基于綠色建筑設計理論的建筑物立面設計

孫京輝

（北京建工建筑產(chǎn)業(yè)化投資建設發(fā)展有限公司，北京 101300）

隨著近年來可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的進一步深化落實，其在各行各業(yè)已經(jīng)取得了階段性成果。建筑行業(yè)也不例外，綠色建筑設計理論是建筑行業(yè)體現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要體現(xiàn)，其主張利用科學、合理的設計，實現(xiàn)建筑物與環(huán)境、建筑物與人文、建筑物與科技的和諧與統(tǒng)一。建筑立面設計指的是從水平方向，對建筑物外部形狀進行的設計。隨著近年來我國建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，綠色建筑設計理論也被應用在了建筑物立面設計當中。如何利用綠色建筑設計理論提升建筑立面設計的效率與質(zhì)量，是廣大建筑設計師現(xiàn)階段必須重視的問題?；诖?，文章圍繞綠色建筑設計理論下的建筑物立面設計進行了討論，具體內(nèi)容如下。

1 綠色建筑設計理論在建筑物立面設計中的應用意義

1.1 有利于提升建筑物立面設計的經(jīng)濟性

以往的建筑工程項目存在著嚴重的資源浪費問題。將綠色建筑設計理論應用于建筑物立面設計中，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)資源的合理配置，還能夠有效控制建筑物建設的成本，推動建筑物設計單位和施工單位經(jīng)濟效益和社會效益的有效提升。綠色建筑設計理論能夠提升建筑物立面設計的生態(tài)水平，使建筑物立面設計的科學性與合理性得到有效提升。設計人員在利用綠色建筑設計理論時，能夠根據(jù)當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境和建筑物的具體需求，對建筑物的立面設計進行優(yōu)化，在保障建筑物經(jīng)濟效益的同時，提升建筑物的生態(tài)效益，實現(xiàn)建筑工程的生態(tài)與經(jīng)濟雙重提升。

1.2 有利于提升建筑物立面設計的實用性

綠色建筑設計理論下的建筑物立面設計能夠根據(jù)建筑物的實際情況，對建筑物的具體需求進行全面分析，合理配置建筑物的建設技術、環(huán)境與設備。除此之外，設計人員在綠色建筑設計理論的指導下，還會根據(jù)建建筑物的建設需求，對建筑物的立面設計進行優(yōu)化，全面分析建筑物的施工過程， 提升建筑物立面設計實用性。

2 綠色建筑設計理論在建筑物立面設計中的影響因素

要想更好地在建筑物立面設計應用綠色建筑設計，首先要明確的就是影響綠色建筑設計理論應用效果的影響因素，通過分析具體的影響因素，有助于設計人員更好地控制設計過程中的變量，推動建筑物立面設計水平的有效提升。

2.1 季節(jié)影響因素

綠色建筑設計理論講究因地制宜，提倡最大化利用當?shù)卦械纳鷳B(tài)環(huán)境。因此設計人員在應用綠色建筑設計理論時，根據(jù)當?shù)氐募竟?jié)因素，合理應用不同季節(jié)的氣候條件。以不同季節(jié)的光照強度為例，設計人員在進行建筑立面設計工作時，發(fā)現(xiàn)該地夏季光照強度過高，嚴重超出了建筑物的日常所需光照強度，可能會對建筑物內(nèi)部居民的居住體驗造成不利的影響。這時就要建立相應的遮陽系統(tǒng)，根據(jù)建筑物的季節(jié)影響因素，采取相應的設計措施。

2.2 社會影響因素

綠色建筑是未來建筑行業(yè)重要的發(fā)展趨勢，其在近年來得到了廣泛的普及與應用。綠色建筑設計理論在應用的過程中需要應用到大量先進的現(xiàn)代化綠色施工技術。這類施工技術對施工單位的綜合素質(zhì)有著較高的要求，一定程度上會增大建筑物的建設成本。這就導致了綠色建筑設計理論在經(jīng)濟落后地區(qū)的應用相對較差，在應用的過程中存在比較嚴重的經(jīng)濟制約，難以推動綠色建筑設計理論的進一步落實。

3 基于綠色建筑設計理論的建筑物立面設計

3.1 建筑物立面設計中植物要素的應用

草本植物在建筑物立面設計中有著廣泛的應用，因為草本植物的根莖柔軟，有著非常強的適應能力與生長能力，應用局限性較少。為了解決植物生長的種植基質(zhì)為題，設計人員在建筑物立面設計應用植物要素時，首先要做的就是解決種植基盤問題。不同種植基盤有著不同的特點，可供種植的植物種類也不同。利用建筑物周圍土地制成的種植基盤有著方便種植，技術要求低的特點；利用建筑構件制成的種植基盤有著能夠與建筑物緊密結合的特點，但對于建筑物的種植基質(zhì)、排水設計等方面要求相對更高；人工種植基盤的布置則要更加方便靈活，但人工種植基盤對建筑物的排水系統(tǒng)、維護方式、灌溉系統(tǒng)等方面要求相對更高。隨著近年來我國科學技術的不斷發(fā)展，應用于建筑立面設計中的綠色植物種植技術也變得越來越豐富。見圖1。

