綠色建筑設(shè)計發(fā)展趨勢分析

張建平

【摘要】優(yōu)秀的建筑設(shè)計不僅能夠為人們提供更加健康的生活環(huán)境，還能使綠色生活理念在人們的生活中得以體現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)綠色生活的目標(biāo)，從根本上促進(jìn)人與自然的和諧發(fā)展。綠色健康的建筑設(shè)計理念具有特殊的意義，因此需要我們進(jìn)行進(jìn)一步的探究。

【關(guān)鍵詞】綠色建筑;設(shè)計;發(fā)展 【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.35.018

1、綠色建筑的涵義

“綠色建筑”最早源于保羅·索勒瑞提出的“生態(tài)建筑”的概念，生態(tài)建筑是指最大化地應(yīng)用建筑所處的環(huán)境特點(diǎn)及各類元素，確保原生態(tài)系統(tǒng)處于可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)的同時，滿足使用者的生理和心理需求。隨著綠色環(huán)保理念在建筑行業(yè)中的日益興起，“綠色建筑”在我國應(yīng)運(yùn)而生。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部在《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》中對綠色建筑進(jìn)行了明確定義，即在建筑的全壽命期內(nèi)，節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、減少污染，為人們提供健康、適用、高效的使用空間，最大限度地實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共生的高質(zhì)量建筑。與傳統(tǒng)建筑相比，綠色建筑的技術(shù)更為先進(jìn)，通過周圍環(huán)境中自然資源的充分結(jié)合與使用，帶給了人們更加舒適健康的生活體驗。

2、綠色建筑的設(shè)計原則

2.1健康舒適的原則

隨著人們生活質(zhì)量的提高，據(jù)統(tǒng)計，人們用于休閑娛樂的消費(fèi)在總消費(fèi)的占比不斷提高，這表明人們的生活正在從追求簡單的溫飽向高質(zhì)量健康舒適生活的過渡。因此為了給人們創(chuàng)造健康舒適的生活和工作環(huán)境，在建筑設(shè)計中加入綠色建筑設(shè)計理念是非常必要的。室內(nèi)空間具有良好的環(huán)境溫度、濕度和空氣流動性等物理性能，是健康工作和生活的重要保證。另外，保證建筑室內(nèi)具有良好的日照條件，也是提高建筑空間環(huán)境質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。

2.2整體美化原則

整體美化原則主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：首先，建筑在滿足人們工作和生活的等各種需求的同時，需要加大綠色建筑設(shè)計過程中整體的美觀性，盡可能地去滿足人們的審美要求。

其次，由于社會的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的審美已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)今人們的審美要求，在綠色建筑設(shè)計中要注意滿足當(dāng)代人的審美需求，并要對周邊環(huán)境做詳細(xì)的規(guī)劃設(shè)計，提高建筑與生態(tài)環(huán)境的融合度，使人的活動與自然環(huán)境在發(fā)展中處于平衡;最后，在設(shè)計中不可固守狹隘單一的設(shè)計思路，要從整體出發(fā)，通過對生態(tài)環(huán)境合理地開發(fā)利用，避免對環(huán)境產(chǎn)生破壞，使建筑與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展[3]。

2.3同步設(shè)計原則

在綠色建筑理念下指導(dǎo)的建筑設(shè)計需綜合考慮各方面因素。建筑建設(shè)場地的自然生態(tài)條件以及當(dāng)?shù)氐臍夂驙顩r都要進(jìn)行完整的考察后，進(jìn)行詳細(xì)的規(guī)劃設(shè)計和考慮。在建筑功能和建筑表現(xiàn)力達(dá)到要求的前提下，要采用相關(guān)構(gòu)造措施，來降低建筑能耗并提高建筑居住的舒適程度，如在建筑設(shè)計中采用被動式節(jié)能等構(gòu)造措施。

