綠色建筑設計在民用建筑設計中的應用

文／張金濤 貴州思遠工程科技有限公司 貴州貴陽 550000

引言：

隨著城市化進程的不斷推進，我國的建筑數量和規模不斷呈上升趨勢，從而導致行業發展過程中所消耗的能源越來越多，所產生的污染越來越嚴重[1]。基于此，建筑行業開始探索在節能環保的基礎下實現發展的途徑，綠色建筑設計理念應運而生。在進行建筑設計時科學融入綠色建筑設計理念，可從根本上降低建筑對環境的破壞以及對能源的消耗，從而實現建筑行業的可持續發展。

1.綠色建筑的涵義

綠色建筑的涵義源自對“綠色”這一象征著自然與生機的顏色的認知。在自然界中，植物能夠將太陽能轉化為生物能，并將無機物轉化為有機物，這種生命活動對人類和動物的生存具有至關重要的作用。從人類建筑歷史的發展角度來看，建筑設計逐漸由最初抵御惡劣生存條件的手段轉變為滿足高質量生活環境的過程。然而，人們在這個過程中逐漸意識到現代建筑增加了人與自然之間的距離，因此綠色建筑的理念引起了人們的重視。

在設計綠色建筑時，應著重考慮周邊的環境因素，通過合理利用資源，最大限度降低施工過程對環境造成的污染。同時，設計應提供舒適、健康的生活環境，甚至在拆除后也不應對周邊的生態環境造成任何破壞。因此，綠色建筑的核心理念包括減少資源與能源的損耗、降低對環境的破壞，以促進人與自然和諧發展目標的實現。

綠色建筑的涵義不僅體現在建筑本身，在整個建筑生命周期中都應貫徹綠色理念。從設計、施工、運營到拆除，都應注重節約能源、水資源和材料的使用，并減少廢棄物的產生。同時，要采用環保材料，提高建筑的能源利用效率，規劃合理的綠地和景觀，創造良好的室內外環境。此外，綠色建筑還需注重建筑與自然環境的融合，尊重和保護生態系統，使建筑的影響對自然環境和社區造成的負面影響降到最低。

2.綠色建筑設計的基本原則

2.1 生態性原則

生態性原則要求建筑設計應充分考慮當地生態環境，尊重自然條件，輔助自然環境改善，并且盡量減少對自然環境的干擾和破壞。這意味著在選擇建筑用地時，需要避免破壞原有的生態系統，保護植被和土壤，維持生態平衡。同時，在建筑物的設計中，應充分利用當地氣候條件，采取合理的設計措施，比如有效利用太陽能進行設計，合理配置建筑朝向和遮陽等設施，減少對室內空調和采暖系統的依賴，降低能源消耗。生態性原則還要求建筑設計應考慮資源的循環利用和節約。這包括采用可再生材料，減少使用非可再生材料，以及在建筑施工和使用過程中，盡量減少能源和水資源的消耗。比如，在建筑材料的選擇上，可以優先選用符合環保標準的材料，如可回收利用的木材、玻璃等材料，減少對礦產等非可再生資源的開采；在建筑設施的設置上，應該考慮利用雨水收集系統、太陽能光伏板等設備，實現資源的再利用和節約。除此之外，生態性原則還強調建筑設計應注重室內環境品質和居住舒適性。在建筑內部布局和裝修設計中，要充分利用自然采光和通風資源，營造一個明亮、通風的室內環境，通過良好的室內綠化和景觀設計，提高居住者的生活品質，減輕室內空氣污染對人體健康的影響。

2.2 環保性原則

環保性原則鼓勵使用可再生材料和回收材料，避免使用對環境有害的化學物質，降低建筑材料生產過程對環境的影響。此外，建筑材料的運輸距離也應盡量縮短，以減少能源消耗和環境污染。并且環保性原則的體現之一是合理利用水資源。綠色建筑設計應當注重雨水的收集與利用，推行灰水回收和再利用，采用節水型設施等措施，來減少對淡水資源的消耗，降低排水量。

綠色建筑應當考慮垃圾的分類處理、資源化再利用和減量化管理，遵循“減量化、資源化、無害化、循環化”的原則，以盡量減少建筑使用和運營階段產生的廢棄物對環境的影響。還需關注建筑內部的室內環境質量，通過合理的通風系統設計、無毒、環保的室內裝飾材料選用、減少揮發性有機化合物（VOC）等方式，提高室內空氣質量，減少對居民健康的影響。

