現代建筑設計中對綠色建筑設計理念的應用與實踐

王 悅

天津市寰筑宇通建筑設計有限公司 天津 300000

自工業化時代的到來，再到城市化建設在全球范圍內的興起，人們的物質生產、生活條件確實發生了很大的改變，生產力和生活水平越來越高。但與此同時，伴隨而來的是嚴重的自然生態環境問題，能源被過度消耗，環境污染嚴重，危及到了人類社會的可持續發展，引起了人類的深刻反思和警戒[1]。在這樣的背景下，國內外各行各業都開始朝向綠色、生態、環保的方向轉型，如在建筑設計領域當中，便出現了綠色建筑設計理念。就現代建筑設計來說，應當將綠色建筑設計理念的應用作為一項關鍵課題，積極加強研究、探討與實踐，一方面要客觀、深入的認識到綠色建筑設計理念的含義和重要性，準確把握綠色建筑設計理念的基本原則，另一方面更要科學、合理的設計手段，切實的體現出綠色建筑設計理念，實現人類建筑需求與自然生態環境的和諧與統一。

1 綠色建筑設計理念的含義和重要性

1.1 綠色建筑設計理念的含義

傳統的建筑設計，主要考慮的是建筑的實用功能以及其外在的造型和美觀等，很少會考慮到建筑與自然生態環境之間的關系，這就在一定程度上造成了建筑建設、使用與自然生態環境之間的矛盾。尤其是在城市化的建設進程下，建筑數量、密度增加，建筑廢料、建筑能耗更是大增，再加之對周圍原生環境的改變與破壞，以及建筑污染物排放等等，都給自然生態環境帶來了巨大的壓力[2]。綠色建筑設計理念與傳統建筑設計的最大不同，在于其兼顧人們對建筑的功能和美觀需求，以及綠色自然的生態環保需求。其目標是在建筑的全壽命期內，減少建筑建設、使用對資源、能源的消耗，最大限度維持原生環境，降低建筑環境污染，使建筑能夠最大限度實現人與自然和諧共生。

1.2 綠色建筑設計理念的重要性

1.2.1 優化建筑能源的分配和使用

建筑是能耗大戶，其對能源的消耗已經占到整個社會能源消耗的近一半，而我國現階段的主要能源依然為煤炭火力發電，所以建筑能耗無疑對我國的自然資源帶來了很大的壓力，并且間接增加了環境污染[3]。綠色建筑設計理念相當重視對建筑能耗的控制，主張通過對照明、隔熱、保溫以及通風等條件的改進和優化，來降低建筑對能源的消耗，同時倡導使用可再生、無污染能源，以優化建筑能源的分配和使用，進而減輕我國自然資源壓力及環境污染。

1.2.2 促進可回收材料的建筑利用

工業革命之后，建筑材料也突飛猛進的發展，為建筑的設計和建設施工提供了更多的可能性，但不可忽視的一個問題是，各種傳統的建筑材料在建設過程中很容易產生各種廢料，這些廢料難以處理，于是便成為了對自然生態環境的污染物。綠色建筑設計理念主張使用綠色建材，這些綠色建材很多是可回收材料加工而成，或是在加工過程中對能耗與污染進行了嚴格的控制，這就在很大程度上避免了各種廢料對環境造成的污染。而且綠色建材具有更理想的綜合性能，有助于減少和控制建筑能耗。

1.2.3 最大限度保護周圍原生環境

建筑和屬于是人造物，目的是滿足人類的活動需求，而人類的一切活動又都會改變原生的自然生環境條件。尤其是在城市建筑的設計中，既往通常都會對周圍原生環境進行徹底的改造，這雖然滿足了建筑設計的需求，但是卻破壞了區域生態[4]。綠色建筑設計理念主張建筑和人類活動與自然和諧共處，盡量減少對原生環境的改造，而是由建筑和人去主動的融入與適應周圍原生環境，這不僅可以降低建筑的建設成本，同時還能夠最大限度保護周圍原生環境，改善區域生態。

