基于綠色環保理念的建筑設計

魏丹妮 四川柒元星實業有限公司

建筑工程建設是一個復雜的過程，為保障建筑工程的質量，必須做好建筑設計。以往的建筑設計中，對綠色低碳與節能環保的漠視導致建筑工程建設過程中消耗大量資源，造成嚴重的污染，使建筑業成為公認的污染與能耗極大的行業。在建筑行業轉型步伐不斷加快的背景下，在設計到施工再到后期維護的全過程中，應融入綠色環保理念，從源頭抓起，致力于打造綠色建筑，推動整個建筑行業的可持續發展。

1 綠色環保理念的內涵

本文從3 個方面分析綠色環保理念的內涵。

第一，從建筑設計的源頭上，減少對生態環境造成的負面影響。建筑工程建設過程中應盡可能將對生態環境的破壞控制在最低水平[1]。例如，在建筑材料選型上，應當優先選擇生態環保、可循環利用的施工材料，并準確計算材料用量，有效避免不必要的材料浪費，在有效控制建筑成本的同時，較好地保護周圍的環境。

第二，在建筑設計的綜合要素中，降低資源的消耗量。建筑工程建設過程中應盡量減少對各種能源、資源的消耗。例如選擇節能型設備達到節能效果。

第三，通過提前預判設計方案的實施效果，減少建筑物建成后的污染。圍繞綠色環保理念，建筑設計應從前瞻性的角度準確預測建筑物建成后的情況，致力于實現降低能耗和減少污染，打造綠色低碳節能建筑。

2 建筑設計中融入綠色環保理念的必要性

在以犧牲生態環境為代價來發展經濟的傳統粗放型經濟發展模式下，社會經濟雖然獲得了迅速發展，伴隨而來的環境污染問題、資源供需矛盾問題卻日益嚴重。建筑工程建設是一項關系民生的項目，在以往的建筑工程建設過程中，需要消耗大量的能源，且會給生態環境帶來嚴重的污染[2]。

具體來說，建筑工程建設離不開各種建材、電、水等資源的支持，建材運輸過程中需要使用柴油、汽油，發電需要消耗煤炭、石油等資源，同時，建筑工程施工過程中也會導致水污染、粉塵污染、噪聲污染、光污染及固體廢棄物污染。此外，建筑設計不當有可能導致建筑投入使用后產生巨大的能耗與污染[3]。

相關調查研究指出，建筑運營期間的能耗約占社會終端能耗的21%，在建筑功能不斷完善的當下，這一占比正在持續上升。采取不同統計方法對建筑全壽命周期的能耗進行計算發現，其約占全部能耗的38%～52%。為實現節能減排的目標，建筑設計應融入綠色環保理念，采取合理的措施來降低建筑工程建設過程中以及投入使用后的資源消耗、環境污染，在滿足人們對建筑物實際需求的同時，推動人類活動與生態環境的協調發展[4]。

3 基于綠色環保理念的建筑設計策略

3.1 建筑選址設計

建筑設計必須高度重視選址設計，即選擇建筑物的所在地，可以說，選址是否科學、合理，在很大程度上決定著一個建筑工程項目是否成功。在設計選址方案時，應充分考慮建筑與周圍環境之間的關系，尤其是高層建筑，為避免其給城市形象帶來不良影響，必須與周邊環境相契合。在進行具體的建筑選址前，應全面勘察當地的地形及環境，盡量選擇環境良好、自然資源充足以及安全性高的區域。

此外，建筑選址應以節約資源、合理降低施工難度為出發點，盡可能選擇周圍環境不復雜、地質條件較好、交通相對便利的區域，以降低建設和運輸成本，最終實現降低成本和節約資源的目標[5]。例如，在地基方面，如果選擇軟土地基，需要花費大量的時間、成本、資源處理軟土地基，增加各方面的成本。因此，必須確保建筑選址的合理性，盡量選址地質條件良好、交通便利的區域，以減少不必要的成本和資源消耗。

3.2 建筑朝向設計

建筑物的朝向與人們的日常生活息息相關，會直接影響室內采光、取暖、防寒等效果。因此，在建筑設計中，應對建筑物的朝向進行充分論證與合理選擇，結合當地的氣候條件，對建筑與采光門窗的朝向、大小、形式進行科學設計。我國建筑的朝向通常為“坐北朝南”，當建筑與夏季主風向的角度小于45°，且與冬季的主風向分離時，可獲得較好的“冬暖夏涼”效果。在夏季，可為建筑物遮陽，減少制冷消耗的能源；在冬季，整體日照條件較好，應有效采光保暖，降低采暖消耗的能源。

