綠色環保在建筑工程設計中的應用研究

陳琳

（山東銀河建筑規劃設計有限公司，山東 濰坊 261041）

0 引言

在未來的一段時間內，我國將大力推動能源清潔低碳安全高效利用，圍繞重點領域推進，例如工業和建筑等，推進其進行低碳轉型。其中，建筑為重點對象，因為其為碳排放的重要來源，有研究報告顯示，2018年全國建筑全過程碳排放總量達到了49.3億噸，經過計算得出建筑行業當年的碳排放占據當年全國碳排放總量的51.3%。基于碳達峰與碳中和目標實施的背景下，建筑行業低碳轉型迫在眉睫，從建筑工程設計環節入手貫徹綠色環保理念，提出有效的技術措施，防范環境污染的產生，實現源頭控制，具有重要意義。

1 建筑行業綠色環保推進的意義

基于低碳發展背景，建筑行業轉型面臨很多問題。首先，鏈條多且環節多，實現精準控制的難度很大。我國每年新增建筑的工程建設產生的碳排放大約占據總排放的18%，來源于水泥和鋼鐵等的生產與運輸各個環節。其次，建筑存量大，碳排放高。

其次，人口數量大，且人口不斷流向城市，帶動著建筑需求的增加，進而刺激建筑建設，使得建筑存量不斷增加。目前，房屋建設規模依舊很大，每年新開工的面積較大。建筑無論是施工還是后期的運行，都會消耗很多能源，為碳排放控制的重要對象。

最后，建筑行業節能減排挑戰大。過去的一段時間內，我國建筑領域節能環保工作突出，減排獲得了不錯的成績，但依舊面臨很多挑戰[1]。用碳的視角重新審視建筑綠色發展，將會有更多的要求，做好建筑建設環節的綠色環保控制，達到能源節約和減少碳排放的目的，具有時代發展意義[2]。

2 綠色環保在建筑工程設計中的應用實例分析

2.1 案例概述

以某建筑工程項目為例，總建筑面積為496223.8m2，項目分三期實施。其中，第一期工程用地面積為34022m2，設計了7棟26層高層住宅，設計為框剪結構。為了達到人們的預期，即高品質、低能效，在設計方面下足了功夫，提出了節地、節能和節材等措施，最終獲得了綠色建筑三星設計標識。現結合具體設計情況，展開具體分析。

2.2 項目節能設計總方案

項目的節能目標為65%，按照綠色建筑的標準，貫徹節能環保理念，積極響應國家節能減排的政策，推廣使用高效用能設備和地源熱泵系統等，實現了建造的目標。從項目設計分析，經過綜合衡量，選擇了全通透下沉式方案，進行地下室建設。一方面，可以滿足使用者的需求，提供了車輛停放空間。另一方面，達到了分流的要求。除此之外，實現自然通風和自然采光[1]。整個設計方案都是圍繞一個核心和一個功能出發，也就是節約能源和保障功能，這需要進行綜合分析和考量，選擇適宜的方案與方案。本次設計內容中，采用了土壤熱源技術，進行了能源供給的優化和完善，滿足人們的需求和要求，同時還控制了能源消耗。為實現全面控制，還涉及了外墻節能方案，提出使用A級防火的外墻STP板保溫，同時還為建筑物配置了斷橋隔熱鋁合金中空玻璃窗和外遮陽卷簾。不僅改善了居住環境，而且實現節能超過65%的標準。

2.3 綠色環保的應用設計

節地與室外環境。從用地指標分析，容積率控制為2.2，綠地率控制為41.3%，人均用地指標控制為13.7m2。從室外環境分析，外窗使用的是規格為（6+12A+6）的中空玻璃，可達到隔聲的要求。項目設計時利用SUN日照分析軟件開展計算，此項目所有住戶都達到住宅至少有1個臥室或者起居室大寒日日照累計不少于2小時的要求。小區綠化面積設計合理，綠化率為41.3%，能夠增強地面透水能力，達到調節微小氣候的效果，增強了地下滲透力。地下空間的開發與利用，主要設計為車庫和設備用房等，地下建筑面積和建筑占地面積比為3.7:1。

節能措施。外墻設計為真石漆+（10mm）厚水泥抹面膠漿+（10mm）厚度的STP保溫板+（20mm）厚度的水泥砂漿找平+（200mm）厚度的鋼筋混凝土。貫徹環保節能理念，對傳統的空調系統進行優化與創新，使用地源熱泵，來進行能源的利用，減少非再生能源的使用，同時還滿足了人們的需求。設計環節進行測試分析，獲得相應的參數，例如地埋管和土壤換熱參數，為設計人員提供數據信息與參考。按照設計方案，地源熱泵機房的建設，經過選址分析，最終選擇在地下室空間。為滿足實際需求，還配置了4臺地源熱泵冷熱水機組，可以支持夏季與冬季的運行需求。為了可以達到有效調節的效果，結合不同使用情境進行了優化，例如冬季運行選擇在地板輻射采暖集水器的各個回路上進行優化，通過布置電磁閥，采取無線遠傳溫控器控制的方式，達到自動化調節室溫的目的。建筑應急照明和電梯以及風機等，都采用一級負荷，剩余電力和照明使用三級負荷。對于公共位置的燈具，選擇的是裝設稀土三色節能熒光燈，配電子鎮流器，顯色指數Ra＞80。從應用效果分析，室內燈具效率超過70%，裝有格柵的超過60%，室外燈具效率超過50%。在能量回收方面，為每戶布置了全熱回收新風換氣機，夏季與冬季每戶可以回收能量分別為97.2kW、121.5kW。

