基于生態(tài)環(huán)保理念的綠色建筑設(shè)計(jì)分析

劉耀華

（廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣東 廣州 510010）

0 引言

建筑設(shè)計(jì)對(duì)生態(tài)環(huán)境有著極為重要的影響，在開(kāi)展綠色建筑設(shè)計(jì)與建設(shè)工作期間，要從生態(tài)性、整體性、集約性、可再生性等角度出發(fā)，重點(diǎn)做好建筑選址、結(jié)構(gòu)選型、選材設(shè)計(jì)和朝向設(shè)計(jì)，確保建筑在滿足居民基本居住和使用條件的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)對(duì)周?chē)鷳B(tài)環(huán)境的保護(hù)。

1 生態(tài)環(huán)保理念的內(nèi)涵分析

作為緩解環(huán)境污染、氣候惡化的重要戰(zhàn)略與思想，生態(tài)環(huán)保理念的應(yīng)用對(duì)于促進(jìn)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展有著重要的作用。從建筑行業(yè)的角度來(lái)看，開(kāi)展建筑設(shè)計(jì)期間，不僅要關(guān)注建筑選址、結(jié)構(gòu)等方面的問(wèn)題，同時(shí)還要注重建筑、自然環(huán)境、人之間的融合性、統(tǒng)一性，這也是生態(tài)環(huán)保理念的重要內(nèi)涵[1]。鑒于此，在開(kāi)展建筑設(shè)計(jì)期間，要將生態(tài)環(huán)保理念積極融入設(shè)計(jì)實(shí)踐中，尤其要加強(qiáng)對(duì)綠色材料、新能源以及環(huán)保工藝的應(yīng)用，減少對(duì)周?chē)h(huán)境的污染與破壞，促進(jìn)建筑行業(yè)的健康、長(zhǎng)遠(yuǎn)、可持續(xù)發(fā)展。

2 綠色生態(tài)理念下的建筑設(shè)計(jì)原則

2.1 生態(tài)性原則

對(duì)于設(shè)計(jì)者而言，在開(kāi)展綠色建筑設(shè)計(jì)時(shí)要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念，將創(chuàng)新性理念與方法融入設(shè)計(jì)工作中。在此期間，要將建筑物視作生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，根據(jù)生態(tài)性原則的基本要求，積極引用可再生清潔能源，尤其要做好建筑外形、室內(nèi)空間的優(yōu)化設(shè)計(jì)。此外，要注重采光、取暖等系統(tǒng)的設(shè)計(jì)效果，使之完美配合、協(xié)調(diào)運(yùn)作，減少對(duì)各類(lèi)能源的消耗，提高設(shè)計(jì)的環(huán)保效果。另外，還要注重建筑朝向等方面的設(shè)計(jì)，最大限度的利用自然光、陰影等，提高建筑空間設(shè)計(jì)的科學(xué)性、環(huán)保性。

2.2 整體性原則

綠色建筑設(shè)計(jì)期間，不僅要營(yíng)造小型生態(tài)系統(tǒng)，同時(shí)還要堅(jiān)持整體性原則，將建筑與周?chē)纳鷳B(tài)系統(tǒng)融為一體，從整體性、綜合性角度，做好土地資源以及建筑空間的利用，綠色建筑設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)以智能化、小型化為主，注重提高建筑的整體綠化設(shè)計(jì)效果。結(jié)合建筑的實(shí)際需求，盡可能引入多種植被類(lèi)型，使之具有立體感、層次感[2]。尤其在廣東等南方地區(qū)，植被類(lèi)型的選擇要與周?chē)某鞘猩鷳B(tài)系統(tǒng)相得益彰，并實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的重要目標(biāo)。

2.3 集約化原則

隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，城市中每一寸的土地都得到了充分的利用。為提高建筑的容積率，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況應(yīng)用不同類(lèi)型的空間設(shè)計(jì)方法，以此提升土地的利用效率。建筑設(shè)計(jì)期間，應(yīng)遵循因地制宜的基本原則，充分利用當(dāng)?shù)匾延械牡乩項(xiàng)l件，降低損耗問(wèn)題。此外，要結(jié)合廣東地區(qū)特有的亞熱帶季風(fēng)氣候特點(diǎn)，從多角度進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的構(gòu)思與調(diào)整。

