關于建筑設計中綠色建筑技術優化與結合的分析

李 萍 景德鎮市建筑設計院有限公司

1 前言

建筑行業發展過程中，應加強對綠色建筑設計的重視，相關設計院應通過恰當的工程設計技術實現建筑節能設計，從而使工程設計和施工過程中的成本得到控制，進一步提高與環境之間的協調效果。設計人員應提高綠色意識，在制定方案的過程中，選擇恰當的節能材料，全面提高建筑的建設效果。

2 綠色建筑設計的實際意義

加強綠色建筑設計優化具有重要意義，一方面，通過綠色技術優化能夠有效降低環境污染。城市化發展使得工程建筑數量在不斷增加，在建筑施工的過程中，不良的建筑技術以及材料的使用會對環境造成嚴重的污染與破壞，不利于維護生態平衡效果。在建筑設計過程中，設計人員未考慮建筑技術對環境的影響，導致實際建設中出現大量的廢棄物和污染物，對環境造成較為明顯的不良影響，不符合目前的建筑設計與施工要求。

另一方面，在綠色建筑設計優化的基礎上，能夠有效提高能源節約效果，減少能源浪費情況。利用綠色建筑設計技術，對建筑設計過程中需要的材料進行多方面考慮與分析，通過合理回收施工材料，減少廢棄材料的產生，降低對能源的消耗，進一步實現節約環保效果。

3 綠色建筑設計的具體要求

3.1 設計原則

在建筑設計過程中，為提高綠色建筑設計優化效果，應堅持相關原則，有效落實綠色建筑設計。

①節約環保原則。在設計時應綜合全局，對整體工程的成本消耗情況進行分析和計算，加強對各類型成本的控制和管理。比如應選擇具有可回收再利用特點的材料，提高材料的實際利用效率，提高環保效果的同時減少廢棄材料對環境的破壞。

②堅持以人為本原則。其一，應以用戶的需求為本展開設計，確保建筑居住舒適度良好的情況下，提高綠色設計效果。其二，應以施工人員的實際作業情況為本展開綠色設計。選擇綠色無污染的建筑材料和技術手段，有效減少不良影響，提高建筑設計效果。

3.2 設計要求

為提高綠色建筑設計優化效果，要按照相應的設計要求優化建筑工程設計方案。首先，充分結合不同區域的地理環境特點開展設計，在提高建筑功能效果的同時，強化節能效果。如對冬季較為寒冷的北方區域進行建筑設計時，應提高建筑的保溫設計效果，減少建筑熱量逸散，有效提高建筑節能效果。其次，明確設計目標。建筑設計的過程中，綠色設計優化措施種類較多，需明確建筑綠化的目標，在其基礎上制定相應的綠化設計，提高環保節能設計的針對性。最后，加強對施工材料的管理。在綠色設計時要選擇綠色建筑材料，減少施工過程中對環境的危害，提高建筑材料質量，確保符合建筑要求。

4 建筑設計中綠色建筑設計優化措施

4.1 加強碳排放量的計算管理

在建筑全生命周期中，包括建筑材料采購和運輸過程中，均存在一定的碳排放情況。在建筑施工以及建筑使用過程中，消耗能源的同時進行碳排放，對環境造成較大破壞，并且存在資源浪費現象。因此，在建筑綠色設計優化的過程中，應控制建筑工程的碳排放量，提高環保效果。為提高對碳排放量的計算準確性，按照不同階段進行分類，計算和預估不同建筑階段中的碳排放量，便于優化和調整工程，提高整體施工過程中的節約環保效果。

