綠色建筑設計在民用建筑設計中的應用探析

張 強，孔倩倩

（上海砼森建筑規劃設計有限公司山東分公司，山東 淄博 255030）

綠色建筑設計作為一種新的設計理念和方法，旨在實現可持續發展和環境保護的目標。在建筑設計中，綠色建筑設計可以通過采用先進的技術手段和工藝方法，實現能源節約和環境友好的效果，從而提高居住舒適度和人體健康水平。綠色建筑設計是未來城市建筑空間規劃體系中全過程、多層級的人工和自然空間要素及系統管控工具，有必要對其應用進行詳細梳理，以為當代城市綠色建筑設計發展提供有益啟示。

1 綠色建筑概述

綠色建筑是指在整個建筑生命周期中，以最小化對環境的不良影響為目標，通過節約資源、減少能源消耗、降低碳排放、提高室內環境質量等手段來設計、建造和運行建筑的一種可持續發展建筑形式。綠色建筑注重資源的合理利用，包括土地、能源、水和原材料等。通過高效的設計和技術手段，最大程度地減少資源的消耗和浪費。例如，利用被動式設計原則，通過采光、通風、隔熱等手段減少能源的使用，同時還可以利用可再生能源如太陽能和風能來供應建筑的能源需求。綠色建筑通過采用節能技術和設備，減少建筑運營過程中的能源消耗，包括供暖、供冷、照明和電力等[1]。其中，采用高效的建筑外保溫、節能門窗、節水設備和智能控制系統等措施，可以減少建筑能源需求，提高能源利用效率，降低建筑的溫室氣體排放。綠色建筑致力于減少對氣候變化的影響。通過運用碳減排技術和低碳材料，例如利用可再生能源和能源回收技術減少能源消耗，選擇環保材料以降低溫室氣體的排放，減少對全球氣候的不良影響。綠色建筑關注室內環境的舒適性、健康性和安全性。通過優化室內空氣質量、采用環境友好材料、降低噪聲和提供充足的自然光照等手段，可以創造良好的室內環境，改善居住者的生活質量和辦公員工的工作效率。綠色建筑注重資源的循環利用和建筑垃圾的合理處理。通過選擇可回收材料、采用可拆卸構件和拆除可回收建筑等措施，減少建筑廢棄物的產生，最大限度地進行資源的再利用，降低環境的負荷。

2 綠色建筑設計遵循的基本原則

首先是節約資源。綠色建筑設計要在不影響建筑功能的前提下盡可能地減少使用不可再生資源，例如節約建設土地，并進一步提高土地的使用效率。同時，也需要考慮到建筑生命周期中的可維護性，為人們帶來一個更健康舒適的環境。此外，在建筑運營中的可維護性設計也同樣十分重要，包括節水設備的應用，以實現對水資源的節約。其次是資源利用率的提高。通過對先進設備的運用來對能源利用率進行提高，從而達到節約資源的效果[2]。最后，要盡可能地減少環境污染。綠色建筑，顧名思義就是要保護環境，所以需要控制建筑建設中的廢棄物排放，并在設計中體現對周邊土壤、水源的保護，避免生態環境遭到破壞，減少環境污染。

3 綠色建筑設計在民用建筑設計中的應用

3.1 工程概況

某建筑為高層民用住宅建筑，地下兩層設計有地下車庫與其他常規建筑結構，地上3 棟由低層商業用房及住宅所組成的高層建筑。其中#1 棟與#2 棟塔樓均為31 層，整體地上建筑高度為96.75m，#3 棟塔樓為21 層，地上建筑高63.75m。上層住宅建筑設計采用現澆鋼筋混凝土剪力墻結構，地下兩層建筑及低層商業用房皆采用框架結構。

3.2 平面設計

設計平面施工圖要嚴格遵循其所在居住街坊人均住宅應用指標，合理規劃功能型建筑物的容積率，充分且合理地開發地下利用空間、停車庫等。在制定設計方案時，設計人員應結合建筑總平面布局，有效地利用場地和景觀形成可降低墜物風險的緩沖區，合理規劃植被的分布。本項目城市綠地和廣場等公共場合的開敞空間應步行可達。為了設計更為合理，還應在室內設置無煙區、消防通道和盲道設置。此外，某項目綠地率達到了規劃指標的105%以上，公共綠地滿足規定的日照要求、設計充足的游憩活動場所、供居民共享的集中綠地，包括居住區公園、小游園和組團綠地及其他塊狀、帶狀綠地，滿足了人們的日常需求和當地環境標準。

