綠色環境保護節能建筑的設計與實現

許 媛

（臨朐縣環境保護局監測站，山東 濰坊 262600）

隨著科技的進步，人們的生活水平得到較大的改善，綠色環保節能建筑逐漸成為人們追求的建筑形式。簡單來說，傳統建筑外觀已經無法滿足人們的居住需求，人們需要綠色、環保、節能的居住環境，可見，節能環保設計對于建筑發展來說至關重要。綠色建筑既包含基礎的建筑功能，還包含復雜的環保設計[1]。為了革新建筑模式，設計綠色建筑，人們就必須從環保角度入手，對綠色建筑進行多方位的研究。要想實現這一設計目標，人們需要準確掌握傳統建筑與綠色建筑的異同點，進而綜合優勢、放棄劣勢，科學地設計出綠色環保節能建筑。

1 節能理念與建筑設計的融合

1.1 架構角度的節能設計

節能建筑設計的根本原則有兩個：一是增強人們的環保意識；二是實現建筑的節能效果?？梢?，節能建筑設計既重視人們的理念，又重視建筑的環保，實現了商業、環保和理念的平衡，使得建筑不再僅有居住功能，還蘊含文化內涵。通常，建筑物大多坐北朝南，光照充足，商業價值高。而環保設計不僅重視坐北朝南的格局，還重視通風設計，通過提升建筑通風效果來改善人們的生活環境?？茖W的室內建筑構造可提升建筑的利用率，進而提高建筑的環保效果。

1.2 環保材料角度的節能設計

環保節能材料直接決定環保建筑的設計效果，屬于環保建筑的核心元素。建筑工程結構具有多樣性，所以其在實施時往往需要大量環保材料，如水材料、建筑材料等[2]。優質的環保材料可改善建筑的環保功能，例如，淡顏色的裝飾材料給人清新的感覺，視覺上,建筑面積似乎有所擴大；節能燈泡的使用既減少了資源的浪費，又可以照亮環境，必要時還可以根據環境的亮度來調節燈泡的亮度，最大化降低電耗。給排水系統被視為建筑質量評價的重要因素，必須實施環保節能設計，例如，選擇危險程度低、環保耐用的新型材料，既可以延長材料的使用時間，又可以最大化減少維修次數，給人們的生活帶來方便，保證給排水系統的穩定性。

1.3 環保技術角度的節能發展

節能環保技術屬于一種新型技術，涉及多個領域，發展迅速，促進了建筑行業的進步[3]。最常見的環保技術有三種：一是太陽能技術，該技術適用于各種環境；二是地熱技術，該技術的適用條件較為苛刻；三是風能技術，該技術可在高山地區使用。環保技術可實現再生，而將環保技術引入建筑行業既是時代的需要，也是未來的發展方向，為建筑行業提供了無盡的能源。太陽能在日常生活中的應用已經比較普遍，人們經常用太陽能發電或取暖。節能環保技術目前已經成為建筑設計的核心，需重點研究?？萍嫉倪M步推動了節能技術的研發，使得人們漸漸進入低碳環保社會，環保技術的進步為綠色建筑設計奠定理論基礎[4]。

2 綠色建筑節能環保的總體設計理念

2.1 節能環保設計改善建筑的外觀與空間屬性

綠色建筑主要表現在兩個角度，一是科學的內部空間，二是完美的建筑外觀。建筑體型系數能夠反映建筑的類型，其所指的是建筑表層面積與建筑體積的比值。當外部環境穩定時，不同的建筑體型系數就會形成不同的能源消耗量，如果這個系數變大，那么其單位面積會散失更多熱量，最終導致建筑能源不斷流失，這與最初的節能環保模式不一致。因此，節能建筑設計時必須考慮建筑體型系數，使其在較小的范圍內浮動，最大化降低能源損耗。

2.2 節能環保設計強化門窗的屬性

門窗結構一直位于建筑的最外層，其長時間與空氣接觸，難免受損嚴重。另外，如果門窗的結構不合理，使得外界空氣進入室內，形成室內與室外的對流，會最終影響室內溫度，難以實現保溫效果。因此，門窗設計的優化是建筑設計的重點，具體方案如下：科學的窗戶占比有利于降低室內能量的散失，具有保溫作用；靈活的門窗設計最大化避免了室內與室外的空氣對流，降低了能量損耗；門窗與遮陽棚的結合可控制陽光的攝入量，進而維持室內溫度平衡，給人創造舒適的溫度。

2.3 節能環保設計提高墻體的屬性

建筑墻體是維持建筑溫度的主要途徑，綠色建筑生態節能設計必須考慮建筑的特征因素和作用因素。當前，研究的重點是改善建筑墻體的保溫作用。首先，可以通過增加建筑物的墻體厚度來實現保溫；其次，可以借助新型保溫材料來實現保溫，目前常見的保溫材料有泡沫、耐火纖維等，保溫材料可杜絕室內與室外的空氣對流，進而將溫度變化降到最低，實現保溫作用。

