基于低碳要求的綠色建筑設計探討

陳佳暄

（廣東省重工建筑設計院有限公司，廣東廣州 510000）

0 引言

建設綠色低碳建筑的主要目標是降低建筑整體環(huán)境負荷，實現(xiàn)建筑與當地環(huán)境的融合，這一舉措不僅有利于人們身心健康，而且還可以有效減少建筑資源消耗，減少對環(huán)境造成的污染，保護建筑生態(tài)環(huán)境?；诘吞家蟮慕ㄔO是人與自然的融合，人與自然的和諧發(fā)展。綠色發(fā)展是指知識與實踐的統(tǒng)一，生產生活方式的統(tǒng)一綠色發(fā)展已成為時代要求，建設綠色建筑是推進生態(tài)文明建設、促進生態(tài)文明建設的重要舉措。將綠色發(fā)展理念融入建筑設計中，在建筑空間建設和綠化研究中找到精準平衡。建設綠色建筑，不僅能有效保護建筑及其周邊生態(tài)環(huán)境，還能減少人們日?；顒涌赡墚a生的環(huán)境破壞和污染，減少建筑資源消耗，做到建筑生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展和綠色發(fā)展，能夠更好地使建筑生態(tài)踐行“綠水青山就是金山銀山”的理念，更好地落實綠色建筑政策實施，為人們的活動創(chuàng)造更好的環(huán)境。

1 綠色建筑設計的含義

建筑設計是一個廣泛的話題，在設計時，我們不僅要考慮生態(tài)和人文環(huán)境方面還要考慮氣候和區(qū)域方面，并將這些元素充分融入建筑中，使它們成為一個連貫的整體，并為可持續(xù)發(fā)展的進程做出貢獻。設計綠色建筑就是在整個建造過程中盡可能少地使用有限的資源，以最大限度地利用資源，以盡可能少的資源消耗和盡可能少的污染為建筑增加價值。為人們創(chuàng)造綠色、健康、安全的空間，實現(xiàn)人與自然的和諧共生，將建筑與環(huán)境構成一個綠色循環(huán)，實現(xiàn)經濟、生態(tài)和社會效益相結合的目標[1]。綠色建筑的建設規(guī)劃是為了在不污染環(huán)境的基礎上，為人們創(chuàng)造一個良好的工作和生活環(huán)境。綠色建筑設計如圖1 所示。

圖1 綠色建筑設計

2 我國當前綠色安全住宅建筑設計現(xiàn)狀

根據我國目前的住宅建筑情況，住宅建筑設計在中國南方和北方有很大的不同。此外，綠色建筑的居住設計空間相對較小，難以更好的推廣。住宅建筑在北方的屋頂大多是平坦的，在南方則受氣候和環(huán)境的影響，屋頂主要是尖頂的。從環(huán)境保護的角度來看，綠色住宅的主要目的是實現(xiàn)建筑與環(huán)境相輔相成，實現(xiàn)建筑、人與環(huán)境的和諧統(tǒng)一?，F(xiàn)在的大部分建筑大多是現(xiàn)代化的建筑，在一定程度上使我們放棄了對于環(huán)境和綠色生態(tài)發(fā)展的追求，發(fā)展與自然格格不入，不符合現(xiàn)代綠色建筑的要求。綠色建筑設計現(xiàn)狀如圖2 所示。

圖2 綠色建筑設計現(xiàn)狀

3 綠色建筑設計的原則

3.1 和諧發(fā)展的原則

建筑是自然界中的重要組成部分，它與其他自然物體形成一個有機的整體，在發(fā)展過程中與其他物體僅發(fā)生有限的互動。在建造建筑物時，我們需要考慮自然因素，將其與自然環(huán)境和人居環(huán)境相結合，才能有效地整合和平衡生態(tài)與人居環(huán)境。設計必須考慮人文因素，以當地文化為指導，充分利用原材料和建筑資源，尊重自然，建造具有當地特色的建筑[2]。體現(xiàn)現(xiàn)代生態(tài)文化的內涵和精髓，通過科技先進的建筑和獨特的藝術形式，營造藝術、自然、生活豐富多彩的綠色建筑環(huán)境。

3.2 健康舒適的原則

住宅建筑最獨特的價值就是可以居住。最重要的是，建筑應該讓人們能夠舒適安全地生活和工作，在規(guī)劃住宅建筑時必須充分考慮這一作用。充分利用有限資源解決采光、通風、換氣、采暖、制冷和環(huán)保問題，為居民創(chuàng)造良好的生活環(huán)境。建筑設計應注重保護人的身心健康，在設計綠色建筑時要注重考慮綠色建筑的特性，減少不必要的材料的浪費，提高建筑材料的使用效率。綠色建筑更要促進建筑的適應性、靈活性、擴展性、科學性和適應性。綠色建筑健康舒適設計如圖3 所示。