在綠色建筑進(jìn)行設(shè)計時，建筑師要發(fā)揮“領(lǐng)頭羊”的作用，將各個專業(yè)之間進(jìn)行統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，確保不同部門設(shè)計方向的一致性[4]。在設(shè)計過程中建筑師要協(xié)調(diào)規(guī)劃、建筑、結(jié)構(gòu)、給水排水、暖通空調(diào)等專業(yè)之間的配合施工。在建筑設(shè)計和施工的全過程中，各專業(yè)要相互協(xié)商，緊密配合，將綠色建筑理念融入其中，并將具體實(shí)施策略進(jìn)行周密的前期規(guī)劃。

3、綠色建筑設(shè)計發(fā)展

3.1被動式超低能耗建筑

被動式超低能耗建筑就是在建筑設(shè)計、施工和使用的過程中，盡可能地減少能源消耗，通過少用甚至不用主動暖通空調(diào)系統(tǒng)的方式來維持室內(nèi)熱環(huán)境，是現(xiàn)代建筑順應(yīng)自然要求的典范，同時，也是建筑節(jié)能發(fā)展的主要方向。被動式超低能耗建筑存在3個核心特征，分別是順應(yīng)自然、超低能耗和高舒適度。在建筑設(shè)計環(huán)節(jié)，采用被動式設(shè)計策略可以借助建筑朝、遮陽裝置、蓄熱材料、自然通風(fēng)等自然因素實(shí)現(xiàn)對可再生能源的直接利用，在推動社會可持續(xù)發(fā)展方面有極其深遠(yuǎn)的意義。對比現(xiàn)行國家建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，被動式超低能耗建筑的供暖和供冷需求能夠降低85%～95%。被動式超低能耗建筑設(shè)計理論綜合了建筑設(shè)計學(xué)、建筑氣候?qū)W和建筑環(huán)境學(xué)的相關(guān)理論知識，以科學(xué)實(shí)驗為支撐，針對人體熱舒適氣候規(guī)律進(jìn)行研究，形成了多樣化的設(shè)計模式，是低能耗建筑設(shè)計領(lǐng)域的一種創(chuàng)新，滿足建筑可持續(xù)發(fā)展的要求。在被動式超低能耗建筑設(shè)計的過程中，設(shè)計人員遵循熱平衡理論，通過對自然采光、自然通風(fēng)以及太陽能采暖等要素的合理利用，減少了暖通空調(diào)等設(shè)備的使用，降低了建筑能耗。在被動式超低能耗建筑設(shè)計中，需要對地域性氣候資源利用、建筑設(shè)計技術(shù)應(yīng)用等問題進(jìn)行解決，盡量提高對自然資源的利用率，減少人們對設(shè)備的需求，取得良好的節(jié)能降耗效果。

3.2將綠化應(yīng)用到綠色建筑設(shè)計中

眾所周知，夏季炎熱的時候，樓層越高，室內(nèi)的溫度就會越高，需將綠化應(yīng)用其中才能解決這一問題。可利用綠色門窗、屋頂?shù)脑O(shè)計，及時降低高樓層房間內(nèi)的溫度。同時，屋頂?shù)脑O(shè)計也能起到蓄水排水的作用。根據(jù)季節(jié)合理變化建筑內(nèi)植物的種植，達(dá)到調(diào)節(jié)溫度的作用。比如，夏季天氣炎熱，太陽的輻射大，考慮種植一些高大的植物，可以起到遮陰、降溫的作用;冬季溫度較低，選擇種植落葉型植物，比如攀爬類的植物，不僅能起到美化建筑墻面的作用，也能調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度。此外，還可以結(jié)合陽臺造型特征進(jìn)行合理的綠化設(shè)計，調(diào)節(jié)建筑內(nèi)部空氣的質(zhì)量，保持室內(nèi)的空氣純凈度。室外設(shè)置綠化帶，能夠降低噪聲，也可以防止環(huán)境的污染。

