建筑設計中綠色建筑技術的應用原則及優化要點

李先儉 山東省建筑設計研究院有限公司

王 瑩 山東省建筑設計研究院有限公司

近年來，我國建筑業持續快速發展，規模不斷擴大，結構日趨優化，技術顯著提高，實力明顯提升，對經濟社會發展作出了較為突出的貢獻[1]。但是，建筑業是一個能耗極大的行業，在發展過程中存在嚴重的環境污染和能源浪費現象。在此背景下，在建筑設計中應積極應用綠色建筑技術，以盡可能減少建筑帶來的環境污染。

1 綠色建筑概述

建筑業是污染與能耗極大的行業，在生產和發展過程中存在嚴重的環境污染和能源浪費現象，這顯然與生態文明建設及可持續發展戰略要求背道而馳。在此背景下，綠色建筑的理念應運而生。具體來說，綠色建筑就是致力于實現節約資源、減少污染、保護環境、與自然和諧共生，提供健康、適用、高效使用空間的一種現代建筑設計理念。

綠色建筑要求建筑全壽命周期內，將各種資源、能源的消耗量控制在最低水平，同時致力于實現各種污染物質如廢氣、廢水、廢渣的排放量最低化，也就是盡可能地實現環境污染的降低、資源消耗的減少。發展綠色建筑有利于推動生態環境與建筑行業的協調發展。傳統粗放式經濟發展模式是以犧牲生態環境為代價來發展經濟，雖然推動了社會經濟的迅速發展，但伴隨而來的資源供需矛盾、環境污染問題卻日益加劇。

當今社會，生態、環保理念越來越深入人心，節能、減排、綠色、環保已經成為各行各業發展過程中需重點關注的內容。尤其是黨的十八屆五中全會提出“綠色發展”理念后，建筑業的發展也必須要以綠色發展為基本原則。在此背景下，發展綠色建筑成為業內的共識。

2 建筑設計中綠色建筑技術的應用原則

2.1 以人為本原則

以人為本是科學發展觀的核心，以實現人的全面發展為目標，重視人的需要，強調對人的充分尊重、理解和支持。建筑是為人提供服務的，所以在建筑設計中必須強調以人為本原則，既要盡量滿足人的基本需求，包括使用需求、健康需求、安全需求等，又要充分尊重人的個性，結合人的個性特征進行設計[2]。

2.2 低耗節能原則

當今時代，隨著能源緊缺問題的日益嚴峻，如何在行業發展的同時降低能耗、節約能源成為一項重要研究課題。一些不可再生能源是無比寶貴的，若人類無節制地開采，早晚會迎來能源枯竭的一天；一些可再生能源雖然取之不盡，卻也需要花費一定的成本。因此在建筑業發展中，必須追求低耗節能，在建筑設計中綜合運用各種節能技術和節能材料，最大限度地提高能源利用效率、降低能源消耗、減少不必要的能源浪費。

2.3 生態環保原則

生態環境保護和生態文明建設是全人類的共同責任，只有建設生態環保的建筑，使其與生態環境和諧相處，并成為城市生態構成中的一部分，避免對生態環境造成破壞，才符合科學發展觀。生態環保的建筑設計還在于順應自然，尊重自然界的客觀規律，尋找親近自然之道，換言之，就是將建筑設計與環境規劃相結合。

2.4 舒適宜居原則

無論在任何類型的建筑設計中，應首先滿足人對居住舒適性的基本要求，確保所設計的建筑適合人居住[3]。在現實生活中，很多因素都會影響建筑的舒適性，例如空氣質量因素、溫度因素、濕度因素、光線因素及環境因素等。這些因素的共同特點是都屬于人感知的對象，因此為有效打造舒適宜居的建筑，在設計時應充分考慮這些因素，最大限度保證人們能夠獲得舒適的居住體驗。

2.5 經濟適用原則

近年來，隨著我國城市的土地資源日益緊缺，城市中各類建筑的建設成本越來越高，因此在現代建筑設計中必須盡量降低成本。在應用綠色建筑技術進行建筑設計時，也要同時追求建筑的經濟適用，在充分考慮各種經濟影響因素的前提下合理優化建筑設計方案，以盡可能降低建筑成本[4]。

3 建筑設計中綠色建筑技術的優化要點

3.1 節能設計優化

3.1.1 門窗節能

門窗是房屋圍護結構的一部分，也需要考慮保溫、隔熱、隔聲、防風沙等要求。相關研究顯示，傳統門窗在建筑中的能耗約占50%，但通過應用有效的門窗節能技術可以有效降低其能耗，所以在建筑節能設計優化中，應積極應用門窗節能技術。在實踐中，可以選用一些節能性能好且可減少門窗反射率的新型門窗材料，如節能型玻璃材料、低輻射玻璃材料、鋁等，并結合科學調節門窗比例、可見光比、遮陽系數、外窗氣密性等措施，達到既保證室內良好的采光效果又不影響建筑保溫效果的目的。

