綠色建筑設(shè)計對節(jié)能減排的重要性

成利偉

（河南省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究總院股份有限公司，鄭州 450000）

1 引言

建筑工程以大量的水資源、木材資源以及其他能源為基礎(chǔ)，實現(xiàn)對建筑的科學打造。建筑施工過程中會產(chǎn)生大量的建筑垃圾和二氧化碳，導致能源浪費嚴重，污染問題頻發(fā)。綠色建筑設(shè)計理念應用可以起到良好的節(jié)能減排效果，通過綠色技術(shù)應用，預計能源消耗量可以降低5%以上，二氧化碳排放量可以降低大約12%，垃圾污染問題減少約8.6%，建筑使用能源消耗量降低20%~30%。

2 綠色建筑技術(shù)在建筑設(shè)計中的應用

綠色建筑設(shè)計是指通過空間設(shè)計、功能設(shè)計、室內(nèi)外物理環(huán)境設(shè)計、節(jié)能設(shè)計等實現(xiàn)節(jié)能減排的目標，落實綠色發(fā)展理念。建筑設(shè)計應合理利用現(xiàn)有的資源，開發(fā)可再生資源，降低建筑的能源消耗，實現(xiàn)建筑與環(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一，使建筑在使用過程中可以起到良好的節(jié)能效果。以下對綠色建筑技術(shù)在建筑設(shè)計中的應用進行分析。

2.1 建筑布局設(shè)計

合理的建筑布局設(shè)計可以實現(xiàn)優(yōu)化配置資源的目標，減少可能出現(xiàn)的能源消耗問題。設(shè)計時，應結(jié)合實際情況，考慮該地區(qū)的自然環(huán)境和地質(zhì)環(huán)境，結(jié)合氣候因素等進行布局設(shè)計，并考慮風向、陽光等對建筑舒適程度造成的影響。例如，我國西北地區(qū)日照時間比較長，降雨量較少，基于節(jié)能減排理念，在建筑設(shè)計中為了確保建筑采光良好，在規(guī)劃布局上采用整體朝南的形式，適當朝著風向進行偏移，使建筑在夏季有良好的通風散熱功能，冬季有著良好的保溫效果[1]。

2.2 電氣系統(tǒng)設(shè)計

建筑電氣設(shè)備在使用過程中會消耗大量的能源，考慮到綠色理念在建筑電氣節(jié)能設(shè)計中的實際應用，應按照國家對建筑照明設(shè)計提出的要求，合理確定照明的亮度、標準值以及功率等，依照標準文件提出的要求對照明系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計。另外，電氣系統(tǒng)設(shè)計中，應采用合適的無功補償方式。例如，某建筑在建筑電氣設(shè)計中應用靜態(tài)補償?shù)姆绞竭M行無功補償，經(jīng)過試驗之后，其電力傳輸?shù)南牧拷档土思s20%，并且在電力輸送過程中，電壓可以時刻保持穩(wěn)定的狀態(tài)[2]。設(shè)計人員為了減少環(huán)境因素對無功補償運行造成的不良影響，采用動態(tài)跟蹤監(jiān)測技術(shù)對其進行優(yōu)化，時刻關(guān)注輸電線路的運行狀態(tài)，實現(xiàn)了電氣系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計。

2.3 節(jié)能材料應用

節(jié)能材料的應用可以減少建筑投入使用之后不必要的能源消耗。外墻可以應用復合保溫材料降低墻體的平均傳熱系數(shù)，根據(jù)各地氣候特征，采取外保溫、內(nèi)保溫和內(nèi)外保溫相結(jié)合的方式減少建筑能耗和熱橋問題。對于窗戶區(qū)域的設(shè)計，考慮到其密封效果，可以使用新型的節(jié)能窗，減少外窗熱損增加的情況。玻璃的設(shè)計也可以應用節(jié)能理念，采用LOW-E 玻璃、三玻雙中空或充氬氣的中空玻璃，都能有效減少窗戶的傳熱系數(shù)，通過增加空氣層厚度的方式，也可以起到一定的保溫效果，從而減少通過外窗產(chǎn)生的能耗[3]。屋頂區(qū)域可以采用質(zhì)量較輕、導熱系數(shù)比較小的材料，將擠塑聚苯板、泡沫混凝土等有效融合，采用倒置式屋面，可以起到節(jié)能效果的同時，延長防水層材料的使用壽命，從而提高房屋質(zhì)量。節(jié)能材料的應用可以起到良好的節(jié)能效果，二氧化碳的排放量也有所降低。建筑節(jié)能設(shè)計中常用材料見表1。

表1 建筑節(jié)能設(shè)計常用材料

2.4 可再生能源應用

風能、水能、太陽能等可再生能源在建筑設(shè)計中的應用可以起到良好的效果。在建筑屋頂區(qū)域加裝太陽能集熱板，可以用于水源加熱、屋內(nèi)保暖等。太陽能在建筑設(shè)計中的應用可以減少建筑采暖50%的能源消耗量。地熱能資源的應用可以有效減少建筑投入使用過程中的二氧化碳消耗量，設(shè)計地下水熱泵系統(tǒng)，將其與地表水熱泵系統(tǒng)有效結(jié)合，通過在地源內(nèi)部埋設(shè)管道的方式，為建筑供暖、制冷提供便利條件。該能源在我國北方建筑節(jié)能設(shè)計中應用比較廣泛，由于其冬季和夏季之間的溫度差異較大，地熱能的開發(fā)利用效率更高。