圖3 綠色建筑健康舒適性設計

3.3 利用的合理性原則

高能耗、低效率是我國建筑行業(yè)的普遍現(xiàn)象，比如：資源沒有充分利用，資源被嚴重浪費，破壞了自然環(huán)境和人類棲息地。要解決這個問題，設計必須選擇更好的能源充分利用設計方案，充分利用有限資源，控制耗能高資源的浪費，尤其是消費供水、電、供暖和制冷等領域?？沙掷m(xù)發(fā)展是與自然環(huán)境相協(xié)調，盡可能不影響建筑物及其周邊環(huán)境的生態(tài)平衡。注意資源消耗，避免不必要的浪費[3]。

4 綠色低碳建筑設計要點

4.1 生態(tài)平衡

建筑的整體布局是建筑設計的重要組成部分。住宅整體劃分的合理性，取決于整個住宅區(qū)的綠色節(jié)能重點。在設計綠色低碳建筑的過程中，必須尊重對建筑現(xiàn)有生態(tài)環(huán)境的保護，避免人為因素對建筑生態(tài)環(huán)境的干擾或破壞。科學規(guī)劃建筑整體綠化環(huán)境非常重要，即“它不是一個具體的建筑，而是一個區(qū)域的整體設計”。這就要求設計師在建筑整體規(guī)劃的基礎上，考慮當地的氣候條件、地形等，營造綠色生態(tài)的建筑景觀。為保證建筑規(guī)劃設計的完成，在生態(tài)平衡的基礎上，盡可能地進行整體環(huán)境設計和建筑地理景觀的恢復[4]。在進行生態(tài)綠色建筑規(guī)劃時，要考慮建筑的整體環(huán)境，考慮建筑的朝向和建筑周邊地形等條件，盡量做到整齊劃一。

4.2 重視建筑的整體設計

在綠色建筑設計過程中著重要將目光放到建筑的整體設計上，其中最重要的設計點在于以下方面：

4.2.1 選擇合理的外形

外形是建筑物的面積與體積的比值，與建筑物的熱性能密切相關。與曲面建筑相比，在建筑體量相同的情況下，分散模式的熱量消耗會高于集中模式，因此需要有效控制建筑樓層高度，減少凹凸變化在建筑表面和體型上的表現(xiàn)，根據面積合理地控制窗和墻的比值，盡量選擇扁平建筑造型的設計規(guī)則。規(guī)劃設計房屋總平面圖時，不能忽視設備和管道的組合，設計地下室的空間時，應減少設備管線之間的距離，提高地下室的利用率，減少管線的熱損失。

4.2.2 圍護結構

住宅圍護結構的性能直接影響建筑的能耗。如果建筑物的性能沒有達到最佳狀態(tài)，冬天房屋內部的熱量會通過圍護的結構意外散失，從而導致供暖系統(tǒng)承受負荷；夏天的熱量隨圍護的結構聚集房子里面，使制冷器難以給住宅降溫。規(guī)劃時要對外墻進行有效控制，采取適當措施降低墻體的導熱系數，防止熱橋效應，保護基本結構，減少不必要的浪費。

4.3 推進建筑智能化設計

進入21 世紀以來，我國智能建筑設計發(fā)生了巨大變化，智能建筑已成為時代的主要標志，我們不僅要保持建筑原有的自然風格，同時也注重運用高科技設備和設施，充分提升建筑本身的價值。目前，建筑工程中廣泛應用了自動化和智能化、科學化和人工化、電氣化和控制化整齊合一的電子通訊技術以及其他智能應用技術等現(xiàn)代科學技術。這些技術在綠色低碳建筑建設完成后，根據系統(tǒng)的自動化屬性智能地調節(jié)建筑內的溫度條件，提高人們日常工作時的舒適度，以及學生學習時環(huán)境的舒適度。同時自動化智能系統(tǒng)在建筑中也可以用于建筑燈光以及其他電子設備的自動開關，有效降低能耗，保證減少電子垃圾的產生。采用智能化設計方法，可以構建一個多功能、高品質、新穎、豐富的建筑平臺[5]。從物理上來說，這是一種垂直空間的形式。通過先進的設計手段，我們不僅可以降低能耗，還可以實現(xiàn)建筑的可持續(xù)發(fā)展。水平空間采用智能化設計方法，協(xié)調和建立關系，實現(xiàn)聲、光、熱、溫的統(tǒng)一，讓人們感受到真實的自然景觀和現(xiàn)代科技的結合，比如高效信息通訊系統(tǒng)提高了建筑的檔次，為建筑節(jié)能設計的綠色和可持續(xù)發(fā)展理念打下了良好的基礎。