3.1.2 墻體保溫節能

墻體是建筑主體結構的重要組成部分，墻體保溫效果會直接影響建筑的節能性能。因此在建筑節能設計優化中，應充分應用墻體保溫節能技術。在實踐中，常用的墻體保溫節能技術有外墻保溫技術、內保溫技術及中間保溫技術[5]。其中，由于內保溫技術和中間保溫技術會對墻體結構及后續墻面裝飾施工造成一定的不利影響，正逐漸被淘汰；外墻保溫技術則屬于一種新型節能技術，擁有廣闊的發展前景。

3.1.3 屋頂保溫節能

屋頂一方面是建筑主體結構的重要組成部分，另一方面又是建筑中最易受外界干擾的部分。無論是遭受光照、雨淋、冰雪堆積、霜凍還是輻射等，均會使建筑能耗增加。因此在建筑節能設計優化中，應注意應用屋頂保溫節能技術，以提高屋頂的抗干擾能力，降低建筑能耗。在實踐中，一般選用熱導率低的新型材料鋪設屋頂，或者在頂面鋪設太陽能板以及在屋頂適當種植綠色植被，從而獲得良好的保溫效果。

3.1.4 照明節能

照明能耗在建筑能耗中占有較大比例，所以在建筑節能設計優化中，應用照明節能技術具有重要的意義。

第一，根據實際建筑照明需求合理選擇照明光源與燈具，確保燈具的質量、性能、壽命及實用性等達到相關要求。一般情況下，為有效滿足室內光照需求，較低的建筑宜選用熒光燈；為保證室內具有良好的照明效果和穩定的照明時間，較高的建筑宜選用金屬鹵化物燈；對于較高且維護難度較大的建筑，宜選用無極熒光燈；對于需要調光且具有頻繁開關燈要求的建筑，宜選用LED 燈。

第二，結合實際情況合理采取照明控制方式。例如，在走道、門廳、樓梯間等公共區域，應根據實際照明條件，結合自然采光情況制訂照明控制方案，適當降低照度；在自然光比較充足、利用自然光比較方便的區域，應采用先進的傳感器設備，實現自動根據自然光的照度變化來分組調節照度。

3.1.5 暖通系統節能

建筑中的暖通能耗往往十分巨大，在建筑節能設計優化中，只有合理應用暖通系統節能技術，才能達到有效降低暖通能耗的目的。第一，地源熱泵技術。地源熱泵主要將各類水資源和土壤源作為冷熱源，能夠將低品位熱能轉換為高品位熱能，還能通過吸收建筑的熱量來降低溫度。第二，太陽能技術。太陽能是一種具有可再生、環境友好、清潔等優勢的新能源，只需要將太陽能收集裝置安裝在光照條件較好的地方，即可有效收集太陽能，然后借助能量轉換裝置將其轉化為熱能。第三，變頻節能技術。當暖通系統的負荷不斷增加時，可以根據荷載的實際情況，借助水泵及變頻調節設備等來適當減少負荷。第四，余熱循環技術。借助循環系統使余熱從某部分傳遞到其他部分，既能降低暖通系統能耗，又能減少暖通系統在運行過程中產生的空氣污染。第五，合理選擇通風系統形式。一般在建筑中面積較大的區域可優先選擇全空氣空調系統，并設置變風量末端裝置，根據實際需求有效調節送風量，減少風機與制冷機組的運行能耗，達到良好的節能效果，還可以結合實際情況靈活應用單區、雙風道及多區再熱等通風系統形式。第六，充分考慮建筑朝向、形體系數、保溫性能等各種溫度影響因素，合理應用各種新型保溫材料和保溫技術減少熱量損耗。

3.1.6 節約材料

在建筑建設過程中需要使用大量不同類型的建筑材料，且建筑材料成本在建筑總成本中占較大比例，因此在建筑節能設計優化中，節約材料至關重要。第一，提前評估建筑材料的使用量，減少不必要的材料浪費。第二，選擇符合國家標準要求、正規廠家生產、有合格證明的材料，做好質量檢查，避免因材料質量不合格而引起浪費。第三，優先選擇綠色材料。

