綠色建筑理念下建筑節(jié)能設計方法

陳鳴

（中船第九設計研究院工程有限公司 上海 200090）

0 引言

綠色建筑理念與我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施高度契合，在建筑中注入節(jié)能設計對緩解我國能源緊張與環(huán)境治理具有較高的推動意義。數(shù)據(jù)表示，當前我國建筑行業(yè)每年新增綠色建筑約為3500個，帶動關聯(lián)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)模為210億元產(chǎn)值，但我國綠色建筑發(fā)展起步較晚，建筑節(jié)能設計方面的發(fā)展仍處于初級階段。

1 綠色建筑理念下建筑節(jié)能設計的重要性

1.1 節(jié)約建筑能源

傳統(tǒng)建筑工程建設對建筑資源的利用缺乏規(guī)劃性，使得與之建設相關的水資源、能源、建筑材料等無法得到合理利用，造成了大量資源的浪費，數(shù)據(jù)表示我國能源每年的生長能力僅為3.16%，在當前自然資源、能源高度緊缺的形勢下，已不再適應社會的發(fā)展需要。綠色建筑節(jié)能設計理念的應用能夠對建設資源進行合理規(guī)劃進而降低工程施工的能耗，在一定程度上可大幅緩解我國的能源壓力。

1.2 提升建筑性能

暖通工程質量的高低直接影響人們對建筑性能的滿意程度，傳統(tǒng)建筑暖通系統(tǒng)運行過程中所用能耗是建筑整體的50%～60%，人們的居住成本較高，且極易對城市周邊環(huán)境造成破壞，加劇氣候變暖的趨勢。在暖通工程設計中加入綠色節(jié)能建筑理念，能夠有效提升建筑供暖性能，降低人們居住成本的同時，也能夠優(yōu)化建筑周邊環(huán)境，提升人們的舒適感。

1.3 利于環(huán)境保護

我國建筑能耗占國民經(jīng)濟總能耗的28%，綠色建筑節(jié)能設計理念的應用能夠提升建筑本身對太陽能、風能等清潔可再生能源的利用率，不但能夠減少對不可再生資源的使用，還可在保障建筑使用性能穩(wěn)定的前提下，降低對自然生態(tài)環(huán)境的破壞與自然資源的大規(guī)模開采，是當前國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略實施的重要舉措。

1.4 促進城市合理布局

我國人口基數(shù)大，隨著城市化進程的不斷加快，城市用地緊張趨勢不斷加劇，綠色建筑理念下的節(jié)能規(guī)劃設計十分注重對建筑布局的考量，這在一定程度上能夠促進城市功能區(qū)的合理布局，有效緩解用地緊張的同時，能夠推動城市功能的提升，進而促進資源節(jié)約型社會得以高速發(fā)展[1]。

2 綠色建筑節(jié)能設計的具體形式

2.1 建筑規(guī)劃布局節(jié)能

工程總體布局設計中注入綠色節(jié)能理念是建筑節(jié)能功能得以實現(xiàn)的關鍵。工程設計人員需要對工程建設區(qū)域的氣候條件、地形地勢、城市風貌、周邊建筑布局等因素進行全面系統(tǒng)的考察，合理規(guī)劃設計建筑物朝向、樓間距、建筑高度、建筑風格等，保障建筑物具有良好的通風性能與采光性能，避免因樓間距過低使得周圍建筑過于密集，對建筑物空氣流通和室內環(huán)境造成影響，從而保障建筑實際使用性能符合設計標準。同時應在建筑節(jié)能設計中巧妙的結合城市建筑特征，賦予建筑工程人文特性，使之與周圍建筑能夠有效合為一體，從而優(yōu)化城市面貌，使得工程建設具有應用的持久性，保障城市建設資源得以有效應用。

由于建筑高度能夠直接影響建筑物的通風、采光性能，設計人員應對周邊建筑高度進行全面的測量并根據(jù)城市日照特點，進行具體的設計規(guī)劃；數(shù)據(jù)表示我國60%以上城市及地區(qū)的年平均日照時間＞2000h，若能合理應用將有效降低建筑能耗。應盡量將低層建筑設計在迎風面，同時高層建筑應安排在低層建筑的后面，從而確保建筑群布局錯落有致，保障低層建筑基礎性能不受影響，進而有效提升城市居民的居住質量，提高城市基礎設施建設的可持續(xù)利用能力。

2.2 建筑外墻節(jié)能

墻體設計是節(jié)能建筑設計中的重要部分，能夠作為墻體內外熱交換的主要介質，一般節(jié)能型外墻建筑相比較普通外墻建筑的室內溫度高10℃左右，節(jié)能建筑所節(jié)約能耗的50%都來自于建筑圍護外墻的節(jié)能設計，因此設計師在進行建筑墻體設計時，應在保障外墻結構承重穩(wěn)定與安全的基礎上，重點對其保溫隔熱性能進行規(guī)劃，而建筑外墻節(jié)能設計多與墻體材料與施工工藝密切相連。

建筑外墻體保溫形式主要有內保溫與外保溫，其中對外墻外保溫進行節(jié)能設計時，一般采用多孔或空心材料塑造外墻結構，比如混凝土砌塊、多孔磚粘土磚等，同時在進行外墻結構材料選擇時還應兼顧其防火與防水性能，以此來保障建筑的實用性。外墻內保溫的設計需要選擇導熱系數(shù)相對較小、可燃性較低的材料，并以加設保溫層的形式，提升建筑的保溫性能。

