建筑工程中綠色建筑設計的應用分析

董琭

（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

隨著節能環保意識的提升，綠色建筑設計已經成為建筑業發展的主要方向之一，在建筑設計中應用綠色建筑設計理念，將綠色理念貫穿于建筑建設與運營的全過程，在滿足人們對建筑空間的需求的同時，實現人、建筑與周圍環境的協調發展，促進社會的和諧穩定。

1 綠色建筑設計相關概述

近年來，我國的社會經濟快速發展，帶動了各行各業的進步，呈現欣欣向榮的景象，然而經濟的繁榮是以犧牲人們賴以生存的環境為代價的，部分行業的發展，會導致生態環境遭到大范圍破壞。建筑業是國民支柱型產業之一，建筑業的發展帶動了相關產業的進步，也為人們創造了良好的居住及使用環境，同時，也消耗了大量的能源，對環境造成了嚴重的污染，如果不能及時做出改變，不僅不利于行業的發展，也不利于人類社會的可持續發展，由此，綠色建筑設計理念應運而生。綠色建筑設計是以節能環保為中心理念，通過有效的綠色技術與材料的應用，將建筑與周圍環境融為一體，減少建筑項目建設與運營過程中的能源消耗與環境污染問題，既為人們提供了所需的建筑空間，也實現了節能減排的效果，與時代發展需求相符?，F階段，綠色建筑設計在建筑行業中的應用越來越廣泛，且取得了不錯的成績，得到了更多從業者及社會各界的認可，已經成為未來建筑行業發展的主要方向之一[1]。

2 綠色建筑設計的原則

2.1 整體性

建筑設計的整體質量直接影響建筑項目的各項性能及成本投入，因此，在設計過程中，設計師應重視設計方案的整體性效果，不得照搬其他相似案例，應根據項目所在區域的實際情況，綜合考慮各項影響因素，如地形地貌、水文條件、地域問題等，在此基礎上進行整體設計，合理分配利用各項現有資源，確保設計方案的整體質量。

2.2 科學性

綠色建筑設計時，設計師應秉持科學性原則，結合項目的實際需求與實際情況，在符合建筑行業的相關規范及標準的基礎上，開展設計工作。因此，在準備階段，設計師應全面了解及掌握現場的實際情況，并按照項目建設的需求，科學規劃設計方案的內容。

2.3 協調性

協調性是建筑工程設計過程中，設計師必須遵循的原則之一，其主要是確保建筑與環境的有效融合。在綠色建筑設計時，設計師應合理考慮自然與生態環境因素，重點關注項目建設對周邊環境的影響，防止因項目建設而使得周邊自然與人文環境遭到破壞，實現建筑與周邊環境的協調發展[2]。

3 綠色建筑設計要點

3.1 選址

建筑設計的首要環節就是選址。在綠色建筑選址時，設計師應綜合考慮土地資源利用率、風向、日照等問題，按照劃分地段位置的主導風向、周圍建筑情況及地形地貌等信息，合理選擇項目建設的位置。選址首要考慮的因素就是日照，建筑接收日照的強度及時間，直接影響建筑的使用舒適度，因此，設計師應優先選擇向陽的位置，避開地勢低洼的山谷等地段，防止冬季冷空氣入侵，使得地段中出現霜凍效應，熱量過度消耗，建筑運營能耗增加。同時，設計師應考慮業主出行的便利性，在靠近繁華地段或公共交通較為發達的地段選址，方便人們日常出行，也可以降低使用私家車出行導致的環境污染及能換消耗。設計師應盡可能選擇距離生態敏感區較遠的位置，防止建筑項目建設、運營對周邊環境的污染與破壞。此外，設計師應盡可能保證建筑與周圍自然環境的和諧發展，重點關注能源開發問題，盡量借助項目所在地已有的氣候及地理條件，利用現有自然能源，并加大可再生能源的使用，避免不可再生能源的過度開發，如確保項目所在區域原有生態系統的完整性，盡可能維持生態體系原有的狀態，維護原有的生態環境。

