綠色環(huán)保在建筑工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

陳琳

（山東銀河建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司，山東 濰坊 261041）

0 引言

在未來(lái)的一段時(shí)間內(nèi)，我國(guó)將大力推動(dòng)能源清潔低碳安全高效利用，圍繞重點(diǎn)領(lǐng)域推進(jìn)，例如工業(yè)和建筑等，推進(jìn)其進(jìn)行低碳轉(zhuǎn)型。其中，建筑為重點(diǎn)對(duì)象，因?yàn)槠錇樘寂欧诺闹匾獊?lái)源，有研究報(bào)告顯示，2018年全國(guó)建筑全過(guò)程碳排放總量達(dá)到了49.3億噸，經(jīng)過(guò)計(jì)算得出建筑行業(yè)當(dāng)年的碳排放占據(jù)當(dāng)年全國(guó)碳排放總量的51.3%。基于碳達(dá)峰與碳中和目標(biāo)實(shí)施的背景下，建筑行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型迫在眉睫，從建筑工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)入手貫徹綠色環(huán)保理念，提出有效的技術(shù)措施，防范環(huán)境污染的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)源頭控制，具有重要意義。

1 建筑行業(yè)綠色環(huán)保推進(jìn)的意義

基于低碳發(fā)展背景，建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型面臨很多問(wèn)題。首先，鏈條多且環(huán)節(jié)多，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制的難度很大。我國(guó)每年新增建筑的工程建設(shè)產(chǎn)生的碳排放大約占據(jù)總排放的18%，來(lái)源于水泥和鋼鐵等的生產(chǎn)與運(yùn)輸各個(gè)環(huán)節(jié)。其次，建筑存量大，碳排放高。

其次，人口數(shù)量大，且人口不斷流向城市，帶動(dòng)著建筑需求的增加，進(jìn)而刺激建筑建設(shè)，使得建筑存量不斷增加。目前，房屋建設(shè)規(guī)模依舊很大，每年新開工的面積較大。建筑無(wú)論是施工還是后期的運(yùn)行，都會(huì)消耗很多能源，為碳排放控制的重要對(duì)象。

最后，建筑行業(yè)節(jié)能減排挑戰(zhàn)大。過(guò)去的一段時(shí)間內(nèi)，我國(guó)建筑領(lǐng)域節(jié)能環(huán)保工作突出，減排獲得了不錯(cuò)的成績(jī)，但依舊面臨很多挑戰(zhàn)[1]。用碳的視角重新審視建筑綠色發(fā)展，將會(huì)有更多的要求，做好建筑建設(shè)環(huán)節(jié)的綠色環(huán)?？刂?，達(dá)到能源節(jié)約和減少碳排放的目的，具有時(shí)代發(fā)展意義[2]。

2 綠色環(huán)保在建筑工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用實(shí)例分析

2.1 案例概述

以某建筑工程項(xiàng)目為例，總建筑面積為496223.8m2，項(xiàng)目分三期實(shí)施。其中，第一期工程用地面積為34022m2，設(shè)計(jì)了7棟26層高層住宅，設(shè)計(jì)為框剪結(jié)構(gòu)。為了達(dá)到人們的預(yù)期，即高品質(zhì)、低能效，在設(shè)計(jì)方面下足了功夫，提出了節(jié)地、節(jié)能和節(jié)材等措施，最終獲得了綠色建筑三星設(shè)計(jì)標(biāo)識(shí)?，F(xiàn)結(jié)合具體設(shè)計(jì)情況，展開具體分析。

2.2 項(xiàng)目節(jié)能設(shè)計(jì)總方案

項(xiàng)目的節(jié)能目標(biāo)為65%，按照綠色建筑的標(biāo)準(zhǔn)，貫徹節(jié)能環(huán)保理念，積極響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排的政策，推廣使用高效用能設(shè)備和地源熱泵系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)了建造的目標(biāo)。從項(xiàng)目設(shè)計(jì)分析，經(jīng)過(guò)綜合衡量，選擇了全通透下沉式方案，進(jìn)行地下室建設(shè)。一方面，可以滿足使用者的需求，提供了車輛停放空間。另一方面，達(dá)到了分流的要求。除此之外，實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)和自然采光[1]。整個(gè)設(shè)計(jì)方案都是圍繞一個(gè)核心和一個(gè)功能出發(fā)，也就是節(jié)約能源和保障功能，這需要進(jìn)行綜合分析和考量，選擇適宜的方案與方案。本次設(shè)計(jì)內(nèi)容中，采用了土壤熱源技術(shù)，進(jìn)行了能源供給的優(yōu)化和完善，滿足人們的需求和要求，同時(shí)還控制了能源消耗。為實(shí)現(xiàn)全面控制，還涉及了外墻節(jié)能方案，提出使用A級(jí)防火的外墻STP板保溫，同時(shí)還為建筑物配置了斷橋隔熱鋁合金中空玻璃窗和外遮陽(yáng)卷簾。不僅改善了居住環(huán)境，而且實(shí)現(xiàn)節(jié)能超過(guò)65%的標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 綠色環(huán)保的應(yīng)用設(shè)計(jì)

