綠色建筑技術在建筑設計中的應用與實踐

楊東英

蘭州石化職業技術大學 甘肅 蘭州 730000

隨著全球環保意識的不斷提高，綠色建筑技術在建筑設計中的應用與實踐已經成為了一個重要的研究領域。綠色建筑技術不僅可以減少建筑物對環境的影響，還可以提高建筑物的能源利用效率和室內舒適度，從而為人類創造更加健康、舒適和可持續的居住和工作環境。本文將探討綠色建筑技術在建筑設計中的應用與實踐，包括其相關概念、標準和評價體系等。同時，本文還將通過實例分析的方式，探討綠色建筑技術在實際項目中的應用分類情況。最后，本文將總結綠色建筑技術在建筑設計中的應用與實踐的現狀和未來發展方向，以期為該領域的研究者和實踐者提供有益的參考和指導。

1 綠色建筑的概念

綠色建筑是一種可持續發展的建筑形態，它不僅要滿足人們的生活需求，還要兼顧環境保護和生態平衡。綠色建筑強調的是“三位一體”的理念：即經濟、社會和環境三個方面的協調發展。在經濟方面，綠色建筑要考慮資源的有效利用和成本的控制；在社會方面，綠色建筑要注重人性化設計和社區建設；在環境方面，綠色建筑要重視能源的節約和環境的保護[1]。

2 綠色建筑的標準和評價體系

為推動綠色建筑的發展，各國制定了一系列綠色建筑標準和評價體系，對建筑在環境可持續性方面進行評定。主要的標準和體系包括:

美國LEED綠色建筑評價體系：LEED是美國綠色建筑理事會提出的一套綠色建筑設計、施工和操作的評價體系。它包括建筑設計、建筑材料、能源利用、水資源利用和室內環境質量等指標。LEED已成為美國及全球范圍內最廣泛采用的綠色建筑評價標準之一[2]。

歐盟BREEAM標準：BREEAM是英國研究建筑環境評估法，用于評估建筑環境可持續性能。它的評價內容涵蓋能源、水資源、材料、廢棄物、生態等方面。BREEAM是世界上第一個也是歐洲使用最廣泛的綠色建筑評價方法[3]。

中國國家綠色建筑標準：國家住房和城鄉建設部和國家市場監督管理總局于2019年3年13日發布聯合發布了《綠色建筑評價標準》國家標準，它綜合考慮建筑節能、節水、節地、材料、室內環境等指標，用于評價建筑項目的可持續性和環境友好度。這些標準和體系對建筑在設計、施工和操作各階段提出了一系列環境保護的要求。2021年3月住房和城鄉建設部綠色建造技術導則（試行）(見表1)，通過對各項指標的評分來判斷建筑的綠色程度，指導建筑向可持續發展方向轉變。它們的使用對推動建筑行業節能減排與環境保護發揮了重要作用。

表1 主要綠色建筑標準對建筑各階段的技術要求

綜上，主要的綠色建筑標準通過對建筑在設計、施工和操作全生命周期的環境表現進行評價，對其是否達到可持續發展要求作出判斷，這對于推動建筑行業的綠色轉型具有重要作用。各國可借鑒現有標準，制定具有國情的綠色建筑評價體系，推進本國建筑可持續性發展。

3 綠色建筑技術的應用分類

綠色建筑技術應用的分類可以從多個角度進行劃分，本文將從以下幾個方面進行詳細論述：

3.1 可再生能源在綠色建筑中的應用

可再生能源是指能夠在自然界中不斷更新、不會耗盡的能源資源，如太陽能、風能、地熱能等。在建筑設計中，應充分考慮可再生能源的應用，通過合理的設計和布局，實現能源的最大化利用。例如，可以采用太陽能光伏板、太陽能熱水器、地源熱泵等技術，以減少對傳統化石能源的依賴[4]。

3.2 節能技術在綠色建筑中的應用

節能技術是指在保證建筑物功能需求的前提下，通過科學的設計和施工手段，降低建筑物的能耗，減少對環境的影響。常見的節能技術包括隔熱、通風、空調、照明等方面的技術應用。例如，可以采用雙層玻璃窗、外墻外保溫、集中供暖等方式，以降低建筑物的能耗。

3.3 環保材料在綠色建筑中的應用

環保材料是指對環境友好、無毒害、可回收利用的建筑材料。在綠色建筑中，應盡可能地采用環保材料，如可降解塑料、竹木材料等，以減少對環境的污染和破壞。例如，可以采用回收木材制作家具、使用可降解塑料包裝等，以減少對環境的影響。