3.1.7 節約土地資源

在土地資源稀缺的城市中，建筑節能設計優化必然包括節約土地資源。在實踐中，為有效節約土地資源，應合理開發土地資源，例如可以采取屋頂綠化、墻面綠化等措施，盡量擴大綠化面積。同時，應注重開發地下空間，例如建設地下停車場、地下商業街等。

3.1.8 節約水資源

水是人類賴以生存的重要資源，所以在建筑節能設計優化中，必須重視節約水資源，盡可能提高水資源的利用率，避免水資源浪費。

第一，根據建筑結構、小區特征等合理調整整體排水設計方案，優化管道布局，提高排水的暢通性及效率。第二，結合“海綿城市”建設理念，在小區各處鋪設海綿材料，以使雨季過量的雨水通過海綿材料滲透至地下儲水系統中，再用于灌溉小區綠植或者沖洗路面和廁所等。第三，積極應用中水資源利用技術，先集中處理建筑中的生產和生活污水，再實現重復利用。第四，積極應用真空排水技術改善室外給排水管網的排水速度受限情況，減少管道堵塞、系統癱瘓等問題發生的概率。第五，積極應用雨水回收利用技術，先借助相關裝置收集雨水，再進行凈化，然后加以運用。第六，在小區中積極應用透水路面鋪設和打造下凹式綠地，建設“建筑—鋪裝—下沉綠地—滲蓄體系—雨水管網”的循環排水組織體系，將雨水有效收集起來進行利用，避免雨水被蒸發浪費。

3.2 環保設計優化

3.2.1 水污染控制

在建筑環保設計優化中，應重視水污染控制。在實踐中，可以將污水運輸到污水處理廠進行集中處理，也可以采用凈化裝置對污水進行凈化后再排放，避免直接排放污水造成環境污染。

3.2.2 粉塵污染控制

開挖、切割等建筑施工作業會導致粉塵污染，而且若空氣中的粉塵濃度超標，還可能引起爆炸。在實踐中，應優先選擇污染較小的裝配式建筑模式，并積極應用除塵設備，將粉塵污染控制在合理范圍內。

3.2.3 泥漿污染控制

泥漿污染是建筑建設期間的常見污染。在建筑環保設計優化中，應設法有效控制泥漿污染，避免破壞周邊生態環境。在實踐中，可以采用固結工藝等先進工藝來預防泥漿外溢，并對固結的泥漿進行妥善保管、集中處理以及循環利用。

3.2.4 光污染控制

焊接等建筑施工工藝會引起光污染，因此在建筑環保設計優化中，光污染控制非常重要。在實踐中，一般可以采取對施工場地進行圍擋等措施來有效控制光污染。

3.3 綠化設計優化

3.3.1 小區總體綠化

綠化設計是建筑設計中必不可少的一項設計內容，在建筑綠化設計優化中，應在條件允許范圍內盡可能擴大小區中心綠地面積，最大限度提高綠化覆蓋率。在實踐中，小區總體綠化設計應充分體現出布局的層次感與立體感，既要滿足人們的行走需求，又要滿足人們的觀賞需求。在選擇綠化植物的過程中，宜選擇鄉土植物和環保型植物作為綠化景觀的主要綠植，因為它們具有成本低、易存活、栽植方便等優勢。此外，應借助一些景觀步道、小品等進一步增強綠化景觀的整體藝術效果。

3.3.2 建筑立面綠化

建筑立面綠化是建筑綠化的關鍵，在建筑綠化設計優化中，應格外重視建筑立面綠化。在實踐中，可在建筑外墻種植野葡萄、常春藤等植物，構建立體空間綠化景觀，以起到裝飾、減少陽光直射、降溫的作用。

3.3.3 陽臺綠化

通過陽臺綠化可以美化建筑立面造型，使室內獲得優美的景觀，并有利于改善城市景觀，因此陽臺綠化是建筑綠化設計優化的重點。陽臺一般可分為半凹半凸、凸、凹3 種形式，不同形式會產生不同的通風、日照情況，并形成不同的小氣候。在實踐中，應根據陽臺的實際情況合理選擇植物類型，并合理控制植物的高度，防止其影響室內采光和通風。

3.3.4 屋頂綠化

屋頂花園的綠化形式，是近幾年誕生的一種新型建筑綠化形式，在建筑綠化設計優化中，應積極應用這種形式。在實踐中，可以在屋頂種植一些低矮植物、花卉，作為觀賞區使用。

4 結語

在建筑設計中，實現對綠色建筑技術的有效應用，一方面應充分遵循以人為本、低耗節能、生態環保、舒適宜居、經濟適用以及因地制宜等科學原則，另一方面應采取科學的措施對節能設計、環保設計、綠化設計等進行合理優化。