3.2 節能環保材料

綠色建筑設計時，建筑材料的選擇是非常重要的，不僅會影響建筑使用的質量與安全，還會影響建筑的節能環保效果，因此，設計師應結合建筑的使用需求，選擇合適的建筑材料。在屋面材料選擇時，應盡可能選擇防水、保溫效果較好的材料，防止頂層出現滲漏情況，同時，防止外界環境溫度過高或過低對建筑內部空間的影響；墻體外墻材料選擇時，應采用外墻保溫材料，對室內外溫度進行有效調節，減少冬季及夏季使用空調的頻率，有效降低能源消耗，減少環境污染。此外，裝飾材料的種類很多，且部分材料的甲醛含量較高，會對人們的生命健康造成威脅，設計師應選擇具有環保性能或污染性較小的材料。例如，使用硅藻泥或環保壁紙替代傳統的涂料，避免因涂料使用過程中釋放有害物質，對人們身體健康的影響。

3.3 建筑朝向問題

隨著城市化發展速度的加快，城市人口數量激增，使得城市用地緊張問題日趨突出，為了緩解土地利用矛盾，建筑項目逐漸向著高層化方向發展，此種建筑結構雖然有效節約了土地，但是也為建筑設計帶來了新的挑戰。高層建筑的朝向及間距，都會對建筑的通風與采光產生影響，使得建筑的使用舒適度不高，且消耗能源較多，易造成環境污染。因此，在建筑朝向設計時，設計師應結合項目所在地的實際情況，在保證建筑使用功能與業主舒適度體驗的基礎上，合理設置朝向。設計師可以從日照及通風兩個角度考慮，具體如下。

首先，日照方面。通常情況下，溫帶及寒帶區域的建筑朝向表面所受的太陽輻射強度，是隨外界氣候條件變化而改變的，即季節不同，建筑朝向表面接收的太陽輻射強度也不同，因此，建筑項目想要獲得良好的日照，應選擇坐北朝南的布局，這個布局形式下，建筑在夏季吸收到的熱量較少，室內溫度上升速度慢，在冬季可以吸收大量的太陽輻射熱量，確保室內的溫度。例如，山西合院式民居、東北大院以及北京的四合院等，都是采用坐北朝南的朝向布局。在設計過程中，經常會因建筑形體、場地形狀、以及周圍環境等因素，使得建筑的朝向無法嚴格按照坐北朝南的形式進行布置，設計師可以將朝向進行偏離處理，盡量減小朝向問題對建筑熱環境的影響。此外，如果建筑所在地周圍有建筑物遮擋，設計師可以不必將朝向作為建筑節能的重要考慮因素。

其次，通風方面。在建筑與主導風向為垂直關系時，建筑所承受的風壓最大，但是這種朝向卻不會使建筑室內空間實現最佳的風速狀態。建筑通風的最終目標是使室內的空間獲得最佳的平均風速，在空間內形成良好的氣流運動。在建筑有窗墻面垂直于主導風向時，室外環境中的氣體由進風口流入，筆直的流向出風口，僅僅在出風口存在局部紊流情況，在其他室內區域的不會造成太大的影響。當主導風向與墻面成45°角入射至室內時，室內的平均風速最佳，可以實現理想的氣流分布效果[3]。

3.4 配套系統

完善的配套系統可以提升建筑的功能性，因此，在綠色建筑設計時，設計師應重視配套系統設置環節。借助具有良好環保性能的材料及設備的配套系統，例如，更新新風系統的換氣機組及通風管道，通過空氣處理機換氣設備將室外的空氣引入室內，而建筑室外的空氣容易受到外界氣候變化的影響，受影響的空氣在引入室內后，很容易會為室內環境帶來不利影響，為此，設計師應做好相應的處理，通過凈化裝置，實現凈化室內空氣，改善室內環境條件的目的。此外，在配套系統使用時，會消耗大量的能源，使得建筑能源消耗過大，設計師可以將配套系統與新能源技術結合，降低系統運行過程中對傳統能源的消耗。例如，空調系統對室內溫濕度環境進行調節時，會消耗較多的電能，設計師將太陽能系統引入暖通空調中，將暖通技術與太陽能技術結合，使用太陽能為暖通系統供電，減少電能的消耗。需要注意的是，太陽能系統對光伏電板的要求較高，設計師應將光伏裝置設置在能夠接收到充足光照的屋頂，結合實際光照條件，調節光伏接收裝置的角度，實現太陽能的高效利用。