需要注意的是，建筑物為南向的時候，由于采光效率相對較高，為避免夏日暴曬問題，門窗應與遮陽裝置進行有機結合[6]?；诰G色環保理念的建筑設計中，可以利用窗套、百葉、遮陽板、格柵等遮陽設施控制太陽光輻射的熱量。同時，為減少太陽光帶來的負面影響，應靈活利用各種主動、被動的控制手段，實現對室內熱量散失的有效控制，避免不必要的能源消耗。

3.3 建筑門窗優化設計

門窗主要用于保障建筑物的采光、通風及人員進出安全。相關研究顯示，建筑物整體能耗中由門窗導致的能耗約占1/2。通過做好門窗優化設計工作，可以有效降低建筑能耗。大落地窗在當今建筑中有著較為廣泛的應用，窗戶數量與面積較大。在這樣的窗戶設計中，如果采用傳統玻璃窗戶，勢必會導致室內熱量快速消散，且窗洞口、窗框之間的連接處容易出現熱橋。因此在建筑設計中，應對門窗大小和數量進行合理控制，合理選擇門窗材料，提高門窗的氣密性，預防出現熱橋現象。比如，可以選用一些節能性能佳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，達到既保證室內采光良好，又不影響建筑保溫效果的目的。

3.4 建筑屋面與外墻優化設計

建筑屋面與外墻設計是否合理，會直接影響建筑的整體能耗。因此，基于綠色環保理念，應對建筑物的屋面與外墻進行優化設計[7]。

3.4.1 屋面的優化設計

現有的屋面結構形式中，節能效果較好的為倒置式屋面。將倒置式屋面與具有良好防水性能的保溫材料結合起來，可獲得理想的防水、隔熱保溫效果。同時，將防水層與保溫層有機結合起來，可以延長防水層的使用期限，避免頂樓發生漏水現象。屋面優化設計中，坡屋面的淺色飾面太陽輻射吸收率不高于0.7，平屋面的淺色飾面太陽輻射吸收率不高于0.5，可達到降低屋面溫度的效果，有利于降低能耗。此外還可以采取屋頂綠化設計，也有利于增強建筑的保溫隔熱性能，但需要提高建筑屋面防水設計標準。

3.4.2 外墻的優化設計

在建筑物中，由外墻導致的能耗相對較高，特別在我國北方寒冷地區。因此，應高度重視外墻優化設計，積極應用保溫材料，做好外墻的密封處理，以達到減少熱量流失和降低能耗的目的。同時，可采用外墻保溫技術來降低能耗，主要包括外墻內保溫、外墻自保溫以及外墻外保溫等技術。3 種外墻保溫技術的優點和缺點如下。

第一，外墻內保溫技術的優點是經濟性較好、施工簡便，缺點是會減少室內有效使用面積，且給建筑墻體結構及后續墻面裝飾施工造成一定的不利影響，現在正逐漸淘汰；第二，外墻自保溫技術的優點是操作簡單，缺點是輕質節能砌塊的抗開裂性能較差，會增加后期墻體粉刷的難度，且實際使用過程中很有可能會出現墻體滲水、裝飾層脫落等問題；第三，外墻外保溫技術的應用效果更理想，通過有效應用外墻外保溫技術，不僅可以提高建筑結構的穩定性、減少建筑圍護結構溫差、提高熱工效率、改善建筑外觀美感，還可以解決冬季墻面結露、熱橋等問題，因此近年來在建筑領域得到了廣泛應用。

3.5 建筑系統節能設計

基于綠色環保理念的建筑設計中，為降低建筑的整體能耗，應對建筑物各系統進行優化設計，包括暖通空調系統、電氣系統、給排水系統等。

3.5.1 暖通空調系統的節能設計

暖通空調系統是現代建筑的重要組成部分，其主要作用是通風換氣、調節室內溫度，會直接影響建筑物的使用功能與舒適性。第一，合理選擇熱源。從使用性能和節能效果來看，地源熱泵是比較理想的一種熱源，其熱源能量來自于地表下，任何一級能源不會發生損耗，單位體積內的可利用能量非常大，所以能源利用率相對較高，節能效果較好。第二，采用變頻技術。有研究指出，與非變頻模式的暖通空調相比，采取變頻方式的暖通空調，可以降低30%～50%的能耗。第三，結合當地日照條件，有選擇地應用太陽能技術，將太陽能收集裝置安裝在光照條件較好的地方，收集太陽能后借助能量轉換裝置（集熱器）將其轉化為熱能后，再傳輸給暖通空調系統，可以用于地板采暖、熱水供應等方面。