節(jié)地與室外環(huán)境。從用地指標(biāo)分析，容積率控制為2.2，綠地率控制為41.3%，人均用地指標(biāo)控制為13.7m2。從室外環(huán)境分析，外窗使用的是規(guī)格為（6+12A+6）的中空玻璃，可達(dá)到隔聲的要求。項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)利用SUN日照分析軟件開展計(jì)算，此項(xiàng)目所有住戶都達(dá)到住宅至少有1個(gè)臥室或者起居室大寒日日照累計(jì)不少于2小時(shí)的要求。小區(qū)綠化面積設(shè)計(jì)合理，綠化率為41.3%，能夠增強(qiáng)地面透水能力，達(dá)到調(diào)節(jié)微小氣候的效果，增強(qiáng)了地下滲透力。地下空間的開發(fā)與利用，主要設(shè)計(jì)為車庫(kù)和設(shè)備用房等，地下建筑面積和建筑占地面積比為3.7:1。

節(jié)能措施。外墻設(shè)計(jì)為真石漆+（10mm）厚水泥抹面膠漿+（10mm）厚度的STP保溫板+（20mm）厚度的水泥砂漿找平+（200mm）厚度的鋼筋混凝土。貫徹環(huán)保節(jié)能理念，對(duì)傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化與創(chuàng)新，使用地源熱泵，來(lái)進(jìn)行能源的利用，減少非再生能源的使用，同時(shí)還滿足了人們的需求。設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行測(cè)試分析，獲得相應(yīng)的參數(shù)，例如地埋管和土壤換熱參數(shù)，為設(shè)計(jì)人員提供數(shù)據(jù)信息與參考。按照設(shè)計(jì)方案，地源熱泵機(jī)房的建設(shè)，經(jīng)過(guò)選址分析，最終選擇在地下室空間。為滿足實(shí)際需求，還配置了4臺(tái)地源熱泵冷熱水機(jī)組，可以支持夏季與冬季的運(yùn)行需求。為了可以達(dá)到有效調(diào)節(jié)的效果，結(jié)合不同使用情境進(jìn)行了優(yōu)化，例如冬季運(yùn)行選擇在地板輻射采暖集水器的各個(gè)回路上進(jìn)行優(yōu)化，通過(guò)布置電磁閥，采取無(wú)線遠(yuǎn)傳溫控器控制的方式，達(dá)到自動(dòng)化調(diào)節(jié)室溫的目的。建筑應(yīng)急照明和電梯以及風(fēng)機(jī)等，都采用一級(jí)負(fù)荷，剩余電力和照明使用三級(jí)負(fù)荷。對(duì)于公共位置的燈具，選擇的是裝設(shè)稀土三色節(jié)能熒光燈，配電子鎮(zhèn)流器，顯色指數(shù)Ra＞80。從應(yīng)用效果分析，室內(nèi)燈具效率超過(guò)70%，裝有格柵的超過(guò)60%，室外燈具效率超過(guò)50%。在能量回收方面，為每戶布置了全熱回收新風(fēng)換氣機(jī)，夏季與冬季每戶可以回收能量分別為97.2kW、121.5kW。

節(jié)水設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)方案提出使用分類計(jì)量水表，布置在各個(gè)用水點(diǎn)。景觀灌溉的節(jié)水設(shè)計(jì)，選擇噴灌方案。建筑衛(wèi)生間和廚房安裝潔具，全部選擇的是節(jié)水型器具；使用材料與管道進(jìn)行連接，避免出現(xiàn)管網(wǎng)漏損。結(jié)合運(yùn)用雨水收集系統(tǒng)等，項(xiàng)目節(jié)水率為14.26%。在水資源節(jié)約的這一個(gè)部分，關(guān)鍵在于利用，設(shè)計(jì)了一個(gè)可以高效化回收與利用的系統(tǒng)，從雨水落地的那一刻進(jìn)行回收，并且利用處理系統(tǒng)進(jìn)行凈化與處理，達(dá)到使用要求。設(shè)計(jì)的水系統(tǒng)使用具有傳感器的兩線解碼器控制系統(tǒng)，便于日常維護(hù)。

材料節(jié)約設(shè)計(jì)。建筑工程設(shè)計(jì)提出采用鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)，保持造型簡(jiǎn)約。作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)禁止攪拌混凝土，均采用預(yù)拌混凝土。積極推廣使用循環(huán)材料，例如鋼材與木材以及鋁合金型材等，項(xiàng)目建筑材料總重量為114541.757t，可再循環(huán)材料重量為12825.207t，占比達(dá)到10.8%。高強(qiáng)度鋼材作為主筋的比例達(dá)到98.9%。