1.2.4 減少建筑環境污染物的排放

現代建筑除了能耗高之外，污染排放量也相當巨大，這對自然生態環境造成了直接的污染，如各種垃圾、廢氣、廢水等等，這些污染物一旦被排放到外部自然環境中，便會造成長期性的環境污染問題，難以徹底治理。綠色建筑設計理念主張通過各種技術手段，減少建筑污染物的產生，或是對建筑污染物進行現場治理、循環利用，從而達到減少建筑環境污染物排放的效果和目的。

2 綠色建筑設計理念的基本原則

2.1 因地制宜

綠色建筑設計理念的基本原則之一，是要做到因地制宜，如要根據所在地的氣候、地形、地貌以及周圍原生環境乃至地方文化等，對建筑進行設計。使建筑能夠從各方面，有機融入地方自然和人文環境，避免對原生環境的過度改造。

2.2 節能減排

綠色建筑設計理念的第二個原則，是要在考慮建筑功能、空間等方面的需求的同時，兼顧對建筑能耗的控制，如通過對自然條件的利用，或是對可再生、無污染能源的利用等，來降低能源消耗。同時通過對廢棄物的治理、重復利用等，來減少污染排放。

2.3 以人為本

綠色建筑設計理念的第三個原則，是要做大以人為本，雖然前文大量的論述了綠色建筑設計理念對自然生態環境的關照，但事實上綠色建筑設計理念也同樣注重人的主體地位，致力于滿足人對建筑的功能和審美等需求，為人的生活提供便捷，提高人居環境質量，使人能夠與自然和諧共處。

3 綠色建筑設計理念在現代建筑設計中的應用與實踐

3.1 基于綠色建筑設計理念的規劃布局和整體設計

為了在現代建筑設計中，充分的應用和體現綠色建筑設計理念，首先是應當從宏觀角度出發，對建筑的規劃布局和整體設計進行優化。如在對建筑進行規劃布局時，應爭取對夏季主導風向的利用，盡量防止冬季主導風向的影響，同時還要在光照、防曬、通風、保溫等方面，控制好布局，盡量為建筑創造良好的布局條件；再者，需要在設計中控制好建筑的體形系數，及建筑物跟室外大氣接觸的面積F0(M2)和包圍體積V0(M3)的比值，系數越小，在相同條件下，其能耗也就更低。而在對建筑進行整體設計時，則需要考慮建筑的選址、朝向以及外部環境等因素，這些因素都會對建筑今后的能耗產生影響。建筑設計選址方面，應當對地形、地質條件、氣候條件等作出綜合的考量，一方面要盡量減少對自然環境的破壞，另一方面要盡量確保建筑建成后的自然舒適性[5]。在朝向的設計上，最好能夠做到冬季最大限度接受陽光，減少冷風，夏季通風良好，少受日照。當然，在實際的設計中這樣的效果難以完全達到，這就需要根據實際情況，選擇一個平衡點；外部環境設計方面，應當重視的是建筑周圍的微氣候環境特征，適當的增加綠化，或是建設人工湖，這都可以改善建筑周圍的氣候條件。通過以上的措施，能夠為建筑創造一個更舒適的環境條件，避免今后長時間使用過多的能耗來改善環境條件，達到節能的目的。

3.2 基于綠色建筑設計理念的圍護結構設計

在現代建筑的設計中，圍護結構是非常關鍵和重要的組成部分，其對建筑的能耗具有相當大的影響，如墻體、屋頂以及門窗等，都是設計時需要考慮的重點。為了應用和體現綠色建筑設計理念，在墻體的設計方面，可以應用復合墻體節能技術，其原理是采用巖棉、玻璃棉、聚氨酯泡沫、聚苯乙烯和聚乙烯塑料新型高效保溫材料及復合墻體，降低墻體傳熱系數。通常分為兩種內保溫技術和外保溫技術。外墻外保溫技術廣泛應用于保溫節能技術的建筑，與內保溫相比，具有明顯的優勢和效果更為明顯，與外部絕緣層是位于外的主要結構，保護和減少了建筑結構的熱橋的主要結構，增加建筑的有效空間，提高居住的舒適度。外門窗不僅太陽輻射的得熱部件，還是主要的失熱部件，傳熱系數約為墻體的三倍到四倍，因此，合理確定窗墻面積比是節能的重要措施之一。外門窗的設計除了要滿足自然通風外，設計中應強調的是，世界之窗的四個角落是不同的，不同的功能窗是不同的。設置窗口位置，應提高窗戶、門窗配件的密封性能，提高窗框的保溫性能，減少窗框的外露面積，具有良好的隔熱玻璃。在屋頂的設計上，需要對所用材料的性能進行全面考量，如材料的防水性、耐腐蝕性、導熱系數等等。當前瀝青珍珠巖板是一種較為理想的屋頂建筑材料，其具有較好的保溫、隔溫性能。不過在實際的設計中，應當根據實際情況，多增設一層保溫層，以進一步增強和確保屋頂的保溫、隔溫性能[6]。

