基于绿色环保理念的建筑设计

2022-12-31魏丹妮四川柒元星实业有限公司

中国建筑装饰装修 2022年10期

魏丹妮四川柒元星实业有限公司

建筑工程建设是一个复杂的过程，为保障建筑工程的质量，必须做好建筑设计。以往的建筑设计中，对绿色低碳与节能环保的漠视导致建筑工程建设过程中消耗大量资源，造成严重的污染，使建筑业成为公认的污染与能耗极大的行业。在建筑行业转型步伐不断加快的背景下，在设计到施工再到后期维护的全过程中，应融入绿色环保理念，从源头抓起，致力于打造绿色建筑，推动整个建筑行业的可持续发展。

1 绿色环保理念的内涵

本文从3 个方面分析绿色环保理念的内涵。

第一，从建筑设计的源头上，减少对生态环境造成的负面影响。建筑工程建设过程中应尽可能将对生态环境的破坏控制在最低水平[1]。例如，在建筑材料选型上，应当优先选择生态环保、可循环利用的施工材料，并准确计算材料用量，有效避免不必要的材料浪费，在有效控制建筑成本的同时，较好地保护周围的环境。

第二，在建筑设计的综合要素中，降低资源的消耗量。建筑工程建设过程中应尽量减少对各种能源、资源的消耗。例如选择节能型设备达到节能效果。

第三，通过提前预判设计方案的实施效果，减少建筑物建成后的污染。围绕绿色环保理念，建筑设计应从前瞻性的角度准确预测建筑物建成后的情况，致力于实现降低能耗和减少污染，打造绿色低碳节能建筑。

2 建筑设计中融入绿色环保理念的必要性

在以牺牲生态环境为代价来发展经济的传统粗放型经济发展模式下，社会经济虽然获得了迅速发展，伴随而来的环境污染问题、资源供需矛盾问题却日益严重。建筑工程建设是一项关系民生的项目，在以往的建筑工程建设过程中，需要消耗大量的能源，且会给生态环境带来严重的污染[2]。

具体来说，建筑工程建设离不开各种建材、电、水等资源的支持，建材运输过程中需要使用柴油、汽油，发电需要消耗煤炭、石油等资源，同时，建筑工程施工过程中也会导致水污染、粉尘污染、噪声污染、光污染及固体废弃物污染。此外，建筑设计不当有可能导致建筑投入使用后产生巨大的能耗与污染[3]。

相关调查研究指出，建筑运营期间的能耗约占社会终端能耗的21%，在建筑功能不断完善的当下，这一占比正在持续上升。采取不同统计方法对建筑全寿命周期的能耗进行计算发现，其约占全部能耗的38%～52%。为实现节能减排的目标，建筑设计应融入绿色环保理念，采取合理的措施来降低建筑工程建设过程中以及投入使用后的资源消耗、环境污染，在满足人们对建筑物实际需求的同时，推动人类活动与生态环境的协调发展[4]。

3 基于绿色环保理念的建筑设计策略

3.1 建筑选址设计

建筑设计必须高度重视选址设计，即选择建筑物的所在地，可以说，选址是否科学、合理，在很大程度上决定着一个建筑工程项目是否成功。在设计选址方案时，应充分考虑建筑与周围环境之间的关系，尤其是高层建筑，为避免其给城市形象带来不良影响，必须与周边环境相契合。在进行具体的建筑选址前，应全面勘察当地的地形及环境，尽量选择环境良好、自然资源充足以及安全性高的区域。

此外，建筑选址应以节约资源、合理降低施工难度为出发点，尽可能选择周围环境不复杂、地质条件较好、交通相对便利的区域，以降低建设和运输成本，最终实现降低成本和节约资源的目标[5]。例如，在地基方面，如果选择软土地基，需要花费大量的时间、成本、资源处理软土地基，增加各方面的成本。因此，必须确保建筑选址的合理性，尽量选址地质条件良好、交通便利的区域，以减少不必要的成本和资源消耗。

