基于綠色環(huán)保理念的建筑設(shè)計(jì)

魏丹妮 四川柒元星實(shí)業(yè)有限公司

建筑工程建設(shè)是一個復(fù)雜的過程，為保障建筑工程的質(zhì)量，必須做好建筑設(shè)計(jì)。以往的建筑設(shè)計(jì)中，對綠色低碳與節(jié)能環(huán)保的漠視導(dǎo)致建筑工程建設(shè)過程中消耗大量資源，造成嚴(yán)重的污染，使建筑業(yè)成為公認(rèn)的污染與能耗極大的行業(yè)。在建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型步伐不斷加快的背景下，在設(shè)計(jì)到施工再到后期維護(hù)的全過程中，應(yīng)融入綠色環(huán)保理念，從源頭抓起，致力于打造綠色建筑，推動整個建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 綠色環(huán)保理念的內(nèi)涵

本文從3 個方面分析綠色環(huán)保理念的內(nèi)涵。

第一，從建筑設(shè)計(jì)的源頭上，減少對生態(tài)環(huán)境造成的負(fù)面影響。建筑工程建設(shè)過程中應(yīng)盡可能將對生態(tài)環(huán)境的破壞控制在最低水平[1]。例如，在建筑材料選型上，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選擇生態(tài)環(huán)保、可循環(huán)利用的施工材料，并準(zhǔn)確計(jì)算材料用量，有效避免不必要的材料浪費(fèi)，在有效控制建筑成本的同時，較好地保護(hù)周圍的環(huán)境。

第二，在建筑設(shè)計(jì)的綜合要素中，降低資源的消耗量。建筑工程建設(shè)過程中應(yīng)盡量減少對各種能源、資源的消耗。例如選擇節(jié)能型設(shè)備達(dá)到節(jié)能效果。

第三，通過提前預(yù)判設(shè)計(jì)方案的實(shí)施效果，減少建筑物建成后的污染。圍繞綠色環(huán)保理念，建筑設(shè)計(jì)應(yīng)從前瞻性的角度準(zhǔn)確預(yù)測建筑物建成后的情況，致力于實(shí)現(xiàn)降低能耗和減少污染，打造綠色低碳節(jié)能建筑。

2 建筑設(shè)計(jì)中融入綠色環(huán)保理念的必要性

在以犧牲生態(tài)環(huán)境為代價來發(fā)展經(jīng)濟(jì)的傳統(tǒng)粗放型經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式下，社會經(jīng)濟(jì)雖然獲得了迅速發(fā)展，伴隨而來的環(huán)境污染問題、資源供需矛盾問題卻日益嚴(yán)重。建筑工程建設(shè)是一項(xiàng)關(guān)系民生的項(xiàng)目，在以往的建筑工程建設(shè)過程中，需要消耗大量的能源，且會給生態(tài)環(huán)境帶來嚴(yán)重的污染[2]。

具體來說，建筑工程建設(shè)離不開各種建材、電、水等資源的支持，建材運(yùn)輸過程中需要使用柴油、汽油，發(fā)電需要消耗煤炭、石油等資源，同時，建筑工程施工過程中也會導(dǎo)致水污染、粉塵污染、噪聲污染、光污染及固體廢棄物污染。此外，建筑設(shè)計(jì)不當(dāng)有可能導(dǎo)致建筑投入使用后產(chǎn)生巨大的能耗與污染[3]。

相關(guān)調(diào)查研究指出，建筑運(yùn)營期間的能耗約占社會終端能耗的21%，在建筑功能不斷完善的當(dāng)下，這一占比正在持續(xù)上升。采取不同統(tǒng)計(jì)方法對建筑全壽命周期的能耗進(jìn)行計(jì)算發(fā)現(xiàn)，其約占全部能耗的38%～52%。為實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)，建筑設(shè)計(jì)應(yīng)融入綠色環(huán)保理念，采取合理的措施來降低建筑工程建設(shè)過程中以及投入使用后的資源消耗、環(huán)境污染，在滿足人們對建筑物實(shí)際需求的同時，推動人類活動與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展[4]。

3 基于綠色環(huán)保理念的建筑設(shè)計(jì)策略

3.1 建筑選址設(shè)計(jì)

建筑設(shè)計(jì)必須高度重視選址設(shè)計(jì)，即選擇建筑物的所在地，可以說，選址是否科學(xué)、合理，在很大程度上決定著一個建筑工程項(xiàng)目是否成功。在設(shè)計(jì)選址方案時，應(yīng)充分考慮建筑與周圍環(huán)境之間的關(guān)系，尤其是高層建筑，為避免其給城市形象帶來不良影響，必須與周邊環(huán)境相契合。在進(jìn)行具體的建筑選址前，應(yīng)全面勘察當(dāng)?shù)氐牡匦渭碍h(huán)境，盡量選擇環(huán)境良好、自然資源充足以及安全性高的區(qū)域。

此外，建筑選址應(yīng)以節(jié)約資源、合理降低施工難度為出發(fā)點(diǎn)，盡可能選擇周圍環(huán)境不復(fù)雜、地質(zhì)條件較好、交通相對便利的區(qū)域，以降低建設(shè)和運(yùn)輸成本，最終實(shí)現(xiàn)降低成本和節(jié)約資源的目標(biāo)[5]。例如，在地基方面，如果選擇軟土地基，需要花費(fèi)大量的時間、成本、資源處理軟土地基，增加各方面的成本。因此，必須確保建筑選址的合理性，盡量選址地質(zhì)條件良好、交通便利的區(qū)域，以減少不必要的成本和資源消耗。