3.5 墻體節能

墻體是建筑的主要圍護結構，在建筑中發揮著調節室內溫度的作用。建筑的外墻保溫是現階段建筑墻體節能的主要技術之一，能夠有效控制熱橋效應，防止室內外環境之間的熱傳遞，使室內的溫度保持恒定。在墻體節能設計時，設計師應做好保溫節能材料的選擇與利用。按照防火等級進行劃分，外墻保溫材料可以分為A 級和B 級，其中A 級材料的防火性能較好，具有不可燃性能，在建筑外墻結構中應用A 級材料，可以有效防止火災的發生或擴大。A 級保溫材料主要為泡沫玻璃杯、巖棉板等。B 級材料屬于有機保溫材料，與A級材料相比，此種材料的防火性能較差，但材料成本較低、保溫性能較好，在市場中的應用較為廣泛。常見的B級材料為酚醛保溫板、擠塑板級模塑板等。在節能墻體材料選擇時，設計師應結合項目建設的實際需求，合理選擇保溫材料的種類，確保墻體保溫性能的發揮，減少夏季制冷、冬季采暖過程中的能源消耗[4]。

3.6 門窗與采暖節能

門窗與采暖設計是綠色建筑設計中的重要內容之一。在門窗設計時，設計師應對建筑的整體環境及單體房建的采光、隔熱、通風效果進行控制，按照現場的地理條件進行項目所在地的光環境、風環境模擬，設置建筑的朝向及間距，實現最佳的綠色節能效果。隨著科技的發展，門窗結構的水密性、氣密性、隔熱、保溫、隔聲、遮陽技術不斷提升，為設計工作提供了更多的可能，使設計師在材料及技術選擇有了更多的空間。設計師應合理設計門窗的尺寸，按照項目的建設需求及場地情況，設置門窗洞口的尺寸及預埋件位置，采取有效的技術手段，做好門窗包邊密封及防滲處理?，F階段，常見的門窗框架材料包括鋁模復合材料、鋁合金斷熱材料等。玻璃型式選擇時，設計師應結合各方因素，權衡各區域的季節特征，科學、合理的選擇玻璃型式，例如，中空玻璃能夠降低玻璃材料的導熱性，提升保溫效果，在北方地區，設計師可以選擇中空玻璃作為門窗的玻璃型式。采暖節能設計時，設計師應建立完善的采暖空調系統，合理設置系統的朝向，防止太陽光直射，使采暖空調系統與外窗結構結合，在保證室內采暖需求的基礎上，實現節能的目的。此外，設計師應合理選擇冷熱源，結合當地的氣候條件、建筑的用途、冷熱源負荷、空調規模等，科學設計采暖方案。

3.7 景觀設計

綠色建筑應重視景觀設計，將建筑布局與景觀結合，實現最佳的視覺效果，為人們提供良好的建筑外部環境，因此，在設計時，設計師需合理運用綠色設計理念，確保建筑景觀的自然、協調效果。例如，在獨棟建筑前方區域、建筑群的入口處、休閑區域設置遞進性景觀，將建筑與景觀融為整體，實現良好的建筑景觀效果。同時，在道路的兩側種植觀賞性樹木，不僅可以提升道路景觀的觀賞性，還可以實現遮陽降塵的目的。樹種選擇時，設計師應選擇適宜當地的土壤及氣候條件，無病害、維護要求不高，且5 年以上樹齡的樹木，這類樹木的生態價值較高。在建筑群體中道路景觀設計時，設計師應結合業主的需求，綜合考量墻體及道路的坡度，借助垂直綠化等措施，提升綠色空間的立體效果，有效布局三維空間，通過擴大建筑空間的綠色面積，改善建筑群的內部環境。相關調查顯示，借助這樣的設計手段，夏季建筑的室內溫度可以下降2～3℃，并緩解冬季室內空氣干燥等情況。

3.8 新能源應用

傳統能源主要有石油、煤炭等，這種能源是不可再生資源，在使用過程中會產生很多污染，隨著能源緊缺及環境污染問題的加劇，人們開始重視新能源的開發。新能源主要為清潔型的、可再生的能源，主要包括風能、潮汐能、太陽能、地熱能等，在建筑設計中應用新能源，不僅可以降低傳統能源的使用量，還可以降低環境污染。例如，在設計過程中，設計師采用太陽能為照明系統及熱水系統提供能量；采用地熱系統，將地熱能轉化為空氣熱能，為建筑供暖，在保證建筑使用需求的同時，減少電能的消耗，降低建筑的運營成本[5]。

4 結語

綜上所述，綠色建筑設計是建筑行業發展的必然方向，是實現建筑業可持續發展的重要手段，設計師應深刻認識到綠色建筑設計的重要性，熟練掌握綠色設計技巧與要點，結合項目的建設需求與現場實際條件，設計科學、合理的方案，在保證建筑基本使用功能的基礎上，實現節能減排的目的。