2.3 建筑屋面節(jié)能

應用綠色建筑理念對建筑進行節(jié)能設計的關鍵，是提高其圍護結構的保溫性能，其中屋面作為建筑圍護結構之一，其耗熱量相比于建筑外墻、地面而言最高。因此，設計師在進行屋面結構設計時應注重提升其保溫隔熱的性能，這是改善建筑室內熱環(huán)境的關鍵途徑，可有效降低居民夏季對空調的依賴程度，從而降低建筑應用的能耗。

種植屋面技術是近年來，建筑行業(yè)新興起的屋面節(jié)能設計技術，當前已被廣泛應用于各城市建筑工程之中，數(shù)據(jù)表示，帶有綠化屋面設計的建筑在夏季高溫期可降低室內溫度3℃～5℃，同時屋頂綠化設置能夠通過光合作用為室內提供大量的O2，吸收更多的CO2以及諸如SO2、NH3等有毒氣體，從而在實現(xiàn)節(jié)能目標的同時，也能夠改善人們居住環(huán)境的空氣質量，提升其幸福感[2]，如圖1所示。

2.4 門窗節(jié)能

建筑物門窗是接收太陽能的主要介質，但因其具有較高的散熱性，對建筑室內整體溫度的影響極高，一般門窗能耗約占建筑圍護結構總能耗的40%～50%，因此在綠色建筑理念下門窗節(jié)能設計也應是建筑設計師規(guī)劃考量的重點。

當前城市建筑工程建設兼具實用性與視覺藝術性，因此越來越多的建筑采用落地門窗來提高建筑的視覺效果，此種方式將門窗的散熱性大幅放大，從而增加了建筑的能耗。設計師應基于此類建筑設計的缺陷，針對性改良設計思路，適當控制建筑門窗與建筑墻體之間的比例，縮小門窗面積，以此來增強門窗的保溫隔熱性能，進而實現(xiàn)建筑設計的節(jié)能目標。

2.5 暖通與給排水節(jié)能

圖1 綠色建筑種植屋面技術應用

暖通與給排水系統(tǒng)是建筑物使用功能中十分重要且復雜的兩個部分，在系統(tǒng)運行過程中若不加以控制將造成大量水資源與熱能的浪費，當前在暖通與給排水系統(tǒng)設計中加入節(jié)能設計思路，是綠色建筑工程建設的主要途徑。設計師在進行暖通工程設計時為達到節(jié)能效果，可選用變風量系統(tǒng)或分區(qū)域控制系統(tǒng)，針對室內溫度與通風的實際情況對送風設施形成自動調節(jié)，從而促進室內形成良好的自然通風，有效降低系統(tǒng)負荷，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。

當前越來越多先進節(jié)水設備在市場中得以有效流通，設計師在進行給排水設計時，應充分結合工程造價合理分配建設資源，在給排水系統(tǒng)中應用優(yōu)質管材和設備，如應用節(jié)水型水龍頭，能夠在居民用水時有效節(jié)約水資源20%～30%，可大幅降低人們的水資源消耗成本，實現(xiàn)節(jié)約用水。同時應合理劃分給水分區(qū)，將衛(wèi)生器具的最低靜水壓控制在0.45MPa，使供水時水壓保持穩(wěn)定，從而降低供水系統(tǒng)運行時所造成的能耗。

3 綠色建筑節(jié)能設計實施的建議

3.1 加大節(jié)能設計質量控制

在綠色建筑理念下加強建筑節(jié)能設計，是一個復雜且龐大的工程，既需要保留傳統(tǒng)建筑設計中的基礎性能，又需要重點開發(fā)建筑設計中各環(huán)節(jié)中的節(jié)能因素，這對設計師的專業(yè)技能素質要求極高，一旦在設計過程中出現(xiàn)失誤，將對建筑使用的穩(wěn)定性與安全性造成極大的影響。因此，建筑企業(yè)應順應社會的發(fā)展，加大設計階段的管理力度，可通過引進BIM技術的方式，利用各環(huán)節(jié)建設數(shù)據(jù)構建起三維模型，為設計人員提供最優(yōu)設計方案，確保建筑節(jié)能設計符合建筑質量標準。

3.2 加強新材料、新技術的應用

建筑門窗、外墻、屋面、暖通、給排水等處的節(jié)能設計與綠色環(huán)?？稍偕牧?、建筑節(jié)能技術息息相關，在國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略實施背景下，建筑材料市場中越來越多的環(huán)保材料、技術得以研發(fā)應用，相關企業(yè)應樹立起綠色生產(chǎn)的意識，加強建筑工程建設對環(huán)保材料的使用，大幅提高建筑物的節(jié)能性，有效改善室內空環(huán)境，從而大幅提升人們對建筑質量的滿意度，進而促進我國綠色建筑持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展[3]。

4 結論

綜上所述，在國家能源結構積極調整背景下，政府政策以環(huán)境保護與節(jié)約能源為主要導向，對綠色建筑的發(fā)展提供了大力支持，此類建筑是我國建筑行業(yè)未來發(fā)展的主要趨勢。因此，相關企業(yè)在進行節(jié)能設計時，應樹立起統(tǒng)籌全局的意識，深入研究城市建筑的整體規(guī)劃與布局，對建筑外墻、屋面、門窗、暖通給排水等與建筑能耗聯(lián)系密切的環(huán)節(jié)進行嚴謹?shù)脑O計，同時應加強對管理新技術、施工新材料等的應用，有效提升綠色建筑的性能。