2.3 先進性原則

隨著網絡技術與信息技術的發展，當前社會已經步入網絡信息時代，網絡信息技術為人們的生活創造了諸多便利。只有充分整合“綠色”與“智能”因素，才能有效促進社會發展的進程。所以，在進行綠色建筑的設計過程中，應遵循先進性原則，實現對建筑進行科學合理地設計。此外，隨著城市化進程的不斷推進，民用建筑的設計水平也越來越高。基于提倡可持續發展理念的背景，民用建筑設計應向著節能環保的發展方向進行轉變。在設計綠色建筑時，應在先進性原則的引領下改善傳統設計中的不足，使設計符合新時期人們的居住需求。

3.當前綠色建筑設計的研究現狀

早在21 世紀初，我國就在國外綠色建筑體系的影響下，開始對綠色建筑體系進行深度研究。在研究過程中，相關專家學者常常以國外綠色建筑體系為參照，對我國的綠色建筑體系的差異與不足進行探究，并在此基礎下重新劃分了我綠色建筑的評價結果、方式、對象以及權重。目前我國正在逐步完善并構建綠色建筑評價體系，主要針對其評價的內容和指標進行研究，其中，需要對權重劃分、評價形式與內容進行重點完善，并對綠色建筑的地域特征、壽命周期以及類型進行一定劃分[2]。

近年來，我國對于原有的綠色建筑類型評價體系進行了一定拓展，結合建筑的不同類型特點進行區別評價，利用多元化的評價工具形成不同建筑類型所獨有的評價體系，并充分對比研究評價結果的權重、指標體系的適用性與劃分，從而為其他類型的建筑評價體系起到參考作用。相比于以往的建筑評價體系，綠色建筑的評價體系重點優化了指標的權重。綠色建筑的指標主要由一般項、控制項和優選項組成，由于沒有對實際的權重指標所對應的權重系數進行賦予，我國依照國外所研究的評價體系權重劃分成果，利用跨學科的研究辦法，充分優化了國外所研究的權重劃分成果，并以此為基礎構建了符合我國實情的評價體系模型[3]。這種通過對先進權重劃分方法的特色化優化，并在應用中結合統計學原理以減少其他因素影響的模式，使得我國的綠色建筑評價體系具備了充足的合理性與客觀性。

我國的悠久歷史也體現在建筑方面，在進行現代建筑的設計時往往能從傳統建筑中獲得一定的參考與借鑒。綠色建筑在進行設計時應充分發揮自身優勢，在設計方法上應充分吸收傳統建筑的優點，從而使設計的參考數據更為豐富，計算更為簡便。在設計地域性綠色建筑時，應充分考慮當地的資源、氣候人文以及經濟等因素，對各類因素的權重進行考量和排序，從而構建符合區域實情且完善的權重評價體系。

4.民用建筑的綠色化設計

4.1 對建筑朝向與平面形狀進行合理明確

對于現代民用建筑的設計，合理明確建筑的朝向和平面形狀至關重要。在考慮建筑的朝向時，需要綜合考慮太陽輻射方向、區域內主導風向、周邊環境以及居民的使用需求等因素。這一過程通常需要進行實地考察、分析探究和權重評價，以確保建筑朝向的選擇符合實際需求。一般情況下，我國民用建筑最適宜的朝向是南偏東或偏西。

在南方地區，考慮到氣候較為炎熱，設計民用建筑時通常會使其長軸方向與夏季主導風向相垂直。這樣的設計有利于提高建筑的通風效果，從而減輕炎熱季節的炎熱感受，減少空調的使用，降低能耗。相應地，在北方寒冷地區，建筑的長軸方向會被設計與冬季主導風向相平行，從而盡量減少冷空氣對建筑內部的滲透，減緩寒冷氣候對居民的影響。

此外，在設計民用建筑平面形狀時，需要在確定了建筑體積的情況下選用外圍護結構表面積較小的形狀。這樣的設計可以最大限度地降低建筑的冷負荷，并進一步減少能耗。降低冷負荷也意味著在夏季減少建筑內部空調的使用，同時在冬季減少取暖設備的使用，從而降低了建筑的整體能耗。

4.2 對平面布局和控制形體系數進行合理規劃

對于綠色建筑設計在民用建筑中的應用，平面布局和控制形體系數的合理規劃至關重要。在民用建筑的設計中，通常包含三種平面布局方式，即行列式、周邊式以及自由式。其中，最常見的形式是行列式布局，而我國的行列式建筑布局多為錯列式和并列式布局，特殊地形中還存在斜列式布局。周邊式布局由于較為封閉，很難將風引入建筑區域；而在受地形限制較大的區域，則偏向于使用自由式布局。