節水設計。設計方案提出使用分類計量水表，布置在各個用水點。景觀灌溉的節水設計，選擇噴灌方案。建筑衛生間和廚房安裝潔具，全部選擇的是節水型器具；使用材料與管道進行連接，避免出現管網漏損。結合運用雨水收集系統等，項目節水率為14.26%。在水資源節約的這一個部分，關鍵在于利用，設計了一個可以高效化回收與利用的系統，從雨水落地的那一刻進行回收，并且利用處理系統進行凈化與處理，達到使用要求。設計的水系統使用具有傳感器的兩線解碼器控制系統，便于日常維護。

材料節約設計。建筑工程設計提出采用鋼筋混凝土框架剪力墻結構，保持造型簡約。作業現場禁止攪拌混凝土，均采用預拌混凝土。積極推廣使用循環材料，例如鋼材與木材以及鋁合金型材等，項目建筑材料總重量為114541.757t，可再循環材料重量為12825.207t，占比達到10.8%。高強度鋼材作為主筋的比例達到98.9%。

室內環境質量。使用SUN日照分析軟件輔助設計，建筑日照設計達到標準。按照采光標準進行模擬，項目采光系數超過1.1%，餐廳采光系數超過0.55%。從自然通風模擬分析，各個戶型主要功能房間的換氣次數超過2次/h，達到了《綠色建筑評價標準》GB/T50378-2006標準。項目設計了框架剪力墻結構，外墻部分為復合體系，圍護結構沒有結露的情況。

3 綠色環保在建筑工程設計中的應用建議

3.1 明確環保節能的應用要求

建筑工程設計實踐中貫徹綠色環保理念，需要明確節能環保的要求。首先，優化資源配置，降低能源消耗。設計建筑工程方案時，積極推廣再生能源，減少能源和資源浪費。加大對清潔能源的應用，使用再生資源，減少污染排放。建筑設計環節必須要注重整體布局的優化，盡量實現自然風為建筑降溫，進而減少空調的使用。借助自然能源來調節建筑內部溫度，例如地熱等。其次，實行綠色建設。貫徹綠色節能環保理念，通過優化節水和節材以及節地等措施，踐行綠色環保理念，有效緩解能源短缺的情況，提升居住環境水平[4]。

3.2 做好建筑設計方案的整體把握

優化建筑布局。從建筑布局方案的設計分析，需要考慮到地理環境和氣候條件等的影響，做好整體布局的優化，為建筑節能環保目標的實現提供支持。這需要做好事前的勘察與調查，全面掌握建筑工程的各類條件與情況，為建筑工程設計提供完整的資料與信息，開展全面化分析，提出優化布局的方案，指導建筑工程高質量建設，促進建筑綠色持續化發展[5]。

推廣使用新型綠色材料。綠色環保在建筑工程設計中的應用，很多應用價值與效益的實現，需要通過推廣新型綠色材料，減少材料生產環節的碳排放與污染，促進建筑綠色持續化發展。實踐中需要結合工程建設的標準和需求，優選綠色材料，做好建筑工程設計的質量把控。積極發揮材料與技術的價值，促使綠色環保在建筑工程設計中的應用[6]。

借助現代化技術，優化建筑工程設計。綠色環保在建筑工程設計中的應用，利用現代化技術手段，例如BIM技術等，對工程設計方案進行優化，可提升建筑設計的質量，指導工程的高質量建設。基于BIM技術建設建筑三維模型，能夠為各類節能環保措施的應用效果分析提供支持，助力建筑設計的優化。通過模擬分析工程施工的節能環保情況和效益，對設計方案進行優化，保障方案整體的效果，為工程施工提供支持，全面提升綠色環保水平。從綠色環保在建筑工程設計中的應用需求出發，積極創新和優化設計方式方法，全面提高設計工作的效率與質量，實現綠色環保理念的運用價值[7]。

4 結語

綜上所述，綠色環保在建筑工程設計中的應用，圍繞水資源和能源等的利用方面，從實際情況出發統籌設計，保障建筑性能和功能的同時，減少對能源的消耗，降低碳排放。未來，綠色環保理念與技術會不斷創新，能夠為建筑工程設計提供更多的選擇，促使建筑持續化發展。開展設計時做好措施的整合應用效果分析，積極優化綠色節能環保方案，促使建筑建造達到工程的要求。隨著各類新型綠色環保技術和工藝以及材料等的不斷出現，能夠為建筑工程設計提供更多的選擇與保障。