3.4 綠色建筑的智能化控制技術

智能化控制技術是指通過計算機和網絡技術對建筑物內部的各種設備進行自動化控制和管理。在綠色建筑中，應采用智能化控制技術，實現對能源的有效管理和利用。例如，可以采用智能照明系統、智能家居管理系統等方式，以提高建筑物的能效管理水平。

3.5 綠色建筑的室內環境質量控制技術

室內環境質量是指建筑物內部空氣、水、聲等方面的質量。在綠色建筑中，應采用一系列措施來保證室內環境的質量，如新風系統、凈水系統、噪音控制等。例如，可以采用空氣凈化器、除濕器等方式，以提高室內空氣質量。

室內噪音水平與距離之間通常遵循反平方定律，其公式為:

其中:

Lp1和Lp2分別為距離噪音源r1和r2處的噪音級，單位為分貝(dB)。

r1和r2為測量點到噪音源的距離，單位為米(m)。

該公式表示噪音水平與測量點到噪音源距離的平方成反比。也就是說，當距離加倍時，噪音水平會下降20dB。這是因為噪音在空氣中的傳播遵循球面擴散規律，噪音能量按面積單位減少，而面積又與半徑的平方成正比，所以噪音強度與距離的平方成反比。

該公式常用于預測和計算室內噪音在空間不同位置的級值。已知噪音源和某一位置的噪音級，可以推算出其他位置的噪音水平。它也是評價室內噪音環境和噪音控制效果的重要手段。

例如:

已知距離噪音源1m處噪音級為80dB，求3m處的噪音級。

根據公式(1):

Lp2 = 80 - 20log(3/1) = 80 - 20*0.477 = 80 - 9.54 =70.46dB 3m處的噪音級約為70dB。

3.6 綠色建筑的生態景觀設計和規劃

生態景觀設計和規劃是指在建筑物周圍創造一個生態環境，使建筑物與自然環境融為一體。在綠色建筑中，生態景觀設計和規劃是一個重要的環節，可以通過植物種植、水體布置等方式來實現。例如，可以采用屋頂花園、雨水收集系統等方式，以提高建筑物的生態環境質量。

3.7 綠色建筑的運營與維護管理技術

綠色建筑的運營與維護管理技術是指對建筑物進行日常維護和管理的技術手段。在綠色建筑中，應采用一系列措施來保證建筑物的安全性和可持續性發展。例如，可以采用智能監控系統、定期檢查維護等方式，以確保建筑物的長期運行[5]。

綜上所述，綠色建筑技術應用的分類是多方面的，需要根據實際情況進行綜合考慮和應用。通過采用可再生能源、節能技術、環保材料、智能化控制技術、室內環境質量控制技術、生態景觀設計和規劃以及運營與維護管理技術等綠色建筑技術，可以實現綠色建筑的可持續發展和環境保護。

4 綠色建筑技術在建筑設計中的應用策略

綠色建筑技術是指在建筑設計、施工和使用過程中，采用環境友好、資源節約、能源效率高、健康舒適等理念和技術，以減少對自然環境的負面影響，提高建筑的可持續性和生態效益。

系統優化設計：在建筑設計初期，應考慮建筑的環境性能，包括采光、通風、隔熱、防水、節能等方面的設計。通過系統工程的角度，選擇最優方案以實現建筑環境性能的最大化。例如，采用高效的建筑材料和設備，合理布局和空間組織，以最大限度地降低能耗和排放。

技術匹配應用：不同的綠色技術之間存在匹配關系，如光伏發電與新型蓄電池、節能照明與智能控制系統等。設計時應考慮不同技術的配套應用，發揮協同作用以增強效果。例如，采用太陽能光伏發電和風能發電相結合，可以實現更高效的能源利用。

建筑分類施策：針對不同類型的建筑選擇適用的技術和標準。如住宅建筑側重采光、通風與家用新能源；公共建筑注重高效電力與中水回用；產業建筑側重節能減排等。分類應用更具針對性。例如，在辦公建筑中采用高效空調系統和智能化管理系統，可以實現能耗和碳排放的最小化。

區域化布局：在建筑設計中考慮周邊環境因素，選擇與周邊基礎設施相匹配的技術。如與區熱站相連的建筑采用地源熱泵；工業區建筑可利用工業余熱與廢棄物等。這種區域化思維更符合生態規劃理念。例如，在城市規劃中，將商業中心、居住區和綠地等分開布局，可以實現更好的空氣質量和生態環境。