對于行列式和自由式布局，有利于建筑的通風。特別是自由式與行列式布局能夠更好地調整建筑朝向，使建筑擁有更良好的日照條件與通風條件。這種設計有助于提高建筑內部的采光條件和通風效果，從而減少對人工照明和空調的依賴，降低能耗。同時，考慮到防熱的層面，自由式與行列式布局也能更好地調整建筑朝向，有效降低夏季陽光直射對建筑的影響，減緩室內溫度的升高。

值得一提的是，平面布局規劃的靈活性與科學性對于綠色建筑設計至關重要。通過科學合理的平面規劃，可以最大程度地優化建筑內部環境，并且降低對外界環境的影響。綜上所述，平面布局和控制形體系數的合理規劃在民用建筑綠色化設計中具有重要意義，有利于提高建筑的能效表現和居住舒適度。這些規劃不僅受到建筑設計師的重視，更應得到政府、主管部門和社會各界的共同關注和支持。

4.3 對套型平面進行合理設計

在設計單體套型住宅時，應重點考慮家居生活規律、住宅舒適度以及節能因素，對住宅的房間功能進行合理劃分。一般情況下應在南向布置使用時間最長的客廳與主臥室，在北向或東南向布置衛生間與廚房，這樣可使得住宅的主要活動空間在冬季能具備充足的日照條件。每個房間應盡量設置直接對外的窗，且兩房間之間的窗應盡量處于一條水平線上，從而為穿堂風以及自然采光創造有利條件。較為炎熱的地區可在設計住宅套型平面時選用內外天井的形式，從而通過熱差和高差來創造通風條件，從而實現改變室內微小氣候的目的。

4.4 布置綠化

合理地布置綠化，不僅可以美化建筑環境，還能在一定程度上調節建筑微小能耗、降低建筑能耗。在進行綠化設計時，應以種植灌木的地面綠化為主，同時在條件允許的情況下可以考慮引入水景。地面綠化能夠有效改善建筑周圍的環境，增加綠色植被覆蓋，減少了城市熱島效應，提高了空氣質量，并有利于水土保持和生態平衡。水景則能夠起到降溫、增濕的作用，在炎熱的夏季為周圍環境帶來清新涼爽的感受。

在建筑的東、西面種植適量的落葉喬木，這不僅可以為建筑在夏季進行遮陽，還能在冬季不影響其采光，從而最大限度地降低建筑能耗。落葉喬木在夏季可為建筑提供遮蔭，減輕室外高溫對建筑的影響；而在冬季，樹木失去葉子后允許陽光透過，為建筑提供陽光照射，有助于提高采光條件，降低取暖成本。除此之外，結合建筑實際情況對陽臺和墻面進行綠化。通過在陽臺和墻面種植適合的綠植，不僅可以改善居住區環境，還能減少建筑與空氣的直接接觸，有效提升建筑夏季防熱與冬季保溫的能力。這樣的設計不僅有利于提高居住舒適度，還能在一定程度上降低建筑內部的熱環境，從而減少對空調的依賴，降低能耗。

5.門窗節能設計

建筑的門窗屬于輕質薄壁構件，整個建筑耗熱量的50%都來自門窗及其縫隙的傳熱，所以在建筑的節能方面門窗是重點考量對象。

5.1 對窗墻面積比進行合理控制

建筑窗口面積和房間單元立面面積之間的比值就是窗墻面積比，在《民用建筑節能設計標準》中嚴格規定了不同朝向建筑的窗墻面積比。在設計窗墻面積比時，應重點考慮建筑所處地區、建筑的朝向以及房間功能，以最適宜的窗墻面積比來減少建筑的熱量損失。

5.2 對外門窗的氣密性進行提升

對建筑外門窗的氣密性進行提升可有效降低室外冷熱空氣的滲入。例如，利用大塊玻璃扇窗與平開門窗并將密封膠條嵌入縫隙中，可最大限度降低扇與框、玻璃以及其他扇之間的縫隙。對于門窗框與墻面的縫隙，可利用填充密封材料的方式來提升氣密性，如泡沫塑料、保溫砂漿等。