圖1 建筑物立面的植物墻

種植槽式技術就是最為常見的一種種植技術，這種技術指的是在建筑物外墻設計階段，提前預留植物的種植槽，然后將植物種植于種植槽內(nèi)，便能夠保障植物的正常生長。種植槽式技術在建筑物立面設計中有著較長時間的應用歷史，現(xiàn)已發(fā)展的比較成熟，有著非常廣泛的應用范圍。種植槽式技術可以種植的植物種類也十分豐富，能夠大幅提升建筑物立面的美觀度。種植槽式技術有著安裝便捷、養(yǎng)護方便、景觀效果好等優(yōu)勢，但相對的，種植槽式技術的植物覆蓋率要相對較低。

水培式種植技術指的是在建筑物外墻設計階段，于建筑外墻上提前制作骨架，并將板材固定于骨架之上，再在板材上安裝高分子材料織物，將植物塞到織物中，是一種新型的無土栽培技術。水培式種植技術可以被應用在墻壁較薄的建筑物當中，可以制作種類豐富的造型。但現(xiàn)階段，可以用于水培式種植技術的植物品種還相對較少，且水培式種植技術的造價相對較高。

模塊式種植技術也需要在建筑的外墻上提前安裝骨架，在骨架上安裝模塊以后，直接將植物種植在模塊之上即可。模塊式種植技術適用于密集度較高的植物。模塊式種植技術有著植物成活率高、維護便捷等優(yōu)勢，但模塊式種植技術的造價成本也很高，根據(jù)形狀的不同，模塊式種植技術的施工難度也存在差異，復雜程度相對較高，需要施工人員提前準備好植物以及相關造型，并接受一定時間培訓后才能順利施工。

3.2 優(yōu)化建筑立面構造，減少建筑設計建設成本

隨著近年來我國建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，土建工程在建筑物總投資中所占的比例也變得越來越小。新時期，人們對于建筑物的生態(tài)功能要求也變得越來越高，建筑物的設備投資成為了建筑物建設成本的大頭。為了確保建筑物的居住舒適度，建筑物內(nèi)會安裝大量的暖通工程，暖通工程在建筑物設備投資中所占比例是最大的項目。在綠色建筑設計理論的指導下，設計人員可以優(yōu)化建筑物里面的設計，對建筑物的通風、采光、保溫性能進行優(yōu)化。使建筑物內(nèi)部許多不必要的暖通設備得到簡化，從而降低暖通設備的投資成本。建筑物立面設計可以優(yōu)化建筑物室內(nèi)的熱穩(wěn)定性、風環(huán)境和光環(huán)境。建筑物立面設計的優(yōu)化是針對建筑造型、建筑構造的優(yōu)化，雖然一定程度上會提升建筑物的土建成本，但卻能大幅節(jié)約建筑物后期的暖通設備投入，使建筑物的建筑形態(tài)、構造配置構架合理，大幅提升建筑物的生態(tài)性。而且，土建成本投資屬于一次性投資，后期維護成本要遠低于設備投資的后期運營與維護成本。綜上所述，設計人員在開展建筑物立面設計時，要注重對建筑物的里面構造進行優(yōu)化，致力于提升建筑物冬季的采光度、日照強度，提升建筑物夏季的通風度，遮陽性能，減少建筑物的后期設備投入，實現(xiàn)低成本綠色建筑的有效構建。

3.3 在建筑物立面設計中應用自然光漫反射

設計人員在開展建筑物立面設計時，要注重應用自然光漫反射因素，根據(jù)建筑物所處地理位置的不同，應用不同的設計。在設計寒冷地區(qū)的建筑物時，要盡可能提升建筑物立面設計的采光性能；在設計炎熱地區(qū)的建筑物時，要盡可能提升建筑物立面設計的遮陽性能。 注重建筑物立面設計的實用性與可變性。在綠色建筑設計理論的指導下，建筑物立面的采光設計十分重要。建筑物立面采光設計的性能越強，建筑物日間的照明能耗水平就越低。好的采光能夠起到補充照明的作用，大幅降低后期建筑物在投入使用后的運營成本。因此，設計人員可以在設計的過程中應用自然光漫射、反射的原理，在建筑物表面應用光學輔助構件，對建筑的空間進行優(yōu)化，提升建筑內(nèi)部空間的自然光漫反射效果。例如，在設計大型購物中心時，可以在建筑物的表面設置棱鏡百葉窗、漫反射板，提升日間建筑物的采光能力。除此之外，還可以在建筑物的中心位置設置采光中庭，提升建筑物內(nèi)部的采光量，提升建筑物的生態(tài)性能。見圖2。