3.2 建筑朝向设计

建筑物的朝向与人们的日常生活息息相关，会直接影响室内采光、取暖、防寒等效果。因此，在建筑设计中，应对建筑物的朝向进行充分论证与合理选择，结合当地的气候条件，对建筑与采光门窗的朝向、大小、形式进行科学设计。我国建筑的朝向通常为“坐北朝南”，当建筑与夏季主风向的角度小于45°，且与冬季的主风向分离时，可获得较好的“冬暖夏凉”效果。在夏季，可为建筑物遮阳，减少制冷消耗的能源；在冬季，整体日照条件较好，应有效采光保暖，降低采暖消耗的能源。

需要注意的是，建筑物为南向的时候，由于采光效率相对较高，为避免夏日暴晒问题，门窗应与遮阳装置进行有机结合[6]。基于绿色环保理念的建筑设计中，可以利用窗套、百叶、遮阳板、格栅等遮阳设施控制太阳光辐射的热量。同时，为减少太阳光带来的负面影响，应灵活利用各种主动、被动的控制手段，实现对室内热量散失的有效控制，避免不必要的能源消耗。

3.3 建筑门窗优化设计

门窗主要用于保障建筑物的采光、通风及人员进出安全。相关研究显示，建筑物整体能耗中由门窗导致的能耗约占1/2。通过做好门窗优化设计工作，可以有效降低建筑能耗。大落地窗在当今建筑中有着较为广泛的应用，窗户数量与面积较大。在这样的窗户设计中，如果采用传统玻璃窗户，势必会导致室内热量快速消散，且窗洞口、窗框之间的连接处容易出现热桥。因此在建筑设计中，应对门窗大小和数量进行合理控制，合理选择门窗材料，提高门窗的气密性，预防出现热桥现象。比如，可以选用一些节能性能佳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，达到既保证室内采光良好，又不影响建筑保温效果的目的。

3.4 建筑屋面与外墙优化设计

建筑屋面与外墙设计是否合理，会直接影响建筑的整体能耗。因此，基于绿色环保理念，应对建筑物的屋面与外墙进行优化设计[7]。

3.4.1 屋面的优化设计

现有的屋面结构形式中，节能效果较好的为倒置式屋面。将倒置式屋面与具有良好防水性能的保温材料结合起来，可获得理想的防水、隔热保温效果。同时，将防水层与保温层有机结合起来，可以延长防水层的使用期限，避免顶楼发生漏水现象。屋面优化设计中，坡屋面的浅色饰面太阳辐射吸收率不高于0.7，平屋面的浅色饰面太阳辐射吸收率不高于0.5，可达到降低屋面温度的效果，有利于降低能耗。此外还可以采取屋顶绿化设计，也有利于增强建筑的保温隔热性能，但需要提高建筑屋面防水设计标准。

3.4.2 外墙的优化设计

在建筑物中，由外墙导致的能耗相对较高，特别在我国北方寒冷地区。因此，应高度重视外墙优化设计，积极应用保温材料，做好外墙的密封处理，以达到减少热量流失和降低能耗的目的。同时，可采用外墙保温技术来降低能耗，主要包括外墙内保温、外墙自保温以及外墙外保温等技术。3 种外墙保温技术的优点和缺点如下。

第一，外墙内保温技术的优点是经济性较好、施工简便，缺点是会减少室内有效使用面积，且给建筑墙体结构及后续墙面装饰施工造成一定的不利影响，现在正逐渐淘汰；第二，外墙自保温技术的优点是操作简单，缺点是轻质节能砌块的抗开裂性能较差，会增加后期墙体粉刷的难度，且实际使用过程中很有可能会出现墙体渗水、装饰层脱落等问题；第三，外墙外保温技术的应用效果更理想，通过有效应用外墙外保温技术，不仅可以提高建筑结构的稳定性、减少建筑围护结构温差、提高热工效率、改善建筑外观美感，还可以解决冬季墙面结露、热桥等问题，因此近年来在建筑领域得到了广泛应用。

3.5 建筑系统节能设计

基于绿色环保理念的建筑设计中，为降低建筑的整体能耗，应对建筑物各系统进行优化设计，包括暖通空调系统、电气系统、给排水系统等。

3.5.1 暖通空调系统的节能设计

暖通空调系统是现代建筑的重要组成部分，其主要作用是通风换气、调节室内温度，会直接影响建筑物的使用功能与舒适性。第一，合理选择热源。从使用性能和节能效果来看，地源热泵是比较理想的一种热源，其热源能量来自于地表下，任何一级能源不会发生损耗，单位体积内的可利用能量非常大，所以能源利用率相对较高，节能效果较好。第二，采用变频技术。有研究指出，与非变频模式的暖通空调相比，采取变频方式的暖通空调，可以降低30%～50%的能耗。第三，结合当地日照条件，有选择地应用太阳能技术，将太阳能收集装置安装在光照条件较好的地方，收集太阳能后借助能量转换装置（集热器）将其转化为热能后，再传输给暖通空调系统，可以用于地板采暖、热水供应等方面。

