绿色建筑设计探索与思考

绿色建筑设计探索与思考

聂华

聂华

(邳州市建设工程质量监督站)

摘要：我国社会发展倡导走可持续发展道路，作为一项基本措施与原则，绿色建筑设计方面已逐步成为当今城市建设发展的一个主要方向。但是，从过往的实践经验中分析来看，存在一些极容易被忽视的问题还有待深入认识与解决。本文主要以低技术化的绿色建筑设计作为研究对象，并结合自己的实践经验，从节能和环境保护两个角度对绿色理念下的建筑设计进行了探讨。

关键词：节能环保；绿色建筑；建筑设计

一、绿色建筑节能设计现状

所谓绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源（节能、节地、节水、节材）、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。近些年来，有关绿色建筑的设计等问题已越来越成为全社会关注的焦点，也引发了人类对于日益严重的生态环境问题的反思。针对我国的能耗状况，绿色建筑已成为我国一系列应对措施中的一个重要环节，国家与地方相继出台了一大批有关建筑规范与标准，而绿色建筑设计则是实现节约资源目标的第一步，一项完善的建筑设计，将为建筑长期的低能耗运行打下良好的基础。由于影响到绿色建筑的因素繁多，稍有不慎，就易产生设计的疏漏。因此对绿色建筑设计应足够重视。笔者认为在绿色建筑设计中要特别重点考虑以下几个方面。

二、绿色建筑设计应注意的问题

2.1建筑总体规划

绿色建筑规划设计是指在规划设计当中充分考虑建筑与外部环境的关系，以绿色建筑作为指导规划设计的主要原则，充分利用自然资源，实现从总体上为绿色建筑创造先决条件。在以往的规划设计中，设计人考虑的往往是容积率、日照间距、空间形态、以及建筑与周边环境协调等问题，而很少从绿色建筑的的角度来指导设计，绿色建筑设计只有在单体方案设计阶段才有所重视，从而产生了许多单体设计难以解决的问题。所以，提倡绿色建筑设计首先应该重视整体的规划设计。

2.2建筑朝向方位设计

建筑的朝向设计、方位设计以及建筑总平面的设计应从多方面予以考虑，特别是部分公共建筑受到社会历史文化、地形地貌、城市规划、道路交通以及环境等因素的制约，如若能够确保节能建筑物的朝向问题对夏季防热、冬季保温都很理想是有困难的，因此，只能权衡各个因素之间的得失轻重，选择出这一地区建筑的最佳朝向和较好的朝向。公共建筑一般室内人员密度比较大，外窗的可开启面积过小会严重影响建筑室内的自然通风效果，使室内人员在较好的室外气象条件下可以通过开启外窗通风来获得热舒适性和良好的室内空气质量

2.3建筑的单体通风

平面的通风设计应注重以下几个问题：第一，平面设计尽可能按有利于空气的贯穿进行考虑。建筑的进深应有效控制，避免建筑体型过于臃肿。房间的门窗位置应合理安排，窗户的朝向应有利于形成穿堂风，从而增加房间内的空气流动，利于室内换气。第二，从通风的角度来讲，窗户可通风面积的大小是决定室内风速的关键，但前提是必须要保证进风口和出风口的同时存在，才能由于正负风压的作用而形成空气的流动。研究表明，空气流动的平均速度取决于较小尺寸的开口。因此，单方面增大进风口或出风口面积，并不能对室内气流平均速度有太大影响，而为了增强室内穿堂风的效果，必须同时增大进风口和出风口。这样也有利于室内保持较为稳定的风速和均匀的流场，提高人体舒适度。第三，窗户的开启形式对通风面积和气流的流场均产生较大的影响。如推拉窗与平开窗比较（相同窗户面积），平开窗的最大通风面积是推拉窗的两倍，通风效果明显优胜。上悬窗与平开窗对比，两者的最大通风面积相同，但由于两窗的窗叶开启形式不同，所引导空气产生不同的流场，造成的通风效果也明显不同。因此，从通风的角度考虑，对于有利于建筑通风的窗户应尽可能采用提高通风面积的形式，窗户开启的角度和位置要慎重考虑，科学设计，将室内空气主流场控制在房间剖面的主要使用高度。第四，当建筑内部不具备形成穿堂风的情况下，有必要通过导风板的设计尽可能增加形成空气流通的条件。如一个房间只能单侧墙开窗时，可考虑在此墙上相距一定距离开设两个窗户，两窗之间设置垂直挡风板。当主导风在水平方向上与该挡风板夹角较大时（60o～90o），在挡板的两侧就会形成明显正负风压区，气流就会从第一个迎风窗进入而从另一窗户流出，实现单侧开窗的通风。因此，此做法较为适合在房间朝向与当地主导风向夹角较大时采用。