圖2 建筑物的中庭采光設計

除此之外，在炎熱地區(qū)的建筑物立面設計中，立面遮陽系統(tǒng)也同樣重要。通過自然光的漫反射一方面能夠降低正午陽光的直射，另一方面能夠讓室內(nèi)的溫度和光線變得更加溫和宜人。上述內(nèi)容都是設計人員在設計建筑物立面時應該考慮的問題。

3.4 利用建筑物立面設計改善建筑風環(huán)境

建筑外立面和第五立面是建筑通風的重要來源。合理的建筑物立面設計能夠提升建筑內(nèi)部的空氣流動效率。以辦公樓的設計為例，在建筑立面設計大量面積較大，通風性能較強的窗面，并在建筑的第五立面設計相應的氣窗，能夠提升建筑的穿堂風效應，有效改善建筑物室內(nèi)的空氣質(zhì)量。除此之外，還可以根據(jù)建筑物不同季節(jié)的風向，對建筑的空氣對流加以控制。例如，在北京的某大廈設計中，在西側的外立面設計了架空墻面，該架空墻面在冬季可以有效預防寒冷的西北風貫通，在夏季為建筑物內(nèi)部帶來良好的空氣對流。合理的建筑物立面設計能夠有效優(yōu)化建筑物內(nèi)部的風環(huán)境，提升被動式建筑的舒適度和生態(tài)性能。但這種設計大多只適用于氣候溫和的地區(qū)，在極端寒冷或極端炎熱的地區(qū)，自然通風的效果相對較差，無法只應用自然通風提升建筑物的生態(tài)性能，仍需要利用機械送風和暖通設備提升建筑物的居住體驗。

3.5 利用建筑物水體調(diào)節(jié)建筑物的微氣候

水體是建筑物立面設計的重要組成部分之一，在綠色建筑設計理論的指導下，其能夠有效提升建筑物的降溫性能，降低建筑物的能耗。水體有著比熱容高、蒸發(fā)性強、流動性強的特點，在建筑物的屋頂花園、架空層、立面挑臺都可以應用建筑物水體。建筑物水體一方面能夠提升建筑內(nèi)部環(huán)境的熱量散發(fā)速度，另一方面能夠提升建筑物的品質(zhì)感與美觀度。例如某高端酒店在立面挑臺位置設置了專門的景觀水池，架空層設置了專門的游泳池。一方面滿足了游客的生活品質(zhì)需求，另一方面提升了散發(fā)建筑物內(nèi)部的熱量，使建筑物的中庭溫度能夠始終保持穩(wěn)定，使近水面的冷空氣能夠從建筑物中庭的中上部位置傳遞到室內(nèi)空間，為室內(nèi)提供舒適的居住體驗。

3.6 利用綠色建筑材料優(yōu)化建筑物的能耗

不同的建筑材料對建筑物立面設計的效果會產(chǎn)生不同的影響。以陶板為例，陶板在制作的過程中會受到空氣的影響產(chǎn)生孔洞，且陶板的熱傳導性能相對較差，有著加工便捷的特點。因此陶板被廣泛地應用于立面保溫方面。將陶板應用于格柵上，一方面能夠提升建筑物的遮陽性能，另一方面能夠提升建筑物的通風性能，實現(xiàn)綠色建筑物立面設計。除此之外，風能、太陽能也可以應用在建筑物立面設計中，但現(xiàn)階段相關技術發(fā)展還處于起步階段，其應用成本還相對較高。設計人員應根據(jù)建筑物的設計情況，選擇相應的建筑材料，要避免為了應用新材料而應用新材料的現(xiàn)象，一切設計都應該從建筑物設計的實用性出發(fā)進行設計。

4 結束語

文章首先闡述了綠色建筑設計理念在建筑物立面設計中的應用優(yōu)勢，其次探究了影響建筑物立面設計的具體因素，最后就綠色建筑設計理論下的建筑物立面設計進行了討論。綠色建筑是建筑行業(yè)未來重要的發(fā)展方向，只有重視綠色建筑設計理論在建筑物立面設計的應用，才能夠進一步提升建筑物立面設計的科學性與合理性，推動整個建筑行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。