5.3 利用新型材料提高門窗的保溫性能

新型保溫節能門窗應用的是能耗低、熱阻大的節能材料，可有效提升門窗的熱工性能。在玻璃的選材上應注意，單層玻璃的熱阻較小，在較為寒冷的地區應設置雙層或三層玻璃。現階段在科技的進步下，吸熱玻璃、中空玻璃這類新型節能玻璃也被廣泛投入使用，應在條件允許下多利用這類新型玻璃。

6.建筑外墻節能設計

6.1 對砌體的保溫隔熱性能進行改善

在選擇砌體材料時，應選用混凝土空心砌塊、加氣混凝土砌塊以及多孔粘土空心磚這類新型節能磚，做到在保證承重能力的同時提升保溫隔熱性能[4]。可充分利用當地產出的火山渣、浮石、工業廢料或其他輕骨料所制成的輕質砌塊，從而在降低成本的同時實現節能設計。

6.2 對墻體實施保溫隔熱措施

對內外墻采取相應的保溫技術可實現復合墻體的構建。現階段，外墻保溫技術得到了較為廣泛的應用，其在不減少內室使用面積的情況下做到了墻面保溫隔熱性能的提升，不會影響到建筑室內的二次裝修，目前應用較廣且較為有效的外墻保溫方案有以下幾種：鋼絲網架巖棉夾心板外復合保溫、夾心聚苯板外墻保溫、膠粉聚苯顆粒保溫漿料、外貼硬質聚氨酯泡沫保溫以及外貼聚苯板保溫等[5]。

7.屋頂節能設計

整個建筑8%作業的熱耗量都來自屋頂，研究表明，建筑頂層的室內溫度在夏季往往比其它層的室內高出3℃左右，所以做好屋頂的保溫隔熱也極為重要，其措施有以下幾點。

7.1 利用高效保溫材料

由于屋面的保溫層通常為實鋪的方式，所以一般選用輕質且高效的保溫材料。現階段我國的屋面保溫材料有憎水型珍珠巖板、加氣混凝土條板以及聚苯板等，均對屋面保溫隔熱性能的提升具有良好效果。

7.2 對屋面實施架空型保溫

架空型保溫就是通過在屋面內增加空氣層的方式實現保溫隔熱目的。架空層的常規實現方式為：利用2 塊粘土磚所砌成的磚墩為肋，將鋼筋混凝土板鋪設在磚墩上方，并將輕質保溫材料鋪設在架空層內。

7.3 對屋面進行倒置型保溫

倒置型保溫是將保溫層鋪設在防水層上方，使其在防水的基礎上實現保溫隔熱。此種方式所利用的材料必須具備充足的耐溫性和防水性，使其不易老化和滲水。通常情況下還會在其上方壓住混凝土預制塊，且不需要對其進行連接，從而使維修過程更加便捷。

8.在民用建筑設計中應用綠色建筑設計的主要策略

8.1 深入了解綠色建筑設計理念

目前，民用建筑已成為城市發展與建設程度的體現，部分城市為增加其影響力，常常選擇盲目擴大民用建筑規模，這對其生態環境造成了一定的破壞，不利于可持續發展戰略的落實[6]。隨著時代的發展，人們更需要高質量、環保且環境適宜的居住環境，設計人員應深入了解綠色建筑設計理念，并將其融入實際設計當中，從而為民用建筑的綠色化設計提供保障。

8.2 增強綠色建筑實用性

對民用建筑進行綠色化設計時，應在確保建筑實用性的基礎上對其美觀性與環保性進行提升。目前部分地區的民用建筑雖然實現了美觀性的提升，但在實用性上有所欠缺，建筑功能不夠完善，造成了一定程度的資源浪費。因此，設計人員應對建筑的結構形式與基礎設施進行合理調整與科學安排。

8.3 對周邊環境進行規范評估

在實施設計時，設計人員應對建筑的周邊環境進行充分調研，結合現場的實際情況對設計內容完成合理規范化。為深入了解建筑區域的周邊環境，設計人員還應做好環境評估工作，從而確保周邊環境符合民用建筑綠色化設計的需求。

結語：

綜上所述，隨著人們生活質量的提升、環保意識的增強，在民用建筑設計中開始逐漸重視起綠色建筑設計理念，該理念的落實能夠幫助居民獲取舒適、健康、高質量的居住環境，所以，在進行民用建筑的設計時，設計人員應結合區域內的實情、居民的居住需求以及綠色建筑設計理念來進行全方面的綜合考量，從而實現綠色建筑設計在民用建筑設計中的有效應用，促進建筑行業的可持續發展。