4.4 門窗設計

住宅建筑中的門窗設計很重要，因為門窗的大小直接影響房屋里面居住的舒適度。從窗戶進入房間的陽光會增加室溫。窗戶和地板之間的區(qū)域在節(jié)能計劃中有明確的定義。在規(guī)劃時，使用節(jié)能規(guī)劃軟件來計算和控制窗口比例，建筑造型和三維景觀設計可以將陽光直射和光線結合，利用建筑物現(xiàn)有的功能或裝飾構件遮陽[6]。確保門窗的位置和尺寸滿足自然風的流通；均勻地組織房屋周圍的活動。此外，采用雙層玻璃門進行附加裝飾，推拉門通過公共走廊通風，也能達到有效調節(jié)室內的通風作用。通風設計如圖4 所示。

圖4 通風設計

4.5 利用新能源設計節(jié)能建筑

在建筑業(yè)中，人們越來越重視新能源的開發(fā)和利用，大部分已在實踐中得到應用。綠色低碳建筑在設計時要綜合考慮到建筑整體的環(huán)境安排以及節(jié)能減排效率，在設計建筑的設計和后期建設時，節(jié)約利用所有可利用的資源，例如天然資源以及水資源等不可再生資源，在綠色建筑整體規(guī)劃設計時，也要使用與新能源技術，與綠色低碳建筑本身的功能和性質相結合，為人們的日?；顒雍腿粘９ぷ魈峁└喔憷臈l件。太陽能和風能的應用最為廣泛，因為它們不僅無污染，而且可再生、可持續(xù)，這兩種能源在轉換過程中都很方便。例如，轉換為電能可以促進日常照明，為工作應用創(chuàng)造條件。但是，使用這兩種新能源還應考慮建筑所在地的自然環(huán)境，如當地天氣、日照強度。和日照天數、風力強度等。對建筑周圍其他建筑的影響，具體問題具體分析，以實現(xiàn)綠色建筑的設計理念，尤其是在能耗較高的空調系統(tǒng)和照明系統(tǒng)都需要進行能源的開發(fā)利用，以更好地減少能源消耗。建筑設計和施工集成光熱加熱器，方便熱水供應；在建筑物的屋頂和外墻設計和使用一體化光伏太陽能電池板，結合先進的逆變技術和電池，實現(xiàn)太陽能發(fā)電[7]。太陽能設計如圖5 所示。

圖5 太陽能設計

4.6 盡可能地利用自然光源

綠色建筑強調節(jié)能環(huán)保，充分利用自然資源來滿足這一需求，在建筑的能耗中，光能消耗是不可避免的，即日常照明效果。在房間里工作，最重要的是照明效果好，工作的心情也會很愉快。首先，從節(jié)能的角度來看，我們應該盡量減少電能的消耗，盡量使用自然光源。其次，以窗戶為出發(fā)點，改變窗戶的位置和數量，實現(xiàn)綠色建筑的理念。最后，在建筑的頂層，我們可以使用玻璃和其他透明材料將光線吸引到房間中。這不僅提高了照明效果，還利用太陽能滿足其他需要。

根據項目區(qū)域氣候特點，建筑立面的三維結構不僅可以充分利用自然通風條件，還可以遮陽阻擋夏季的眩光，防止過度日照導致能耗增加，保持室內溫度恒定，降低空調能耗。建筑外觀設計可以有效解決通風和遮陽之間的矛盾。通過改變太陽方位角的變化規(guī)律，采用透明玻璃制成，光線充足，通風良好，遮陽板的設計需要更加細致，穿孔鋁板后面是一扇敞開的窗戶，在不影響整體立面效果的情況下，開啟了建筑的部分窗戶，從而達到更好的通風效果，大大提高建筑的運行性能。采光設計如圖6 所示。

圖6 采光設計

5 結語

目前，人們的環(huán)保意識不斷提高，低碳節(jié)能理念得到廣泛推廣和應用，它直接關系到自然環(huán)境和人類健康，建筑設計應逐步向低碳、節(jié)能方向發(fā)展，實踐表明，設計模式應基于相應的規(guī)劃體系和可持續(xù)發(fā)展原則，科學合理地設計和規(guī)劃建筑，大力采用環(huán)保節(jié)能設計材料，確保符合低碳節(jié)能設計標準，為人們創(chuàng)造舒適、健康、環(huán)保的環(huán)境，廣泛利用太陽能、風能、水電等再生自然能源，既能降低能源消耗，促進社會經濟發(fā)展，又能保證建筑的舒適性和環(huán)保性，提高用戶對建筑功能的體驗。國家大力倡導創(chuàng)建環(huán)保節(jié)能型社會，建設綠色低碳建筑可以為環(huán)境保護做出巨大貢獻，我們要致力于建設綠色低碳建筑，設計綠色建筑，實現(xiàn)節(jié)約能源資源、保護綠色環(huán)境、改善氣候的目標。