3.5.2 电气系统的节能设计

电气设计是建筑设计中的重点内容之一，电气设计水平将直接影响建筑物的使用功能能否实现。第一，在设置电气设备机房时，尽量将其布置在所服务功能区域的负荷中心或者负荷中心附近，通过减少线路长度来降低路径线损，达到节能的效果。第二，在供配电设计中，应优先采用智能供配电系统，对各种类型的用电设备进行实时、全面、有效的管控，实现对能耗的有效控制。第三，在照明设计中，应合理选择照明光源与灯具。较低的建筑应优先选用荧光灯，充分发挥自然光的作用，有效满足室内光照需求；较高的建筑应优先选用金属卤化物灯，保证室内具有良好的照明效果和稳定持续的照明时间；较高且维护难度较大的建筑宜优先选用无极荧光灯；对于需要调光且具有频繁开关灯要求的建筑，宜选用LED 灯。此外，应积极应用现代智能照明控制系统，以实现照明设备的自动化控制。

3.5.3 给排水系统的节能设计

给排水系统会直接影响建筑物的水资源消耗量，为提高水资源的利用率，应对给排水系统进行优化设计。第一，积极应用雨水回收利用技术，借助相关装置收集雨水，对所收集的雨水实施净化和储存，最后加以运用。第二，积极应用中水资源利用技术，集中处理建筑中的生产和生活污水。第三，结合“海绵城市”理念，将过量的雨水通过海绵材料渗透至地下储水系统中，再用于灌溉绿植或是冲洗路面。

3.6 建筑绿化设计

目前，绿化设计在建筑设计中的地位越来越重要，通过增加绿化面积、营造良性微气候可提高建筑的整体舒适性。为达到绿色环保的目的，绿化设计可从以下几个方面入手。第一，建设屋顶花园。屋顶花园具有美化环境、净化空气、改善局部小气候等功能，是一种值得大力推广的屋面形式。因此，可结合种植屋面设计，在屋顶种植一些低矮灌木和花卉植物。第二，配套阳台绿化。设计方案应根据阳台的实际情况，对不同习性的植物进行合理搭配。在阳台绿化中，要合理控制植物高度，不可明显影响和遮挡室内采光与通风。第三，打造立面绿化。通过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，达到减少阳光直射、降温的目的。

3.7 污染防控设计

在绿色环保理念下，建筑工程应尽可能减少各种污染物的排放量。这就要求在建筑设计中，应准确评估建筑物建设全过程中可能产生的污染类型，并制定针对性的控制措施。建筑设计应充分考虑建筑施工带来的各种污染问题，常见的污染主要包括泥浆污染、噪声污染、光污染、粉尘污染、水污染及固体废弃物污染等类型。

第一，泥浆污染。建筑物建造过程中会出现大量泥浆，如果没有对这些泥浆进行安全保管、有效处理，可能导致泥浆外溢，给周围生态环境造成严重污染。因此，建筑设计中，可以优先选择固结工艺来预防泥浆外溢，并对固结的泥浆进行妥善保管和集中处理，条件允许的情况下可循环利用。第二，噪声污染。建筑设计应严格按照相关规范标准要求，科学规划施工时间，以减少噪声给周围居民造成的干扰。第三，光污染。焊接等工艺会引起光污染，应采取围挡等措施来控制光污染。第四，粉尘污染。建筑设计应选择污染较小的装配式施工方式，以减少施工现场切割作业导致的粉尘污染。第五，水污染。针对建筑物建造过程中产生的污水，可以运输到污水处理厂进行集中处理，也可以采用净化装置进行净化后排放，避免污水直接排放破坏生态环境。第六，固体废弃物污染。针对建筑物建造过程中产生的固体废弃物，应在施工现场划分出一个空间进行集中保存，并积极回收利用，以减少固体废弃物污染，达到节约资源的目的。