2.4建筑外遮阳

建筑遮阳设计应贯穿在规划设计、建筑方案、施工图设计、建筑施工以及日常运行维护的整个过程中，应综合考虑建筑所处地域的纬度和气候特点，太阳能利用的不同类型技术要求来选择不同的遮阳方式，同时结合建筑造型、平面功能与遮阳部位、构造节点等因素，做到既符合建筑造型和使用功能要求，又满足高质量的室内健康环境需求。

建筑外遮阳结构能够将部分直射太阳光阻隔于建筑物的外围结构表面，尤其是可以降低太阳辐射透过玻璃窗直接进入到室内的能量，控制室温，从而达到节能的目的。笔者认为，在对建筑结构的立面设计中往往需要与建筑外遮阳结构相互结合，一般要注意到三个方面的要求，即明确各种外遮阳结构的适用范围；从设计构件上因地制宜地处理外遮阳结构与隔热效果的问题；合理布置外遮阳结构的位置，尽量降低阻隔室内通风进出口的几率。只有这样，才能真正实现“让建筑更美丽，让生活更美好”。

2.5太阳能利用

现阶段的太阳能建筑设计主要向两个方向发展，即现代生活中常见到的被动式太阳房和主动式太阳房。被动式太阳房不采用其他辅助能源、完全依靠太阳能采暖，是依靠建筑围护结构本身来完成吸热、蓄热、放热功能的采暖系统。此类太阳房的外围护结构应具有较大的热阻，室内要有足够的热重质材料，以保持房屋有足够的蓄热性能。在冬季，被动式太阳房日间通过建筑围护结构吸收并存储太阳能，夜间围护结构放出存储的热量满足部分室内需要，这样可以在一定程度上降低房屋在冬季的采暖负荷，达到节约能源的目的。

2.6热桥问题

热桥效应，即热传导的物理效应，由于楼层和墙角处有混凝土圈梁和构造柱，而混凝土材料比起砌墙材料有较好的热传导性(混凝土材料的导热性是普通砖块导热性的2至4倍)，同时由于室内通风不畅，秋末冬初室内外温差较大，冷热空气频繁接触，墙体保温层导热不均匀，产生热桥效应，造成房屋内墙结露、发霉甚至滴水。总之，热桥效应是由于没有处理好热传导(保温)而引起的。热桥效应在砖混结构的建筑中出现较多，而且由于温度、湿度、热量等多方面因素的影响，会出现“同一座楼，有的住户家发霉严重，有的住户家里却没事”。

所以建筑的维护结构对建筑内部空间保温效果的好坏起着决定性的作用，其中热桥问题极容易被设计人员忽视，特别是通过繁杂的设计手段来追求艺术建筑造型时，往往在设计中就不能避免热桥过多的产生，给建筑节能带来极大的不利。因此，必需在设计中充分考虑对建筑外墙、屋面以及门窗采取相应的保温措施，尤其是在需要考虑冬季保温的地区，这一点尤为重要。

2.7电器照明节能设计

设计人员应根据各自项目的特点，依照绿色建筑设计的相关步骤，从前期设计阶段就开始入手进行建筑节能方面的研究，确定建筑、设备等的节能方案，并在设计的各个阶段循序渐进地进行各项建筑节能的计算及相关的系统和构造设计。主要就电气照明方面的节能技术措施作交流。在充分满足、完善建筑物功能要求的前提下，减少能源消耗，提高能源利用率，而不是简化建筑物的功能要求，降低其功能标准。节能的途径之一是合理配置建筑设备，并对其进行有效、科学的控制与管理。建筑电气专业的设计人员应根据建筑物的使用功能和设计标准等综合要求，合理进行供配电、电气照明、建筑设备及系统的控制施工，确保安全可靠、经济合理、高效节能。随着科技的迅速发展，节能技术、设备也将不断提高和发展，在工程设计中要不断总结经验，把握成熟的节能新技术、新设备信息，逐步加以推广应用。