3 綠色建筑設(shè)計節(jié)能減排重要性評價

3.1 案例分析

某建筑位于北京市，建筑占地面積3 025 m2，建筑結(jié)構(gòu)為剪力墻結(jié)構(gòu)，高40.5 m。地上部分應用厚度為30 cm 的C35 鋼筋混凝土墻。內(nèi)墻設(shè)計應用厚度為20 cm 的混凝土實心磚墻。外墻使用聚苯板作為節(jié)能保溫材料，屋面應用泡沫聚氨酯作為保溫防水材料。對其節(jié)能減排效果進行權(quán)重比值評價分析，計算材料在生產(chǎn)和運輸環(huán)節(jié)中的碳排放總量周期，編制建筑建材碳排放量計算表。

3.2 評價模型構(gòu)建

本文基于權(quán)重平均價模型對建筑設(shè)計進行評價，對相關(guān)指標進行選取。應用全生命周期概念對建筑節(jié)能設(shè)計的節(jié)能效果進行評價，應用公式如下：

式中，Qi為活動強度；Cj為建筑材料的碳排放因子；E為材料的生命周期碳排放量；f為單因素方差?；谠O(shè)計角度對建筑的節(jié)能效果進行綜合評價，涉及因素比較多，考慮到建筑建設(shè)周期較長，評價角度存在多樣性。應用五級評所指標對建筑節(jié)能效果進行綜合評價。

五級評價指標的設(shè)定按照節(jié)能減排效果分為優(yōu)秀（A）、較好（B）、中等（C）、合格（D）、不合格（E）5 類。列定為“優(yōu)秀”的建筑設(shè)計內(nèi)容說明其符合節(jié)能指標和判斷標準；“較好”的說明其有部分區(qū)域的設(shè)計節(jié)能指標較好，但存在一部分不合格的情況；列定為“中等”的節(jié)能評價說明其個別內(nèi)容符合標準，不達標的數(shù)量也比較少；列定為“合格”的區(qū)域說明大多數(shù)不符合標準，且不達標的數(shù)量較多；列定為“不合格”的說明其僅有部分達標，其余均不符合標準。

按照建筑設(shè)計內(nèi)容對其指標進行分析，采用定性、定量相結(jié)合的分析方法，所得最終評價結(jié)果見表2。

表2 建筑設(shè)計節(jié)能定量、定性分析結(jié)果

應用定量指標對能源的消耗量和能源的利用效率進行分析，對計算結(jié)果、節(jié)能標準和節(jié)能指標進行評價。由于上述節(jié)能評價分析內(nèi)容較為復雜，涉及因素比較多，考慮到可能存在指標缺失的情況，建筑的用能情況分析存在差異，需要進一步對指標內(nèi)容進行優(yōu)化設(shè)計。碳排放量受建筑的類型、結(jié)構(gòu)等影響較大，僅可應用縱向?qū)Ρ鹊姆绞綄ζ溥M行分級計算，對單位面積的二氧化碳排放量進行明確，并將其作為標準進行最終的排放比率計算。

3.3 評價結(jié)果

基于上述指標分析綠色建筑設(shè)計對節(jié)能減排的重要性。從結(jié)果上看可能存在一定的問題，受數(shù)據(jù)條件和實際環(huán)境所影響，導致設(shè)計內(nèi)容節(jié)能效果可能與實際情況存在差異。因此，對量化指標進行進一步的幅值調(diào)整，按照分值對其進行分類評價，綜合得分在60 分以下的為不合格；在60~70 分的為合格；在70~80 分的為中等；在80~90 分的為較好；90 分以上的為優(yōu)秀。對案例的節(jié)能效果進行最終評價，應用權(quán)重比對其進行結(jié)果分析，其最終的評價值在80~90 分，說明綠色建筑設(shè)計對節(jié)能減排影響較大，最終節(jié)能效果比較好。應用全生命周期碳足跡理論對建筑的碳排放量和能源消耗量進行分析，最終取得的結(jié)果與預期設(shè)計結(jié)果之間存在一致性，在具體落實設(shè)計方案中可以嘗試應用監(jiān)測平臺、監(jiān)測技術(shù)對異常情況進行分析，可以減少設(shè)計方案落實過程中的能源消耗情況。

通過對綠色建筑節(jié)能減排設(shè)計的重要性進行分析可知，設(shè)計人員應盡可能選擇環(huán)境影響因子較小，并且應用回收率比較高的材料，通過應用回收材料減少高能材料的因素，如木材、混凝土等。此外，降低運行過程中的能源消耗量，需要使用清潔能源和可再生能源，優(yōu)化現(xiàn)有的能源系統(tǒng)，太陽能、地熱能等在建筑設(shè)計中的應用，既減少了建筑設(shè)計成本，也符合節(jié)能減排的綠色設(shè)計理念。

4 結(jié)論

綜上所述，在建筑設(shè)計中應用綠色設(shè)計理念和綠色建筑技術(shù)，可以起到節(jié)能減排的作用，減少建筑使用的能源消耗量。基于對綠色建筑設(shè)計中節(jié)能減排的重要性分析，通過數(shù)據(jù)對比、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)評價方式，可以了解到不同技術(shù)在設(shè)計中的節(jié)能效果和節(jié)能作用，對在建筑設(shè)計中推廣該技術(shù)應用有積極作用。