現代綠色建筑節能設計研究

王曉春

（太原理工大學建筑設計研究院有限公司，山西 太原 030024）

0 引言

中國社會經濟正處在一個良好的發展勢頭下，然而整體的資源消耗總量卻呈現出嚴重的遞增狀態，環境污染問題也日趨嚴重。在這樣的環境背景下，為了能更好地實現資源和能源的可持續發展，中國針對建筑行業實行規范化管理，要求該行業必須按照國家的發展要求開展各項工作。綠色建筑工程是當前國家重點關注和支持的項目，該工程不但達到了綠色節能的基本要求，而且也切實推動了中國綜合國力的快速增長。但不可忽略的是，在中國大力推行綠色建筑理念的同時，綠色建筑節能設計中仍然存在一些實質性問題沒有得到妥善處理和解決，因此一定要重點從環境的角度出發，做好綠色節能設計的宣傳和推廣工作，將建筑項目對環境的污染降到最低，給人類創造一個更加健康的環境，提升人們的生活幸福感。

1 節能設計應用在建筑設計中的重要意義

首先，在我國城市化進程不斷加快的態勢下，建筑工程項目日益增多，建筑工程質量要求不斷提升。同時，隨著我國可持續發展戰略的貫徹落實，人們的節能環保意識顯著提升，對建筑行業的節能環保要求也更加嚴格，因而，積極推動節能設計在建筑設計中的大力應用，已成為順應時代發展的必然舉措。其次，建筑設計作為建筑工程施工開展的前提和基礎要素，在建筑設計中融入節能理念已成為衡量建筑工程施工科學化的關鍵性因素[1]此外，建筑節能設計涉及眾多領域，涵蓋面較廣，若在建筑設計階段出現問題，不僅會嚴重影響施工進度，造成建筑成本的提升和施工材料的浪費，而且會對生態環境產生不良影響，造成嚴重破壞，因此，加強節能設計在建筑設計中的應用，體現了人與自然的和諧統一發展，兼顧房屋性能與建筑美觀，有利于促進我國經濟穩定健康發展和建筑行業的可持續發展。

2 現代綠色建筑特點

近年來，綠色建筑逐漸得到了更多人的關注和認可。以下總結了現代綠色建筑的特點，并且分析了其優勢。

（1）綠色建筑最突出的特點是節能環保。與傳統建筑設計相比，不難發現，綠色建筑的優勢不僅體現在綠色節能技術的應用上，還體現在建筑施工的各個階段和環節都必須以實現綠色節能為最終施工目標。

（2）綠色建筑能有效滿足業主健康的消費心理。通過采用現代節能環保技術，建筑企業可以為業主提供更健康、節能的生活和生活空間，讓人們感受到消費的現實意義，認同和認可節能建筑的行為，這也可以在很大程度上改變業主的整體消費觀念。但應該清楚的是，節能建筑值得提倡，但前提是確保建筑工程的整體質量，不僅要滿足國家有關建筑設施的標準，還要滿足公共業主的宜居需求。

（3）綠色建筑的一個更重要的優點是其壽命長。現代綠色建筑的使用壽命是業主關注的重要問題[2]。事實證明，與傳統建筑相比，綠色建筑的使用壽命更長。在整個項目的詳細規劃過程中，施工單位必須做好項目設計階段、施工階段和其他方面的綜合研究和分析，包括施工材料的運輸，施工現場建筑垃圾的分類和處理以及廢物和多余建筑材料的回收利用等重要工作內容，要確保環境保護與經濟社會發展雙贏，促進人與自然和諧共生。

3 綠色節能建筑施工原則

3.1 創新原則

創新能夠促進發展，因此，為促進建筑行業長遠發展，就需遵循創新原則。目前我國科技發展較為迅速，能夠更好地在建筑領域當中發揮技術優勢、材料優勢和設備優勢，所以在工程建設時，既要使用綠色節能技術，同時還要遵循創新原則，不斷完善施工技術，從而改善施工技術應用效果。

3.2 要嚴格遵循安全性原則

房屋建筑作為人們日常生產生活的重要場所，其安全性直接關乎人民群眾的人身財產安全，因而將節能設計積極融入建筑設計的過程中，首先就要對安全性做出切實保障，積極打造建筑節能設計的安全建設。