2.4 可再生原則

能源問(wèn)題一直是困擾各國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的一個(gè)重要因素，為提高能源的利用率，作為建筑設(shè)計(jì)人員而言，設(shè)計(jì)期間要遵循可再生原則，通過(guò)合理的設(shè)計(jì)方法與理念，加強(qiáng)對(duì)可再生能源的利用率。比如，風(fēng)能、水能、太陽(yáng)能等。

3 綠色建筑設(shè)計(jì)中生態(tài)環(huán)保理念的應(yīng)用要點(diǎn)研究

3.1 綠色建筑選址設(shè)計(jì)

開(kāi)展綠色建筑設(shè)計(jì)工作期間，對(duì)于建筑選址設(shè)計(jì)應(yīng)合理應(yīng)用生態(tài)環(huán)保理念。首先，建筑選址設(shè)計(jì)與規(guī)劃時(shí)，要重點(diǎn)從建筑的功能、結(jié)構(gòu)以及工程成本等角度進(jìn)行考慮。尤其是住宅建筑的選址問(wèn)題，不僅要確保住宅建筑的舒適性，減少生活垃圾對(duì)環(huán)境的破壞與污染，同時(shí)還應(yīng)選擇交通便利、綠化環(huán)境較好的區(qū)域。而對(duì)于商業(yè)建筑而言，選址過(guò)程中應(yīng)重點(diǎn)考慮交通的流通性、建筑結(jié)構(gòu)的安全性等問(wèn)題[3]。比如，廣州地區(qū)地勢(shì)相對(duì)平坦，夏季溫度較高、降雨量較為充沛，且容易受到臺(tái)風(fēng)等惡劣氣候環(huán)境的影響。因而，在進(jìn)行建筑選址時(shí)，應(yīng)盡可能選擇低洼地帶，以免影響到建筑的安全性與使用壽命。

3.2 綠色建筑結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)

首先，建筑選型設(shè)計(jì)期間要考慮到建筑的實(shí)用性、美觀性，同時(shí)要減少項(xiàng)目的建設(shè)成本。在此期間，應(yīng)根據(jù)節(jié)能環(huán)保原則，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)做出優(yōu)化，在確保建筑質(zhì)量的前提下，盡可能降低各類(lèi)資源的消耗。調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，建筑項(xiàng)目消耗最大的資源主要以熱能、電能以及水資源為主。鑒于此，在開(kāi)展建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作期間，應(yīng)重點(diǎn)對(duì)建筑類(lèi)型進(jìn)行研究。比如，對(duì)于居住型建筑而言，要重點(diǎn)節(jié)約熱能、水資源。其次，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)滿足建筑的整體剛度要求，并且要考慮建筑位置等因素對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響。設(shè)計(jì)過(guò)程中，要基于生態(tài)環(huán)保理念，重點(diǎn)從節(jié)能性、耐久性、實(shí)用性等多個(gè)方面出發(fā)，加強(qiáng)對(duì)建筑穩(wěn)定性、剛度等要素的控制。比如，可以加強(qiáng)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑的研究與應(yīng)用，因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)建筑的成本較低，且實(shí)用性強(qiáng)，便于施工安裝與拆卸，且有著良好的抗震能力。但是，對(duì)于廣州地區(qū)而言，由于臺(tái)風(fēng)氣候頻發(fā)，因而使用時(shí)應(yīng)當(dāng)做好加固工作，必要時(shí)可以將鋼結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)結(jié)合使用（圖1~圖3）。再次，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，可使用綠色綜合分析法對(duì)建筑的安全性做出分析，在確保建筑質(zhì)量的前提下，優(yōu)選出最有利的生態(tài)環(huán)保型建設(shè)方案，以此減少能源消耗問(wèn)題，降低建設(shè)成本。最后，作為設(shè)計(jì)人員而言，要敢于打破傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)的束縛，通過(guò)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，提高建筑的保暖、通風(fēng)效果。