室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量。使用SUN日照分析軟件輔助設(shè)計(jì)，建筑日照設(shè)計(jì)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。按照采光標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行模擬，項(xiàng)目采光系數(shù)超過(guò)1.1%，餐廳采光系數(shù)超過(guò)0.55%。從自然通風(fēng)模擬分析，各個(gè)戶型主要功能房間的換氣次數(shù)超過(guò)2次/h，達(dá)到了《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50378-2006標(biāo)準(zhǔn)。項(xiàng)目設(shè)計(jì)了框架剪力墻結(jié)構(gòu)，外墻部分為復(fù)合體系，圍護(hù)結(jié)構(gòu)沒(méi)有結(jié)露的情況。

3 綠色環(huán)保在建筑工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用建議

3.1 明確環(huán)保節(jié)能的應(yīng)用要求

建筑工程設(shè)計(jì)實(shí)踐中貫徹綠色環(huán)保理念，需要明確節(jié)能環(huán)保的要求。首先，優(yōu)化資源配置，降低能源消耗。設(shè)計(jì)建筑工程方案時(shí)，積極推廣再生能源，減少能源和資源浪費(fèi)。加大對(duì)清潔能源的應(yīng)用，使用再生資源，減少污染排放。建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)必須要注重整體布局的優(yōu)化，盡量實(shí)現(xiàn)自然風(fēng)為建筑降溫，進(jìn)而減少空調(diào)的使用。借助自然能源來(lái)調(diào)節(jié)建筑內(nèi)部溫度，例如地?zé)岬?。其次，?shí)行綠色建設(shè)。貫徹綠色節(jié)能環(huán)保理念，通過(guò)優(yōu)化節(jié)水和節(jié)材以及節(jié)地等措施，踐行綠色環(huán)保理念，有效緩解能源短缺的情況，提升居住環(huán)境水平[4]。

3.2 做好建筑設(shè)計(jì)方案的整體把握

優(yōu)化建筑布局。從建筑布局方案的設(shè)計(jì)分析，需要考慮到地理環(huán)境和氣候條件等的影響，做好整體布局的優(yōu)化，為建筑節(jié)能環(huán)保目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供支持。這需要做好事前的勘察與調(diào)查，全面掌握建筑工程的各類條件與情況，為建筑工程設(shè)計(jì)提供完整的資料與信息，開展全面化分析，提出優(yōu)化布局的方案，指導(dǎo)建筑工程高質(zhì)量建設(shè)，促進(jìn)建筑綠色持續(xù)化發(fā)展[5]。

推廣使用新型綠色材料。綠色環(huán)保在建筑工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，很多應(yīng)用價(jià)值與效益的實(shí)現(xiàn)，需要通過(guò)推廣新型綠色材料，減少材料生產(chǎn)環(huán)節(jié)的碳排放與污染，促進(jìn)建筑綠色持續(xù)化發(fā)展。實(shí)踐中需要結(jié)合工程建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)和需求，優(yōu)選綠色材料，做好建筑工程設(shè)計(jì)的質(zhì)量把控。積極發(fā)揮材料與技術(shù)的價(jià)值，促使綠色環(huán)保在建筑工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[6]。

借助現(xiàn)代化技術(shù)，優(yōu)化建筑工程設(shè)計(jì)。綠色環(huán)保在建筑工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，利用現(xiàn)代化技術(shù)手段，例如BIM技術(shù)等，對(duì)工程設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化，可提升建筑設(shè)計(jì)的質(zhì)量，指導(dǎo)工程的高質(zhì)量建設(shè)?；贐IM技術(shù)建設(shè)建筑三維模型，能夠?yàn)楦黝惞?jié)能環(huán)保措施的應(yīng)用效果分析提供支持，助力建筑設(shè)計(jì)的優(yōu)化。通過(guò)模擬分析工程施工的節(jié)能環(huán)保情況和效益，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化，保障方案整體的效果，為工程施工提供支持，全面提升綠色環(huán)保水平。從綠色環(huán)保在建筑工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用需求出發(fā)，積極創(chuàng)新和優(yōu)化設(shè)計(jì)方式方法，全面提高設(shè)計(jì)工作的效率與質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保理念的運(yùn)用價(jià)值[7]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，綠色環(huán)保在建筑工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，圍繞水資源和能源等的利用方面，從實(shí)際情況出發(fā)統(tǒng)籌設(shè)計(jì)，保障建筑性能和功能的同時(shí)，減少對(duì)能源的消耗，降低碳排放。未來(lái)，綠色環(huán)保理念與技術(shù)會(huì)不斷創(chuàng)新，能夠?yàn)榻ㄖこ淘O(shè)計(jì)提供更多的選擇，促使建筑持續(xù)化發(fā)展。開展設(shè)計(jì)時(shí)做好措施的整合應(yīng)用效果分析，積極優(yōu)化綠色節(jié)能環(huán)保方案，促使建筑建造達(dá)到工程的要求。隨著各類新型綠色環(huán)保技術(shù)和工藝以及材料等的不斷出現(xiàn)，能夠?yàn)榻ㄖこ淘O(shè)計(jì)提供更多的選擇與保障。