3 綠色建筑節能環保的設計優化

3.1 挑選高強度的環保材料

建筑施工材料的挑選并不是任意的，其需要根據載荷量的差異進行選擇，例如，高層建筑具有極大的載荷，所以地基、梁、柱負荷也很高，必須挑選高強度的材料，如C50型混凝土，這樣可以大幅度減少成本，提高建筑的使用空間。同樣，鋼材的選用也要以實際狀況為準，大型建筑常用的鋼材為HRB400，其節約了鋼材的使用量，實現了節能的目的。

3.2 混凝土的挑選和使用

據不完全統計，我國每年需要的混凝土數量約為66億m3，水泥的使用量極大，但是水泥生產會產生大量二氧化碳?；炷林苽鋾r必須加入大量的水和礫石，會造成大量能源損失，形成環境污染。當前，人們需要重點研發綠色混凝土，將環境污染降到最低。大型建筑物應選用高標號混凝土，其主要成分是煤粉灰等廢棄物，從而降低資源浪費。

3.3 非承重結構的材料使用

目前，國內大部分建筑物非承重墻使用的材料不符合節能標準，因此在設計非承重墻時，應該在保證其穩定性的前提下選用節能材料。大型建筑可以以加氣混凝土砌塊作為墻體的填充物，其可以滿足節能要求。

3.4 綠色節能角度的屋面設計

屋面的綠色節能設計屬于建筑設計的主要內容，其主要有三個作用：空氣凈化、保溫隔熱、美化環境。夏季，屋面進行綠色設計的房屋，其室內溫度可比無屋面綠色設計的房屋低4～5℃。大型建筑要實施屋面綠色設計，利用灌木、草坪等降低室內溫度，既美觀又環保。

大型建筑可以選用塑聚苯乙烯板作為隔熱材料，其導熱系數較小，具有極強的隔熱效果，通過科學的屋面綠色設計，建筑的最終導熱系數也可以維持在較低水平。與普通的屋面相比，綠色屋面的建筑成本較低，保溫效果卻更好。

4 暖通空調角度的綠色建筑設計

4.1 地源熱泵技術在綠色建筑的應用

地源熱泵技術解決了制冷和制熱問題，具有節能的功能。地源熱泵對空氣的影響小于空氣熱泵，只影響極小部分的土壤溫度，而不影響水位和水質，因此地源熱泵具有極強的環保性。管道性能受外部溫度的限制較大，當吸收的熱量和排出的熱量完全平衡時，地源熱泵處于最佳狀態。中國幅員遼闊，南北溫差較大，南北地區應采取不同措施來維護管道。北方可以增加加熱輔助系統，以降低地源熱泵的加熱壓力，改善機器運行的穩定性。南方可以使用冷卻塔來減少地源熱泵的負荷，確保使用壽命。

4.2 蓄冷系統在綠色建筑中的節能設計

優化冷藏系統可實現地供氣溫度的控制，降低能耗。夜間，較低的溫度有利于系統存儲冷空氣，其間耗能較低。當耗電量大時，系統可自動排出之前儲蓄的冷空氣，實現制冷操作，有效降低用電成本。

4.3 自然通風在綠色建筑中的設計

自然通風最大化加快了空氣的流通，室內和室外的空氣實時處于流通狀態，為人們提供新鮮的空氣，也未造成任何資源浪費。綠色建筑暖通空調設計的基礎就是自然通風。簡單來說，自然通風主要分為兩類：一是風壓通風，其動力來源于風壓；二是熱壓通風，其動力來源于熱壓。目前常見的通風模式為風壓通風，其最終的通風效果由建筑的風壓狀況決定。所以，要想最大化發揮風壓通風效果，就必須挑選合理的建筑位置，進而為建筑設計科學的布局，改善通風效果。需要注意的是，建筑布局的設計需考慮平面和剖面因素，最大化減少建筑設計帶來的空氣阻力。

影響室外風速的因素有很多，最主要的是天氣因素，因此可以設計一種百葉窗，通過調節百葉窗的大小來控制室內風速，降低天氣對風速的影響。熱壓通風的基本原理是空氣密度，簡單地說，溫度不同，空氣密度不同，空氣會受密度的影響而移動，即從高密度移向低密度，密度差異促使了空氣的流動，實現了室內與室外的氣體交換。

暖通空調系統可維持建筑物內部的溫度，也是當前最主要的保溫途經。所以，人們可以借助降低室內外的能量交換、提高室內的空調功率等方式，改善室內環境。另外，變頻技術是暖通空調的一大亮點，可以最大化降低電耗，實現節能設計。

5 結論

未來的建筑行業將重點發展綠色建筑節能環保設計，其既符合時代的需求，也改善了人們的生活條件。所以，人們必須重點研究建筑的材料設計、構造設計和設備設計，在不影響建筑穩定性的前提下實施環保設計，用綠色的環境節能設計為大眾提供舒適的環境，最終實現生態建筑的社會目標。