圖1 鋼結(jié)構(gòu)

圖2 混凝土結(jié)構(gòu)

圖3 鋼結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)結(jié)合使用

3.3 綠色建筑選材設(shè)計(jì)

提高建筑選材的合理性不僅能夠延長(zhǎng)建筑的使用壽命，同時(shí)還能減少能耗問(wèn)題，提高建筑的生態(tài)環(huán)保效果[4]。因此，要將建筑選材問(wèn)題作為設(shè)計(jì)工作的一項(xiàng)重要內(nèi)容。首先，選材過(guò)程中要對(duì)建筑所處的地理環(huán)境、氣候環(huán)境以及建筑類(lèi)型等因素做出全面分析，盡可能優(yōu)選能耗低、節(jié)能環(huán)保以及質(zhì)量過(guò)硬的建筑材料。其次，要遵循就近選材的基本原則。建筑材料選購(gòu)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)材料的價(jià)格、運(yùn)費(fèi)等相關(guān)支出進(jìn)行計(jì)算，之后選擇條件最優(yōu)、性價(jià)比最高的廠家購(gòu)買(mǎi)材料。需要注意的是，如果材料的運(yùn)輸距離過(guò)大、運(yùn)輸量較多，將導(dǎo)致運(yùn)輸成本的增加，甚至可能出現(xiàn)延誤工期的問(wèn)題。因此，購(gòu)買(mǎi)材料時(shí)要將運(yùn)費(fèi)考慮其中。除此之外，建筑材料在長(zhǎng)途運(yùn)輸過(guò)程中可能導(dǎo)致環(huán)境污染問(wèn)題，且不利于生態(tài)環(huán)境保護(hù)，因而運(yùn)輸過(guò)程中要做好遮蓋等環(huán)保工作。另外，隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，越來(lái)越多的新型環(huán)保材料被應(yīng)用于建筑施工中，促進(jìn)了建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。在生態(tài)環(huán)保理念的指導(dǎo)下，對(duì)于綠色建筑的設(shè)計(jì)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)綠色節(jié)能型環(huán)保材料的使用，特別是新型節(jié)能環(huán)保材料的應(yīng)用，以此提高建筑的節(jié)能、保溫、環(huán)保效果。設(shè)計(jì)與施工期間，可以將建筑廢渣、廢料進(jìn)行重新使用，也可以通過(guò)改進(jìn)砂石、水泥、石膏等材料的配合比，在確保程工程質(zhì)量的前提下，減少對(duì)周?chē)h(huán)境造成的污染。此外，對(duì)于住宅綠色建筑而言，設(shè)計(jì)施工過(guò)程中需要用到大量的纖維板、膠合板等木制材料，在進(jìn)行材料的選擇時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡量選取環(huán)保性好、污染性低的材料。對(duì)于建筑的外墻結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)選用保溫性能高的材料；對(duì)于建筑外窗的設(shè)計(jì)，可以選用斷熱鋁合金，并搭配低輻射中空玻璃，降低室內(nèi)能量損耗。

3.4 綠色建筑朝向設(shè)計(jì)