3.3 建筑照明系統設計

某項目在高度方面具有相對的優勢，為最大程度地發揮自然光源的價值，工程建筑空間布局大多應用了“回”字形的空間布局形式，重點關注業主的采光需求，將居住空間集中在臨窗一層，將電梯、電井、逃生空間等建筑配套的服務空間集中在中心區域。照明設施方面，設計以直接照明的方式布置燈具，建筑空間中需要長時間照明區域所采用的燈具及照明系統電氣配件都選擇了性能指標優于國家一級能耗標準的品牌。為保障建筑在投入使用后相關照明系統仍能發揮較好的節能優勢，工程設計在地下停車場、電梯間、逃生通道等公共區域應用智能化照明監控系統[3]。貼合不同情境下整體建筑公共區域的照明需求，對照明系統進行宏觀的控制與細節處理。同時基于不同空間的特點及使用需求設計了減光、聲控、光感、人體感應等多種照明模式與控制方式，盡量降低整體建筑在照明需求方面的能源損耗。

3.4 建筑屋頂節能設計

（1）屋頂綠化設計，在屋頂種植植物，形成綠化覆蓋層，可以降低夏季屋頂表面溫度，減少室內空調負荷，實現節能降耗。（2）屋頂隔熱設計，采用隔熱材料覆蓋屋頂，可以有效阻止室外高溫輻射進入室內，減少室內空調負荷。常見的隔熱材料有泡沫塑料、巖棉、玻璃棉等。（3）屋頂通風設計，在屋頂設置通風設備，可以加速室內熱空氣的排放，降低室內溫度，減少空調負荷。常見的通風設備有風口、排氣扇等。（4）屋頂太陽能利用，在屋頂安裝太陽能光伏板或太陽能熱水器，可以利用太陽能發電或加熱水，以減少對傳統能源的依賴。

3.5 綠色建筑氣密性設計與熱橋部位的處理

綠色建筑設計采取氣密性措施，控制空氣滲透率，確保外圍護結構的連續密封性，關鍵部位需采用密封材料和配件隔絕傳熱，確保保溫系統的完整性；在所有門窗洞口及所有拼縫處進行特殊的構造處理，并根據不同連接處的需求選用不同的密封系統，綠色建筑設計的氣密性單元邊界均需通過設置水泥砂漿或無機保溫膏料的方式來增強氣密性；通過設計與施工確保建筑物完整包裹在保溫層內，陽臺、設備平臺以及女兒墻和外門窗洞口都是易產生熱橋的區域，需要考慮特殊構造來控制熱橋，避免熱橋以降低熱損失、防止潮濕和霉菌問題。建筑保溫設計要考慮以下要點：保溫層應連續完整，避免傳熱和能量損失；墻角宜采用成型保溫構建，在建筑構件的連接處都應對構件進行斷熱橋處理。

3.6 綠色建筑設計中能源系統設計和優化

首先，設計師需要根據建筑的使用需求和地理位置等因素，選擇合適的能源設備。例如，可以選擇高效的空調設備，以提高制冷和制熱的效率；也可以選擇節能的照明設備，以減少電能的消耗。其次，還可以采用可再生能源設備，如太陽能熱水器和地熱能供暖系統，以進一步降低能源消耗[4]。最后，設計師還需要實施能源管理策略，以提高能源使用的效率。例如，可以采用智能電網技術，通過實時監控和調整電力供應和使用情況，以減少能源浪費；也可以采用需求響應策略，通過調整建筑的用電時間和用電量，以適應電網的負荷變化。

3.7 民用建筑給排水設計中節水設計要點

（1）控制供水壓力，根據給排水設計相關規范，對給水配件及入戶支管壓力都進行了相應的限制，這主要是從安全的角度進行考慮的，沒有考慮到壓力過大造成的水資源浪費的問題，如果只為了應付規范要求，那么很容易出現超壓出流的問題，在用水時形成水花飛濺現象，不但會產生大量的用水浪費，而且會產生管道振動和水擊現象，長此以往，對給水管網和相關配件十分不利，可能會出現漏損問題，縮短了系統的使用壽命。針對這個問題，必須采取一定的防治措施，不能僅僅從迎合規范的設計理念出發，而應該注重節水設計，控制供水壓力，例如某項目在給排水設計時，將各用水點供水壓力控制在0.2MPa 之內，如果供水壓力大于0.2MPa，則會在入口干管上設置減壓閥，保證不出現超壓出流狀態，在滿足使用需求的情況下，大大減少了出水流量，獲得了不錯的節水效果。（2）減少管道漏損，管道漏損產生的用水浪費十分嚴重。隨著建筑使用年限逐漸增加，管道老化日益嚴重，漏損問題則更加突出，需要加強原因分析，從設計的角度出發，采取行之有效的管道防漏措施。在管材選擇上，不同類型管材特點不同，適用環境不同，需要根據管道安裝位置和水質水溫選擇合適材質的管道，減少漏損問題的發生[5]。比如，鑄鐵管強度較低，易腐蝕，容易引發漏水；不銹鋼管強度較高，密封性較好，發生漏水的概率比較低，但是容易產生電化學腐蝕，從而引發局部穿孔漏水，甚至出現爆管現象；塑料管質量輕，耐腐蝕性好，流動損失小，在給排水系統中應用相對廣泛，但是存在不耐溫度變化的問題，高溫易變形，低溫易脆裂。從管徑上看，小口徑管道更容易發生漏損，要根據技術、經濟等方面的綜合需求科學確定。