經濟性考量：在選擇綠色技術時兼顧技術經濟性，工程投資與運行成本不可過高。可采用新的合同機制來平衡各方權益，也可選擇適度的補貼政策以推動新技術應用。例如，在公共建筑中采用節能燈具和智能化控制系統，可以降低能耗成本，提高運營效率[6]。

建筑全生命周期管理：綠色建筑不僅在設計和施工階段應用新技術，還需要在后續的運維過程中做好管理以保證其環境效益。如采用節能管理系統、循環經濟模式等持續優化建筑的綠色表現。例如，在綠色酒店的設計中，采用高效節能的空調系統和太陽能熱水系統，以及再生建筑材料等綠色技術，可以實現能源消耗和碳排放的最小化。此外，在酒店運營過程中，還需要進行定期的設備維護和環境監測，確保建筑的綠色性能一直得到保持。

可持續性考慮：綠色建筑不僅要考慮當前的環境效益，還要考慮長期的可持續性發展。因此，在建筑設計中需要考慮建筑的使用壽命、材料可再利用性、水資源利用效率等因素。例如，在設計高層建筑時，可以考慮采用分階段建設的方式，將建筑物分成多個部分逐步建設，以減少對環境的影響。

創新技術應用：隨著科技的發展，越來越多的綠色技術不斷涌現。在建筑設計中需要及時關注這些新技術的應用，并嘗試將其引入到實踐中。例如，近年來興起的智能建筑概念，可以通過傳感器、控制系統等技術實現建筑內部環境的自動化控制，從而提高能源利用效率和舒適度。

綠色建筑技術在建筑設計中的應用策略是多方面的，需要綜合考慮建筑類型、區域環境、技術經濟性等因素。通過系統地、動態地思考和應用這些技術，可以實現技術的最佳組合，使建筑的環境效益最大化。這需要設計師具有整體性和動態的思維方式，把綠色建筑設計作為一個不斷演進的過程來考量。

5 綠色建筑技術的發展前景

新技術的不斷涌現和應用。隨著科技的發展，越來越多的綠色建筑技術不斷涌現，如建筑一體化光伏技術、化學蓄能技術、生物建材等，這些新技術的應用將提高建筑的環境性能，推動行業轉型升級。特別是一體化光伏技術，可大幅提高光伏發電效率，這對建筑節能至關重要。

智能化建筑的快速發展。智能建筑是綠色建筑發展的重要方向，其通過智能測控與管理系統實現建筑全生命周期的精細化管理。如建筑能源監測系統、水系統智能控制、智能照明系統等技術的發展為建筑節能減排提供有力支持。這些技術的廣泛應用必將大幅提升建筑運營的自動化水平與管理效率。

新商業模式的涌現和應用。如能源合同能力機制、碳排放權交易、綠色技術補貼等新模式的應用可以激勵企業和人員參與到綠色建筑的推廣中來。這些市場機制的出現也體現出社會各界對環保與低碳的重視，它們有助于把更多的資金和社會資源引入到綠色建筑領域，推動產業發展。

政策支持的加大。各國出臺更加全面和長期的支持政策，如綠色建筑促進法、綠色建材推廣目錄、綠色建筑基金等，這些政策為綠色建筑技術的研發與應用提供政策保障，也向社會各界傳遞了綠色發展理念，有力促進了產業轉型。

綜上所述，綠色建筑技術發展前景廣闊，新技術的應用、智能化建筑的發展、新商業模式以及政策支持等因素的綜合作用將推動綠色建筑邁上新的臺階。各國應加大技術創新與政策扶持力度，著力造就有利于產業發展的生態環境，以加速綠色建筑的普及與廣泛應用。未來，綠色建筑必將成為建筑發展的主流方向。

6 結語

綠色建筑技術在建筑設計中的應用與實踐是一個非常重要的領域。通過應用綠色建筑技術，我們可以提高建筑物的環境性能、降低碳排放、節約能源和水資源等，從而實現可持續發展的目標。本文對綠色建筑技術在建筑設計中的應用進行了系統的分析和總結，并探討了其在實踐中的一些具體案例。

通過對本文的研究和分析，我們可以發現綠色建筑技術在建筑設計中具有廣泛的應用前景。同時，也需要設計師具備全面的專業知識和技能，能夠將綠色建筑技術應用到實際項目中去。此外，政策支持和市場需求也是推動綠色建筑技術發展的重要因素。

在未來的發展中，我們需要進一步加強對綠色建筑技術的研究和應用，探索更加高效、節能、環保的建筑設計方法和技術路線，以應對全球氣候變化和環境問題的挑戰。