2.8采暖、空调节能设计

如果建筑结构设计能够符合规范标准中对于窗墙比和体形系数等指标参数的规定，其常规的的设计方法是通过依照节能设计建筑所在地方城市相关标准的相关表格查取相应的维护结构的设计参数对比值；如果未能满足以上要求，则必需通过使用权衡判断法予以取定节能围护结构的总热工性能能够完全符合相应节能设计要求，进而以建筑全年的采暖季空调能耗实现换算过程，此方法即为性能化法。换句话说，在冬季可设计最大限度地通过自然取暖，并减少室内热量的损失，而在夏季则又能最大限度地阻隔对外部热量的吸收，并通过加快室内热量的损失。建筑的朝向选择基于冬季能够最大限度地获得日照且避开主风向，夏季则能够通过结构通风进出口实现自然通风同时避免过多的太阳辐射。

2.9生活排水系统设计

从时代角度来看，如今，对于生活排水系统设计，开发中水系统无疑是一项未来排水系统的新趋向，所谓的中水系统就是把再生水是指污水经适当处理后，达到一定的水质指标，满足某种使用要求，可以进行有益使用的水。从环保的角度看，污水再生利用有助于改善生态环境，实现水生态的良性循环。此外，将污水排到建筑半地下层的污水池，或者在卫生间内部安装通气支管装置，这些举措都可以很好地减低噪声影响并善楼层排水质量。可见，如今给排水系统设计方向基本上都是以节能环保、方便生活为根本目标。

三、绿色建筑发展前景分析

21世纪是人类社会发展的重要阶段，在这期间，科技技术高速发展，思想文明高度发达，同时也给人类带来了很多生存上的问题，能源问题就是其中之一。能源作为人类社会活动的物质基础，对人类社会的发展构成直接影响。建筑节能降耗是21世纪建筑工程施工必须正视的问题，是人类社会发展之必然，更是落实“科学发展观”的具体体现。通过优化施工技术，提倡绿色建筑设计，不但可以有效加强施工全阶段的控制，还能降低建筑在施工和使用阶段的能源损耗，给人民、国家、社会带来良好的经济效益。

我国在近二十年的时间里，国民经济飞速增长，加之拥有世界最多的人口环境，已然成为继美国之后，世界上第二大能源消耗国。因此，在能源危机迫在眉睫的现在，对工程施工的节能降耗工作的绿色建筑设计也就势在必行了。可见，在建筑领域中，遵循可持续发展原则，实行绿色建筑设计将对人类实现永续发展发挥极其重要的作用。

建筑的环境保护问题广受目前政府各部门和各建筑单位的重视，建筑能耗问题是目前世界上能源消耗的最严重的部分，而我国的建筑中高能耗型的建筑所占总体比例高达99%，对于现行的一些设计的方案，可以总结归纳得出两个设计思路，其一是使用保温隔热等一些环保材料，或利用构造上的设计达到减少能源的向外耗散，其二则是发展利用新型能源，目前广泛研究应用的就是太阳能光伏建筑。一般来说，如果能全面地开发节能绿色建筑的话，无疑能够在多个角度上给现代人类造福，创造更好的个人和社会生活质量。所以说，在建筑设计中应用节能环保技术是绿色建筑迈向可持续发展的必然选择。

四、结束语

节能环保角度的绿色建筑施工是将如太阳能、自然风、地热（水）等可再生能源与节能材料、节能技术的综合集成，使其形成一个有机的统一体，才能够真正意义上最大限度地实现绿色建筑功用，从而获得最好的经济效益、社会效益以及绿色生态环境效益。伴随着更多节能环保手段的成熟，我国绿色建筑设计将更上一层台阶。

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