3.3 堅持和諧相處的原則

要想從根本上實現現代建筑的生態化和綠色化，相關設計人員在開展設計工作時就必須從生態的角度出發，重視人與自然之間的和諧發展，使有限的生態資源能夠得到更高效的利用，進而促進環境保護與社會經濟增長的完美統一，保證綠色和諧的建筑設計理念能在具體的建筑設計工作中發揮其自身獨特的優勢，并與最終的設計相融合。此外，在開發建設的過程中，對環保性資源要進行合理利用，如生長在自然中的一些綠色植被等，這樣能促進綠色建筑價值的提升，充分展現出建筑的整體優勢，為居住者創造一個更為舒適、健康的居住空間，同時減少環境污染。

3.4 低能耗原則

加強材料使用管理，由于建筑工程工程量較大，使用材料較多，進行材料使用管理能夠控制材料使用，減少材料浪費。此外，嚴格制定施工方案，確保規劃科學合理，并合理應用各種資源，尤其是電能、水資源等，減少能源、資源浪費，達到預期綠色、節能效果。

3.5 堅持舒適的原則

建筑設計的最終目的，既是要保證建筑的外部和內部結構都具備一定的美觀性，滿足人們的審美需求，也是要讓居住者在居住環境中獲得身心的放松，并能夠處在一個健康的生活環境中，這樣很有利于提升居民的生活幸福感。因此，在進行建筑設計和施工時，一定要從居住者的內心需求出發，注重環保技術的運用，對建筑采光、通風、供暖等方面的設計一定要科學合理，在最大程度上滿足居住者的切身需求，使居住者能夠獲得更加舒適的居住體驗[3]。此外，在選擇建筑材料時，一定要從低碳環保的角度出發，盡量選用一些性價比較高且節能環保效果更突出的建筑材料。

4 節能設計在建筑設計應用中的現存問題

4.1 對新能源利用不足，能源消耗量較大

建筑行業為了滿足人們的設計需求，往往不惜消耗大量能源，不僅與環保綠色發展理念背道而馳，而且也給能源資源的使用與管理帶來一系列負面影響。國家頒布的《建筑節能與可再生能源利用通用規范》中明確提出，新建的居住建筑以及公共建筑等平均設計的能耗水平基于2016 年所執行的節能設計標準分別降低30%與20%，不同氣候區內的平均節能率要達到以下規定：嚴寒以及寒冷地區內居住建筑要達到平均75%的節能率，除了嚴寒以及寒冷地區，其他的氣候區內居住建筑要達到平均65%的節能率，公共類建筑要平均達到72%的節能率。但在一些建筑構造設計中，沒有關注建筑內部和周邊環境的有效協調，裝飾的選擇和使用與節能要求標準不符，這也導致所設計的建筑存在過高能耗，并不能達到節能的效果[4]。

4.2 節能技術起步較晚，建筑節能方式落后

隨著我國社會經濟水平的不斷提升，人們的日常生產生活對能源的需求量也日益增多，能源短缺的問題進一步凸顯。相比其他西方國家，我國建筑節能設計方面還有很大的進步空間。以集中供暖為例，我國將煤炭作為集中供暖的主要材料，但是在燃燒過程中并未實現對煤炭的充分利用，從而造成能源嚴重浪費的現象。

5 現代綠色建筑節能設計的發展及運用

5.1 綠色建筑朝向設計

建筑朝向設計問題與光線、風向問題有著密切關系。設計人員在設計過程中，需要充分考慮建筑物的光線情況，并利用風向條件實現科學通風。如果朝向的設計不符合建筑要求，就很容易影響建筑的舒適度。因此，只有對建筑物的間距、組合關系等進行科學計算，才能提升建筑的節能效果，增強建筑的自然通風效果。設計人員在設計建筑朝向時，結合當地的氣候因素和日照時間進行嚴謹設計，能有效節約能源。同時由于傳統思想的影響，中國的房屋建筑大多數采用南北朝向的格局。考慮光照、通風等建筑朝向設計中的關鍵因素，可在房屋的東西兩面墻體上設置大小適合的窗戶。另外對于房屋內部格局的設計問題，需要將房屋按照相應的功能劃分為不同的格局，方便日后暖通設備和空調等系統的安裝。設計人員可基于外表面積小，房屋內部的冷負荷就相應變小的原理，實現能源使用率的降低，確保建筑的冷暖優勢都能充分體現出來。

5.2 自然通風優化設計

（1）朝向調整是根據當地氣候條件、風向來計算建筑物的最佳朝向，通過調節風向投射角來提高室內通風順暢程度。例如，在本項目中，擬建建筑物的高度為30m、寬度為20m、長度為60m，當地夏季主導風為東南風，開展建筑屋后旋渦分析工作，發現在風向投射角為45°時的風速衰減系數較小，且迎風建筑物身后部位未出現明顯旋渦。