3.3改進(jìn)外墻設(shè)計

良好的建筑結(jié)構(gòu)離不開合適的外墻設(shè)計，其能有效穩(wěn)定該建筑物的整體結(jié)構(gòu)，發(fā)揮出保溫隔熱、抗雨雪的價值。在開展外墻部分的綠色設(shè)計時，要合理應(yīng)用環(huán)保與綠色材料，打造出一種新型墻體，增強(qiáng)其保溫性能以實(shí)現(xiàn)建筑群內(nèi)的溫度控制。

此外，設(shè)計人員還可構(gòu)劃一套完整的墻體安裝系統(tǒng)，通過安裝體系與墻體的配合，全面增強(qiáng)建筑群的各項功能，以起到低碳節(jié)能、防水、防霉與防火的作用，新墻體修建也帶有一定程度的綠化特征。

3.4充分利用可再生資源

第一，垃圾廢物的循環(huán)使用。在建筑施工過程中，產(chǎn)生垃圾廢物的概率是非常高的。基于對綠色建筑設(shè)計理念的發(fā)展，將垃圾廢物分類回收、循環(huán)使用也將成為未來重要的發(fā)展方向。在開展綠色建筑設(shè)計時，相關(guān)設(shè)計人員要重視垃圾廢物在回收和再利用上的合理規(guī)劃，力求綠色可持續(xù)發(fā)展的建筑生態(tài)理念，有效控制垃圾廢物對周圍生態(tài)環(huán)境造成污染。

第二，污水凈化利用。實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)水在綠色建筑設(shè)計的過程中，設(shè)置洗車池、排水溝、規(guī)范水資源使用，都是實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)水的有效措施。其中，綠色建筑的下水道系統(tǒng)在未來將成為一個亮點(diǎn)。合理科學(xué)的污水處理系統(tǒng)能夠?qū)ξ鬯M(jìn)行高效處理，施工人員可以通過使用進(jìn)氣管、液體位置監(jiān)測儀等設(shè)備對廢水進(jìn)行系統(tǒng)清理，并且在水循環(huán)系統(tǒng)中進(jìn)行凈化以便用于下一次使用。

3.5屋面保溫

屋面保溫與外墻保溫類似，大多采用絕熱擠塑聚苯板、泡沫玻璃等保溫材料，設(shè)置通風(fēng)隔熱屋面，也可以設(shè)置附帶通風(fēng)空氣層的金屬夾層隔熱屋面，相比外墻保溫，屋面空間的可利用性大，屋面保溫的形式更加多樣化，還可以設(shè)置蓄水屋面、種植屋面等。以種植屋面為例，可以在屋面設(shè)置一定厚度的土層用于種植綠色植被，不需要另外設(shè)置保溫層，就可以起到良好的保溫隔熱效果，還可發(fā)揮降塵、減噪、提高空氣質(zhì)量的效果，也能夠營造出更加豐富的城市空中景觀。不僅如此，種植屋面能夠在一定程度上對雨水進(jìn)行截流，有效緩解城市排水系統(tǒng)的壓力。地板保溫設(shè)計是北方房屋保溫系統(tǒng)的一個重要組成部分，一般采用保溫板和保溫砂漿，通過在保溫材料上設(shè)置配筋細(xì)石混凝土保護(hù)層的方式提高其保溫效果。