3.8 綠色建筑設計材料的選擇和使用

綠色建筑設計施工管理還要求在選擇和使用建筑材料時優先考慮環保和可再生的材料。例如，可以選擇使用木材、竹材等可再生材料，或者使用再生混凝土等資源利用率高的材料。這些材料不僅能夠減少對環境的破壞，還能夠提高綠色建筑的使用壽命。同時，應盡量減少使用含有有害物質的材料，如甲醛和苯等，以保護人們的健康。在選擇建筑材料時，還應考慮其性能和價格，以確保建筑的質量和經濟效益。

3.9 屋面防滲漏設計

對于綠色建筑屋面而言，其是位于房間主體最外層全面暴露于空氣的部分，氣溫的變化對其影響較大，特別是經過炎熱夏季氣溫炙烤之后，轉而雨季來臨時，經過大雨的沖刷，其表面可能會出現不同程度的破裂和脫落，進而會引發屋面滲漏的現象，降低屋面的整體保溫效果，導致室內溫度隨著季節的變化而變化明顯，無法維持在恒定的溫度上。然而，節能型建材的運用，不僅能夠有效節約工程建設成本，還可以革新綠色建筑的施工技術，最重要的是能夠有效保證屋面的整體防滲漏性能。例如，在進行綠色建筑屋面的設計建設時，工程建設人員可嘗試在排水層與混凝土板面的縫隙之間用混凝土砌塊或輕骨料混凝土等吸熱性能較強的保溫材料對其進行填充，從而有效提升屋面的整體防滲漏效果，提升屋面的保溫性能。另外，在進行屋面創建的環節，工程技術人員可嘗試擴大屋面頂部綠色植被的覆蓋面積，提高屋面的防滲漏保護，同時，綠色植被的呼吸作用可以在一定程度上調節室內溫度，對于周圍空氣的凈化也有一定的幫助。研究數據表明，具備一定數量綠色植被的樓層屋面，其夏季的室內溫度普遍比普通的居室溫度低2 攝氏度左右。

3.10 門窗節能設計

在綠色建筑中，門和窗戶是實現建筑空氣轉換和流動的重要途徑，也是建筑施工過程中最重要的步驟之一。眾多工程實例表明，目前，門和窗戶占到了建筑物總能源消耗的50%以上，這與建設部門對門窗的工作特性不夠了解有關。一般而言，在進行門窗的節能設計中，采用的技術是填充墻縫、窗戶、門等。在門窗選用上，鋼門窗具有更高的熱傳導率，而塑料門窗和斷橋鋁的熱傳導率則比較小，而兩層玻璃的熱傳導率顯著低于一層玻璃，所以可以采用FRP 和鋁作為門窗的節能構造材料。在施工過程中，要對遮陽系數、可見光比和外窗氣密性等進行預估，并與具體情況相結合，合理地選擇門窗的朝向，并按照建筑功能性需求，挑選出具有優異使用性能的門窗，進而實現建筑節能的目的。

3.11 綠化設計

綠化設計在綠色建筑設計節能處理的作用是直觀的，通過植物的光合作用，可以更有效地對溫度進行調節，而在綠植的作用下，還可以有效吸收來自太陽的直射光以及周圍環境的反射光。綠色建筑設計的綠化設計是一個整體的綠化系統，包括小區綠化、墻體垂直綠化、樓頂綠化等多種內容，通過整體環境的處理，實現樓體溫度的調節，最終實現節能的作用。其中以屋頂綠化與垂直墻體綠化對建筑溫度的影響最為明顯，也最具效果，可以大幅改善整體居住環境。

綜上所述，綠色建筑設計已成為當前建筑設計的熱點和趨勢，其應用對于實現可持續發展和環境保護的目標至關重要。未來，隨著技術的不斷發展和人們環保意識的不斷提高，綠色建筑設計將會得到更廣泛的應用和推廣，為建筑業的可持續發展做出更大的貢獻。