合理設(shè)計(jì)建筑朝向，既能夠滿足室內(nèi)光照條件，同時(shí)還能提高建筑的通風(fēng)散熱效果。具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)合理設(shè)計(jì)建筑朝向。一方面，建筑朝向應(yīng)適應(yīng)外界自然環(huán)境的變化，降低建筑使用期間人為干預(yù)的力度。在北方地區(qū)，由于冬季持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，為拓寬光照范圍與光照時(shí)長(zhǎng)，在設(shè)計(jì)上可以考慮把日照間距拉大，進(jìn)而能夠提高太陽(yáng)能的利用率。另一方面，對(duì)于廣州等南方地區(qū)而言，由于夏季的溫度過(guò)高，且高溫時(shí)間持續(xù)較長(zhǎng)，因而要適當(dāng)減少陽(yáng)光對(duì)建筑內(nèi)部的過(guò)度照射。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，可以在朝向設(shè)計(jì)過(guò)程中選擇以地區(qū)夏季的主要風(fēng)向作為重要的參考依據(jù)，并在此基礎(chǔ)上適當(dāng)改善通風(fēng)散熱的調(diào)節(jié)功能。通常情況下，朝向設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)考慮自然氣候、地形地貌以及主導(dǎo)風(fēng)向等各類(lèi)因素，建筑朝向主要以南北向、南偏西15°方向?yàn)橹?，且相鄰住宅建筑之間的距離要控制在13~16m，以此提高空氣對(duì)流效果，提升室內(nèi)空氣流動(dòng)和交換效果。

3.5 綠色建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

通過(guò)將遮陽(yáng)措施、保溫材料以及空調(diào)系統(tǒng)等結(jié)合使用，能夠有效提高建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能環(huán)保效果，同時(shí)還能降低投資費(fèi)用。首先，由于廣東地區(qū)日照時(shí)間較長(zhǎng)、光照強(qiáng)度較大，因而可以使用百葉窗等陰影窗戶（圖4、圖5），降低太陽(yáng)光的輻射強(qiáng)度。其次，可以合理選用外墻結(jié)構(gòu)保溫材料，以達(dá)到降低太陽(yáng)光強(qiáng)度的目的[5]。同時(shí)，為達(dá)到保溫隔熱的目的，應(yīng)注重保溫墻、窗框以及玻璃之間的合理搭配。此外，加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)代化綠色建筑設(shè)計(jì)理念的應(yīng)用，設(shè)計(jì)時(shí)可采用熱泵代替空調(diào)機(jī)。具體設(shè)計(jì)期間，也可將再生能源融入設(shè)計(jì)工作中，注重新型節(jié)能技術(shù)、材料的應(yīng)用，減少對(duì)外界環(huán)境的污染。另外，注重綠色建筑環(huán)保系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)。在此期間，要將提升居民舒適度作為基本導(dǎo)向，具體設(shè)計(jì)期間要最大限度減少能源功率，確保室內(nèi)溫度、濕度滿足居住條件，達(dá)到冬暖夏涼的目的。

圖4 外遮陽(yáng)板

圖5 外遮陽(yáng)百葉

3.6 注重自然資源的利用

在生態(tài)環(huán)保理念框架下，不管是建筑內(nèi)部，亦或是建筑外部，設(shè)計(jì)期間都應(yīng)與自然保持和諧的效果。設(shè)計(jì)期間，要從經(jīng)濟(jì)性、安全性和舒適性等角度出發(fā)，將生態(tài)環(huán)保理念融入其中，注重外界自然資源的合理利用。比如，要加強(qiáng)對(duì)自然風(fēng)、太陽(yáng)光等可再生清潔能源的利用，通過(guò)將自然采光應(yīng)用到綠色建筑設(shè)計(jì)工作中，以此達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果，為居民營(yíng)造一個(gè)舒適的宜居環(huán)境。此外，設(shè)計(jì)期間要注重設(shè)計(jì)的整體性效果。設(shè)計(jì)時(shí)不能一味的根據(jù)先前的經(jīng)驗(yàn)照抄、照搬，而應(yīng)當(dāng)結(jié)合廣東地區(qū)的實(shí)際環(huán)境與自然資源條件，在做出綜合分析和設(shè)計(jì)之后，突出設(shè)計(jì)獨(dú)有的特點(diǎn)。

4 結(jié)語(yǔ)

在生態(tài)環(huán)保理念的基礎(chǔ)上，開(kāi)展綠色建筑設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)遵循節(jié)能降耗和生態(tài)環(huán)保的基本原則，重點(diǎn)做好建筑選址、結(jié)構(gòu)選型、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、朝向設(shè)計(jì)等，以此提高綠色建筑的生態(tài)環(huán)保效果，促進(jìn)建筑行業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展。