建筑，宜选用无极荧光灯；对于需要调光且具有频繁开关灯要求的建筑，宜选用LED 灯。

第二，结合实际情况合理采取照明控制方式。例如，在走道、门厅、楼梯间等公共区域，应根据实际照明条件，结合自然采光情况制订照明控制方案，适当降低照度；在自然光比较充足、利用自然光比较方便的区域，应采用先进的传感器设备，实现自动根据自然光的照度变化来分组调节照度。

3.1.5 暖通系统节能

建筑中的暖通能耗往往十分巨大，在建筑节能设计优化中，只有合理应用暖通系统节能技术，才能达到有效降低暖通能耗的目的。第一，地源热泵技术。地源热泵主要将各类水资源和土壤源作为冷热源，能够将低品位热能转换为高品位热能，还能通过吸收建筑的热量来降低温度。第二，太阳能技术。太阳能是一种具有可再生、环境友好、清洁等优势的新能源，只需要将太阳能收集装置安装在光照条件较好的地方，即可有效收集太阳能，然后借助能量转换装置将其转化为热能。第三，变频节能技术。当暖通系统的负荷不断增加时，可以根据荷载的实际情况，借助水泵及变频调节设备等来适当减少负荷。第四，余热循环技术。借助循环系统使余热从某部分传递到其他部分，既能降低暖通系统能耗，又能减少暖通系统在运行过程中产生的空气污染。第五，合理选择通风系统形式。一般在建筑中面积较大的区域可优先选择全空气空调系统，并设置变风量末端装置，根据实际需求有效调节送风量，减少风机与制冷机组的运行能耗，达到良好的节能效果，还可以结合实际情况灵活应用单区、双风道及多区再热等通风系统形式。第六，充分考虑建筑朝向、形体系数、保温性能等各种温度影响因素，合理应用各种新型保温材料和保温技术减少热量损耗。

3.1.6 节约材料

在建筑建设过程中需要使用大量不同类型的建筑材料，且建筑材料成本在建筑总成本中占较大比例，因此在建筑节能设计优化中，节约材料至关重要。第一，提前评估建筑材料的使用量，减少不必要的材料浪费。第二，选择符合国家标准要求、正规厂家生产、有合格证明的材料，做好质量检查，避免因材料质量不合格而引起浪费。第三，优先选择绿色材料。

3.1.7 节约土地资源

在土地资源稀缺的城市中，建筑节能设计优化必然包括节约土地资源。在实践中，为有效节约土地资源，应合理开发土地资源，例如可以采取屋顶绿化、墙面绿化等措施，尽量扩大绿化面积。同时，应注重开发地下空间，例如建设地下停车场、地下商业街等。

3.1.8 节约水资源

水是人类赖以生存的重要资源，所以在建筑节能设计优化中，必须重视节约水资源，尽可能提高水资源的利用率，避免水资源浪费。

第一，根据建筑结构、小区特征等合理调整整体排水设计方案，优化管道布局，提高排水的畅通性及效率。第二，结合“海绵城市”建设理念，在小区各处铺设海绵材料，以使雨季过量的雨水通过海绵材料渗透至地下储水系统中，再用于灌溉小区绿植或者冲洗路面和厕所等。第三，积极应用中水资源利用技术，先集中处理建筑中的生产和生活污水，再实现重复利用。第四，积极应用真空排水技术改善室外给排水管网的排水速度受限情况，减少管道堵塞、系统瘫痪等问题发生的概率。第五，积极应用雨水回收利用技术，先借助相关装置收集雨水，再进行净化，然后加以运用。第六，在小区中积极应用透水路面铺设和打造下凹式绿地，建设“建筑—铺装—下沉绿地—渗蓄体系—雨水管网”的循环排水组织体系，将雨水有效收集起来进行利用，避免雨水被蒸发浪费。

3.2 环保设计优化

3.2.1 水污染控制

在建筑环保设计优化中，应重视水污染控制。在实践中，可以将污水运输到污水处理厂进行集中处理，也可以采用净化装置对污水进行净化后再排放，避免直接排放污水造成环境污染。

3.2.2 粉尘污染控制

开挖、切割等建筑施工作业会导致粉尘污染，而且若空气中的粉尘浓度超标，还可能引起爆炸。在实践中，应优先选择污染较小的装配式建筑模式，并积极应用除尘设备，将粉尘污染控制在合理范围内。

3.2.3 泥浆污染控制

泥浆污染是建筑建设期间的常见污染。在建筑环保设计优化中，应设法有效控制泥浆污染，避免破坏周边生态环境。在实践中，可以采用固结工艺等先进工艺来预防泥浆外溢，并对固结的泥浆进行妥善保管、集中处理以及循环利用。

3.2.4 光污染控制

焊接等建筑施工工艺会引起光污染，因此在建筑环保设计优化中，光污染控制非常重要。在实践中，一般可以采取对施工场地进行围挡等措施来有效控制光污染。

3.3 绿化设计优化

3.3.1 小区总体绿化

绿化设计是建筑设计中必不可少的一项设计内容，在建筑绿化设计优化中，应在条件允许范围内尽可能扩大小区中心绿地面积，最大限度提高绿化覆盖率。在实践中，小区总体绿化设计应充分体现出布局的层次感与立体感，既要满足人们的行走需求，又要满足人们的观赏需求。在选择绿化植物的过程中，宜选择乡土植物和环保型植物作为绿化景观的主要绿植，因为它们具有成本低、易存活、栽植方便等优势。此外，应借助一些景观步道、小品等进一步增强绿化景观的整体艺术效果。

3.3.2 建筑立面绿化

建筑立面绿化是建筑绿化的关键，在建筑绿化设计优化中，应格外重视建筑立面绿化。在实践中，可在建筑外墙种植野葡萄、常春藤等植物，构建立体空间绿化景观，以起到装饰、减少阳光直射、降温的作用。

3.3.3 阳台绿化

通过阳台绿化可以美化建筑立面造型，使室内获得优美的景观，并有利于改善城市景观，因此阳台绿化是建筑绿化设计优化的重点。阳台一般可分为半凹半凸、凸、凹3 种形式，不同形式会产生不同的通风、日照情况，并形成不同的小气候。在实践中，应根据阳台的实际情况合理选择植物类型，并合理控制植物的高度，防止其影响室内采光和通风。

3.3.4 屋顶绿化

屋顶花园的绿化形式，是近几年诞生的一种新型建筑绿化形式，在建筑绿化设计优化中，应积极应用这种形式。在实践中，可以在屋顶种植一些低矮植物、花卉，作为观赏区使用。