3.3 基于綠色建筑設計理念的綠化設計

綠化已經成為了現代建筑設計中不可或缺的重要組成部分，其能夠改善人居環境條件，改善人們的生活居住水平。不過，既往的建筑綠化設計缺少有機性，和周圍的自然環境沒有生態上的關聯，往往是改造了原生環境之后，再進行人為的設計與建設、施工，呈碎片化的分布，而且并不一定能夠適應和融入地方區域生態。在綠色建筑設計理念下，現代建筑的綠化設計應當盡量依附于原生環境，如可以將原生的植物、水體、濕地等保留起來，對其稍加修整、改造，即可成為建筑綠化。這一來是可以使得人居環境最大限度的回歸自然，二來是可以降低綠化建設成本，更重要的是，原生環境綠化與地方生態完全有機融合，是區域生態的關鍵一環，將其保留、利用起來，對保護地方動植物物種多樣性意義重大。至于綠化用水，可以考慮對建筑廢水進行現場處理，去除污染物之后再用于植物灌溉，還可以利用濕地，來對經過處理的廢水進行再次自然凈化[7]。

3.4 基于綠色建筑設計理念的建筑能源設計

在綠色建筑設計理念下，對建筑能源的設計必須要達到節能減排的要求。通過建筑規劃布局和整體設計的優化，以及對建筑圍護結構設計的改進，能夠在一定程度上減少建筑能源消耗，不過建筑對能源的消耗依然巨大。在這樣的情況下，便需要考慮增加建筑對無污染、可再生能源的使用。太陽能是最適宜的一種自然能源，為此在建筑的設計過程當中，可以將對太陽能的使用考慮進去，做出整體的規劃，使太陽能可以和建筑真正的融為一體，滲透進建筑能耗體系。如可以利用太陽能來直接發電，通過光伏電池板吸收太陽能，然后將之轉換為電能，用于建筑樓道、通道的照明。也可以借助太陽能設置建筑熱水供應系統，滿足建筑日常的熱水使用需求，盡量減少由于水資源加熱所致的能源消耗。除此之外，風能、地熱能、垃圾燃燒發電等，也均可作為設計考慮，根據地方的實際條件進行合理應用。

3.5 基于綠色建筑設計理念的建筑材料設計

最后，在基于綠色建筑設計理念的現代建筑設計中，應對建筑材料進行科學、合理的選擇。在經濟性、實用性滿足客觀條件的情況下，應優先選擇綠色建筑材料[8]。在前文當中已經介紹過，綠色建筑材料多由回收的廢料制成，而且生產過程也較為環保，綜合性能理想。目前較為常用的綠色建筑材料包括綠色墻體材料、綠色玻璃材料、綠色生態水泥材料、綠色管道材料等等。如綠色生態水泥材料是以水溝、地溝污泥以及垃圾焚燒灰等作為主要原料，燒結成粉末而形成的水硬性膠凝材料，這就在很大程度上減少了環境污染，并且其作為建筑材料的屬性非常優異，具有很高的強度，完全滿足現代建筑的設計、建設要求。

4 結論

在現代建筑設計中，綠色建筑設計理念具有突出的重要性，其能幫助優化建筑能源的分配和使用、促進可回收材料的建筑利用、最大限度保護周圍原生環境、減少建筑環境污染物的排放。在基于綠色建筑設計理念的建筑設計實踐中，應遵循因地制宜、節能減排、以人為本的基本原則。并重點從建筑規劃布局和整體設計、圍護結構設計、綠化設計、建筑能源設計、建筑材料設計等方面，來體現綠色建筑設計理念。實現人類建筑需求與自然生態環境的和諧與統一，保障與促進建筑行業，乃至人類社會的可持續發展。