3.6能源的分配模式

能源的分配是綠色建筑的設(shè)計基礎(chǔ)。其中，自然能源的利用與分配、能源的循環(huán)和二次利用是所有方面中最為重要的環(huán)節(jié)。通過對外部自然能源的攝取和內(nèi)部能源的循環(huán)利用，可減少建筑對于電力或天然氣的依賴，同時可保證建筑的空間結(jié)構(gòu)、功能布局和傳統(tǒng)建筑相同，在滿足人們?nèi)粘Ｊ褂眯枨蟮幕A(chǔ)上優(yōu)化建筑的舒適程度，使建筑和自然的結(jié)合達(dá)到全新的高度。目前的自然能源利用中，太陽能與風(fēng)能因其廣泛性與通用性的特點(diǎn)成為主流。在太陽能的應(yīng)用中，不僅可以將太陽能資源變成熱能，也能依靠單晶硅板將太陽能轉(zhuǎn)化成電能。例如，在住宅樓的樓頂安裝太陽能熱水器就是最簡單的利用方式之一，居民可以節(jié)約使用燃?xì)鉄崴骰螂姛崴鞯馁M(fèi)用。又如，在建筑外形的設(shè)計中，可以將頂部擴(kuò)大或者設(shè)計向日傾角以安裝太陽能板，從而向建筑提供一部分電力。甚至可以對采光玻璃的種類、陽光的入射角度、遮光簾遮光罩的安置位置進(jìn)行研究，使室內(nèi)采光均衡，并使室內(nèi)的熱量不會讓人感到不適。對于風(fēng)能的有效利用體現(xiàn)在房屋內(nèi)部的布局上，尤其是門窗、墻體等易遮風(fēng)結(jié)構(gòu)的布置。例如，對于高層，可利用自然風(fēng)進(jìn)行室內(nèi)換氣，從而減少使用新風(fēng)系統(tǒng)的時長與頻率，同時保證建筑不會因此而發(fā)生讓人不適的擺動。又如，將通風(fēng)管道與電梯管道、消防通道結(jié)合，將新風(fēng)系統(tǒng)達(dá)到最佳效果。以上兩點(diǎn)都需要設(shè)計人員不僅擁有豐富的多元設(shè)計知識與經(jīng)驗，還要花費(fèi)大量時間考量、調(diào)研、優(yōu)化、模擬。

3.7凈零能耗建筑光伏儲能系統(tǒng)

綠色建筑、超低能耗建筑和凈零能耗建筑的興起，使得在建筑中增設(shè)新能源發(fā)電設(shè)備也越來越普遍，通常新能源發(fā)電設(shè)備如光伏、風(fēng)能，由于發(fā)電的間歇性導(dǎo)致發(fā)電功率波動大，需要在建筑樓宇中增設(shè)一些儲能設(shè)備，進(jìn)行削峰填谷、平抑新能源系統(tǒng)的波動。儲能設(shè)備價值較高，確定儲能設(shè)備的最佳容量是控制建筑能源系統(tǒng)投資的一個重要環(huán)節(jié)。市電電網(wǎng)售電的方式有很多種類：比如峰谷電價、階梯電價、兩部制電價、單一制電價等。采用單一制售電，當(dāng)變壓器容量確定后，用電單價就已基本確定;階梯電價按用戶的實(shí)際用電量進(jìn)行分檔收費(fèi)。是否安裝儲能設(shè)備以及安裝儲能設(shè)備容量的大小，在這兩種電費(fèi)收取方式下的總電費(fèi)差別不大。磷酸鋰鐵蓄電池組配置容量既考慮到了綠色建筑、超低能耗建筑和凈零耗建筑節(jié)能減排的需要，也充分考慮到了經(jīng)濟(jì)性因素。對于光伏一體化（BIPV）建筑的儲能容量配置有很強(qiáng)的針對性和實(shí)用性，并為光伏建筑儲能系統(tǒng)控制策略的進(jìn)一步改進(jìn)、升級做出了有益的嘗試。

結(jié)語：

將綠色建筑設(shè)計理念應(yīng)用到建筑設(shè)計領(lǐng)域里，是建筑行業(yè)踐行低碳生活、節(jié)約能源、綠色發(fā)展理念的重要體現(xiàn)。因此，在新的歷史時期，建筑設(shè)計工作者應(yīng)該充分理解綠色建筑設(shè)計理念對我國社會發(fā)展的重要性，使建筑設(shè)計發(fā)展符合科學(xué)發(fā)展觀的發(fā)展要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]張石淋.淺談建筑設(shè)計中綠色建筑設(shè)計的優(yōu)化與結(jié)合[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2019（35）：123-124.