（2）建筑群布局調整是根據當地風向來選擇建筑群平面布局結構，如在擬建多座高層建筑與底層建筑時，可采取錯列式作為建筑群布局，交錯布置高低層建筑物，通過引導湍流形成的方式增加風速。

（3）單體建筑平面布局是通過布置中庭空間、在外墻與房間內墻上設置窗戶、調整建筑進深、增加窗口離地高度等手段來改善建筑室內自然通風效果。

5.3 門窗安裝

門窗是建筑的必備部分，門窗質量合格與否與用戶居住體驗感密切相關，但因門窗并不密閉，所以若是安裝不好日后極易出現漏風、漏水的情況，嚴重影響用戶日常生活，所以必須重視門窗安裝，安裝過程中還需注意以下方面。

（1）玻璃選用，玻璃是門窗安裝的關鍵，具有保溫隔熱、遮風擋雨的作用，所以必須重視玻璃的選擇，盡量使用低輻射玻璃，以免因反射性較強造成光污染。

（2）窗墻比例，根據房屋實際情況調整門窗朝向，例如，東側、北側窗墻比例大約控制在兩成以下，西側、南側窗墻比例可適當提高，此種方式能夠有效降低能源消耗。

（3）外墻氣密性，門窗是安裝與墻體之上的，因此，門窗與墻體之間不可避免地會存有一些縫隙，為保證建筑保溫隔熱、遮風擋雨的作用不受影響，就需選用密閉性較好的材料輔助門窗安裝。

（4）溫度阻尼區，設置此區域能夠保證建筑保溫性、隔熱性，從而改善居住環境[5]。

5.4 建筑設計中對新能源的應用設計

對新能源的大力應用，不僅能夠起到降低建筑能源消耗的效果，而且在落實綠色節能理念，防治生態污染方面也有積極作用。隨著科學技術的不斷突破，新能源也在各個領域得到了廣泛應用。建筑設計中對新能源的應用進行節能設計時，可以大量選用無污染的可再生能源。比如太陽能，就是建筑節能設計中新能源利用的重點，不僅可以有效降低建筑能源損耗，而且可以起到節約能源，緩解能源危機的作用，為此，可以充分發揮太陽能優勢，加大對太陽能空調、太陽房等應用領域的開拓。此外，可以將地源能應用在建筑設計中，充分發揮建筑空調中的節能作用；還可以加大沼氣在建筑節能設計中的應用，積極打造日光溫室、沼氣池等配套設施，從而有效實現對能源物質的多重利用，推動形成能源利用的良性循環。

5.5 建筑照明技術的節能設計

傳統模式下的照明技術往往需要投入大量電能，照明過程中產生的熱量會造成室內溫度上升，從而造成建筑應用過程中能源資源的額外浪費。融入現代科技手段的建筑照明節能技術可以對照明電能浪費現象進行有效改善。為了達到理想的采光與節能效果，可以促進自然光源與人工照明的有機融合。具體可以通過使用新型節能燈具等方式加以實現，例如，可以對電子鎮流器、節能型電感鎮流器等低能耗光源加以推廣使用，如某工程改造中，之前所用T8 熒光燈換成高效化LED 燈具后，通過對比分析，發現節能了50%～60%[6]。除此之外，還可以對燈具的控制方式進行改進，采用節能型開關裝置等方式對建筑照明進行節能設計。例如，臥室的床頭燈采用調光開關、公共區域采用聲控開關、高級客房采用電鑰匙開關等，據相關統計，和傳統照明控制模式相比，此類照明控制能耗降低了40%～80%。

6 結語

在建筑工程中，科學地運用當前先進的綠色節能技術，不但能保證建筑整體的實用性，而且能有效促進國家的可持續發展。在具體的應用過程中，一定要嚴格遵循綠色、環保的設計理念。針對綠色節能技術的實際運用，一定要從設計工藝和設計技術方面入手，重點突出技術的優勢和特點，進而滿足現代綠色節能建筑的標準規范，實現資源的高效利用，為人們創建一個更加健康、舒適的生活空間。為了實現節能設計在建筑設計中的優化應用，可以從各個建筑結構的細化與深入滲透入手，貫徹落實建筑施工的全過程，本文也從建筑照明、墻體、屋面、門窗、新能源等方面展開論述，旨在積極促進建筑設計與節能設計的有機結合，推動建筑工程行業實現高效優質發展。