在建材管理的過程中，使用公式（1）進行計算：

其中：Em為建材管理過程中的碳排放量，單位為kg；a、b、c均為固定數值，根據建筑用途不同而存在一定差異，具體計算時可進行查找；s為建筑樓層；A為建筑面積。

在建筑施工階段，碳排放量計算見公式（2）：

其中：Ec為施工過程中產生的碳排放量，單位為kg；Ba為施工工藝量；γa為第一類建材碳排放量。

在對建筑使用過程中的碳排放量進行計算時，使用公式（3）：

其中：EO為建筑使用階段產生碳排放量，單位為kg；Boi為第i類能源消耗量；Bsi為第i類產生的能源節約量；γi為碳排放因子；Y為建筑使用壽命。

在對建筑碳排放量計算的過程中，主要通過估算法和計算法展開計算，其中估算法需要利用以往工程實例進行估算，通過參考結果估算，了解建筑的基本排放量，但具體的可信度不強。在精算的過程中，需利用碳排放因子等相關測試數據，檢測難度較大，但整體計算可信度較高。在計算的過程中，通過查閱文獻的方式總結和分析普通建筑材料的碳排放因子，如：鋼材可取值為1.451kg（CO2/kg）；42.5 的水泥可取值為0.792kg（CO2/kg）；C40 混凝土取值為415.5kg（CO2/kg）。

通過對建筑碳排放量的計算，能夠更好地優化建筑綠色設計，評價和計算建筑的全生命周期，深度了解碳排放情況，從而對建筑展開設計調整，減少碳排放情況，提高節能環保效果。

4.2 建筑框-剪結構設計優化

通過優化設計建筑剪力墻結構，調整框-剪結構排列方式，有效提高抗震性能并減少碳排放量，提高建筑安全性的同時，有效實現節能環保效果。在框-剪結構中，主要由框架結構負責承受豎向荷載，剪力墻結構負責承擔水平荷載，在二者的有機結合下，有效抵抗建筑物產生的荷載情況，降低在力的作用下出現的變形情況，提高整體框架的剛度和穩定度。

為提高框-剪結構的穩定性，應合理布置剪力墻。將剪力墻均勻的布置在建筑墻體結構中，若存在突出的建筑結構，應在該處加強剪力墻結構設置。為提高對不同方向荷載的抵抗能力，強化剪力墻的抗扭矩能力，可將剪力墻橫縱相連，提高實際抵抗能力。

此外，在剪力墻中若出現洞口，應確保所有洞口保持對齊狀態，一旦出現洞口錯開情況，會直接影響剪力墻的抗扭矩能力，從而影響整體建筑結構的抗震效果。在對剪力墻間距開展設計的過程中，可按照抗震設防要求進行調整，具體見表1。

表1 不同建筑抗震設防度情況下建筑剪力墻間距

在框-剪結構中，為保障其抗震性能以及整體的經濟環保效果，在剪力墻設置的過程中要注意以下幾點。

首先確定剪力墻的數量，通過檢查和分析建筑底層結構的截面面積與整體建筑樓層面積之比，得到該建筑中剪力墻的最佳數量范圍。

其次按照剪力墻的數量情況，調整和優化位移限制，保證其抗震效果的同時提高墻體剛度。

最后根據建筑結構的自振周期作用情況，驗證和最終明確剪力墻數量。為提高框架結構體系的環保節能效果，對其設計的過程中，需考慮碳排放量情況，減少排放的碳總量。設計人員應綜合性分析關鍵結構的框架組成材料，以及墻體結構尺寸和鋼筋混凝土占比等，充分考慮建筑周期比以及位移情況和減重比等，最終得到恰當的框-剪結構設計方案。

4.3 建筑形態中的綠色優化措施

建筑設計過程中，通過調整建筑形態實現節能環保，提高綠色建筑設計優化效果。設計人員需分析建筑的整體空間布局情況，結合建筑物中不同的結構功能及特點進行調整，使建筑結構保持與環境協調并具有較強的統一性，通過對建筑結構的合理設計，實現節能環保。在對建筑優化設計時，需要考慮生態與經濟方面的影響因素，避免對生態平衡造成影響，從而對我國經濟發展起到有效的推動作用。

在建筑設計時，為減少建筑運行過程中的能耗情況，可嘗試通過合理的建筑遮陽設計減少空調能耗，提高建筑節能環保效果。目前常見的建筑質量形式有以下三種。

其一，水平遮陽。在該類型遮陽設計過程中，使用相應的遮光材料在窗口的平行上方展開設置，對太陽高度角較大的陽光能夠有效遮擋，通過對遮光板大小及角度的控制能夠調整設置窗口內的陽光。設計過程中可以通過建筑所在區域的氣候特點等因素進行調整，滿足建筑物對陽光的需求，同時控制陽光攝入量，使室內溫度保持在恰當范圍內，從而有效減少空調運行過程中產生的能量消耗。