3.5.2 電氣系統的節能設計

電氣設計是建筑設計中的重點內容之一，電氣設計水平將直接影響建筑物的使用功能能否實現。第一，在設置電氣設備機房時，盡量將其布置在所服務功能區域的負荷中心或者負荷中心附近，通過減少線路長度來降低路徑線損，達到節能的效果。第二，在供配電設計中，應優先采用智能供配電系統，對各種類型的用電設備進行實時、全面、有效的管控，實現對能耗的有效控制。第三，在照明設計中，應合理選擇照明光源與燈具。較低的建筑應優先選用熒光燈，充分發揮自然光的作用，有效滿足室內光照需求；較高的建筑應優先選用金屬鹵化物燈，保證室內具有良好的照明效果和穩定持續的照明時間；較高且維護難度較大的建筑宜優先選用無極熒光燈；對于需要調光且具有頻繁開關燈要求的建筑，宜選用LED 燈。此外，應積極應用現代智能照明控制系統，以實現照明設備的自動化控制。

3.5.3 給排水系統的節能設計

給排水系統會直接影響建筑物的水資源消耗量，為提高水資源的利用率，應對給排水系統進行優化設計。第一，積極應用雨水回收利用技術，借助相關裝置收集雨水，對所收集的雨水實施凈化和儲存，最后加以運用。第二，積極應用中水資源利用技術，集中處理建筑中的生產和生活污水。第三，結合“海綿城市”理念，將過量的雨水通過海綿材料滲透至地下儲水系統中，再用于灌溉綠植或是沖洗路面。

3.6 建筑綠化設計

目前，綠化設計在建筑設計中的地位越來越重要，通過增加綠化面積、營造良性微氣候可提高建筑的整體舒適性。為達到綠色環保的目的，綠化設計可從以下幾個方面入手。第一，建設屋頂花園。屋頂花園具有美化環境、凈化空氣、改善局部小氣候等功能，是一種值得大力推廣的屋面形式。因此，可結合種植屋面設計，在屋頂種植一些低矮灌木和花卉植物。第二，配套陽臺綠化。設計方案應根據陽臺的實際情況，對不同習性的植物進行合理搭配。在陽臺綠化中，要合理控制植物高度，不可明顯影響和遮擋室內采光與通風。第三，打造立面綠化。通過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，達到減少陽光直射、降溫的目的。

3.7 污染防控設計

在綠色環保理念下，建筑工程應盡可能減少各種污染物的排放量。這就要求在建筑設計中，應準確評估建筑物建設全過程中可能產生的污染類型，并制定針對性的控制措施。建筑設計應充分考慮建筑施工帶來的各種污染問題，常見的污染主要包括泥漿污染、噪聲污染、光污染、粉塵污染、水污染及固體廢棄物污染等類型。

第一，泥漿污染。建筑物建造過程中會出現大量泥漿，如果沒有對這些泥漿進行安全保管、有效處理，可能導致泥漿外溢，給周圍生態環境造成嚴重污染。因此，建筑設計中，可以優先選擇固結工藝來預防泥漿外溢，并對固結的泥漿進行妥善保管和集中處理，條件允許的情況下可循環利用。第二，噪聲污染。建筑設計應嚴格按照相關規范標準要求，科學規劃施工時間，以減少噪聲給周圍居民造成的干擾。第三，光污染。焊接等工藝會引起光污染，應采取圍擋等措施來控制光污染。第四，粉塵污染。建筑設計應選擇污染較小的裝配式施工方式，以減少施工現場切割作業導致的粉塵污染。第五，水污染。針對建筑物建造過程中產生的污水，可以運輸到污水處理廠進行集中處理，也可以采用凈化裝置進行凈化后排放，避免污水直接排放破壞生態環境。第六，固體廢棄物污染。針對建筑物建造過程中產生的固體廢棄物，應在施工現場劃分出一個空間進行集中保存，并積極回收利用，以減少固體廢棄物污染，達到節約資源的目的。

4 結語

通過研究綠色環保理念在建筑中的運用可以看出，建筑設計應從建筑選址設計、建筑朝向設計、建筑門窗設計、建筑屋面設計、建筑各系統設計、建筑綠化設計及污染防控設計等方面入手，降低建筑工程建設過程中的能源消耗與環境污染，在建筑全壽命周期內，實現各種污染物排放量的最小化，促進建筑行業與生態環境的協調發展。