其二，垂直遮陽。這種方式能夠有效阻擋窗口斜側面射來的陽光，但對正上方投射的陽光無遮擋作用。因此在選擇該方式的過程中，主要核算建筑的整體位置和角度，根據實際建筑窗口接收到的陽光射入角度展開詳細分析，選擇恰當的遮陽方式，控制陽光射入量，有效實現節能減排目的。

其三，綜合遮陽。該遮陽方式是將水平遮陽與垂直遮陽進行有效綜合，結合建筑的具體窗口情況以及室內溫度調整需求加以合理設置。在建筑綠色優化過程中，應靈活采用綜合遮陽方式，調整遮陽板安裝方式和遮陽角度，進一步減少室內空調運行過程中的能源消耗，達到節約能源，保護環境的目標。

4.4 綠色建筑材料的設計應用

建筑材料選擇作為建筑設計中的重要部分，其與綠色建筑技術有著重要的聯系，通過結合建筑不同需求，選擇恰當的綠色建筑材料，不僅能夠有效提高節約環保效果，同時能夠加強對建筑成本的有效控制，進一步提升整體建筑設計效果。

為提高綠色建筑設計效果，應就地取材，部分人工合成的建筑及裝修材料中化學成分較多，對環境的污染較為嚴重，如常見的油漆和膠水等，對空氣和土壤均會產生一定的不良影響。因此，在實際的建筑設計過程中，可嘗試通過就地取材，使用自然資源的方式開展設計和建筑施工，如加強對廢棄土石的應用，或選擇速成木材，使整體建筑風格更加清新自然，同時減少對環境的污染排放，提高環境保護效果。

另外，加強對新材料的研發與利用，通過研發新型高性能材料，代替傳統高能耗材料施工建設，大幅度減少建筑能耗，同時具有較強且多樣化的功能，有效改善建筑內部環境，減少對生態環境的污染與破壞。新型綠色建筑材料種類較多，分別具有不同的作用。以綠色墻體材料為例，常見的有礦渣復合板材、氣凝膠裝飾板材等，充分利用固體廢料和工業廢渣等代替天然不可再生材料，有效節約自然資源，通過節能方式制成板材或空心磚以及裝飾材料。覆蓋類型的新型板材具有較為優異的使用性能，同時節能環保效果優異，且有較強的使用效果。

4.5 建筑設計中的綠色能源開發應用

在建筑設計過程中，通過加強能源優化利用與開發效果，有利于提高對資源的節約利用，減少對環境的污染，進一步提高建筑綠色設計優化效果。相關設計人員可加強對不同類型能源的進一步開發利用，結合建筑的實際需求進行調整，確保其符合綠色建筑設計標準要求。如加強對太陽能光伏的利用效率，充分利用建筑玻璃幕墻與太陽能光電轉化裝置有效結合，將直射到玻璃幕墻中的陽光進行儲存，有效控制室內陽光射入量，減少空調系統運行過程中的能源消耗。同時利用光電轉化裝置，將太陽能轉化為電能，為建筑正常運行提供相應的電能，有效提高建筑對能源的利用率。

在對綠色能源開發的過程中，可以通過利用樓頂空間，設計節能屋頂，使屋頂具有保溫隔熱的效果，減少空調運行過程中的能源消耗。如利用屋頂空間中間種植區域，通過種植綠色植物，不僅能夠控制室內溫度，使室溫在較正常情況下降低2°～3°，還能增加城市綠化面積，提高建筑與生態環境的和諧效果。城市中房頂面積約占整體面積的20%左右，實施屋頂綠化能夠有效改善城市環境。或利用屋頂空間設置雨水儲存凈化裝置，收集和處理雨水，將其作為中水在建筑清潔等方面使用，加強對水資源的節約應用，使建筑節能環保效果更加顯著。

5 結束語

綜上所述，建筑設計過程中，設計人員應充分結合綠色設計技術，與整體工程設計進行合理的優化與調整，通過控制碳排放量，優化框-剪結構等方式提高建筑的整體穩定性與環保性，同時靈活利用建筑形態結構調整方式，減少對能源的消耗，充分開發新建筑材料和能源利用方式，有效實現建筑節能環保效果，不斷促進我國建筑水平的升級與發展，提高對環境的保護力度。