3.2 建筑朝向設(shè)計(jì)

建筑物的朝向與人們的日常生活息息相關(guān)，會直接影響室內(nèi)采光、取暖、防寒等效果。因此，在建筑設(shè)計(jì)中，應(yīng)對建筑物的朝向進(jìn)行充分論證與合理選擇，結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，對建筑與采光門窗的朝向、大小、形式進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)。我國建筑的朝向通常為“坐北朝南”，當(dāng)建筑與夏季主風(fēng)向的角度小于45°，且與冬季的主風(fēng)向分離時，可獲得較好的“冬暖夏涼”效果。在夏季，可為建筑物遮陽，減少制冷消耗的能源；在冬季，整體日照條件較好，應(yīng)有效采光保暖，降低采暖消耗的能源。

需要注意的是，建筑物為南向的時候，由于采光效率相對較高，為避免夏日暴曬問題，門窗應(yīng)與遮陽裝置進(jìn)行有機(jī)結(jié)合[6]?；诰G色環(huán)保理念的建筑設(shè)計(jì)中，可以利用窗套、百葉、遮陽板、格柵等遮陽設(shè)施控制太陽光輻射的熱量。同時，為減少太陽光帶來的負(fù)面影響，應(yīng)靈活利用各種主動、被動的控制手段，實(shí)現(xiàn)對室內(nèi)熱量散失的有效控制，避免不必要的能源消耗。

3.3 建筑門窗優(yōu)化設(shè)計(jì)

門窗主要用于保障建筑物的采光、通風(fēng)及人員進(jìn)出安全。相關(guān)研究顯示，建筑物整體能耗中由門窗導(dǎo)致的能耗約占1/2。通過做好門窗優(yōu)化設(shè)計(jì)工作，可以有效降低建筑能耗。大落地窗在當(dāng)今建筑中有著較為廣泛的應(yīng)用，窗戶數(shù)量與面積較大。在這樣的窗戶設(shè)計(jì)中，如果采用傳統(tǒng)玻璃窗戶，勢必會導(dǎo)致室內(nèi)熱量快速消散，且窗洞口、窗框之間的連接處容易出現(xiàn)熱橋。因此在建筑設(shè)計(jì)中，應(yīng)對門窗大小和數(shù)量進(jìn)行合理控制，合理選擇門窗材料，提高門窗的氣密性，預(yù)防出現(xiàn)熱橋現(xiàn)象。比如，可以選用一些節(jié)能性能佳且可減少門窗反射率的新型門窗材料，如節(jié)能型玻璃材料、低輻射玻璃材料等，并結(jié)合科學(xué)調(diào)節(jié)門窗比例、可見光比、遮陽系數(shù)、外窗氣密性等措施，達(dá)到既保證室內(nèi)采光良好，又不影響建筑保溫效果的目的。

3.4 建筑屋面與外墻優(yōu)化設(shè)計(jì)

建筑屋面與外墻設(shè)計(jì)是否合理，會直接影響建筑的整體能耗。因此，基于綠色環(huán)保理念，應(yīng)對建筑物的屋面與外墻進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)[7]。

3.4.1 屋面的優(yōu)化設(shè)計(jì)

現(xiàn)有的屋面結(jié)構(gòu)形式中，節(jié)能效果較好的為倒置式屋面。將倒置式屋面與具有良好防水性能的保溫材料結(jié)合起來，可獲得理想的防水、隔熱保溫效果。同時，將防水層與保溫層有機(jī)結(jié)合起來，可以延長防水層的使用期限，避免頂樓發(fā)生漏水現(xiàn)象。屋面優(yōu)化設(shè)計(jì)中，坡屋面的淺色飾面太陽輻射吸收率不高于0.7，平屋面的淺色飾面太陽輻射吸收率不高于0.5，可達(dá)到降低屋面溫度的效果，有利于降低能耗。此外還可以采取屋頂綠化設(shè)計(jì)，也有利于增強(qiáng)建筑的保溫隔熱性能，但需要提高建筑屋面防水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

3.4.2 外墻的優(yōu)化設(shè)計(jì)

在建筑物中，由外墻導(dǎo)致的能耗相對較高，特別在我國北方寒冷地區(qū)。因此，應(yīng)高度重視外墻優(yōu)化設(shè)計(jì)，積極應(yīng)用保溫材料，做好外墻的密封處理，以達(dá)到減少熱量流失和降低能耗的目的。同時，可采用外墻保溫技術(shù)來降低能耗，主要包括外墻內(nèi)保溫、外墻自保溫以及外墻外保溫等技術(shù)。3 種外墻保溫技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)如下。

第一，外墻內(nèi)保溫技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)性較好、施工簡便，缺點(diǎn)是會減少室內(nèi)有效使用面積，且給建筑墻體結(jié)構(gòu)及后續(xù)墻面裝飾施工造成一定的不利影響，現(xiàn)在正逐漸淘汰；第二，外墻自保溫技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是操作簡單，缺點(diǎn)是輕質(zhì)節(jié)能砌塊的抗開裂性能較差，會增加后期墻體粉刷的難度，且實(shí)際使用過程中很有可能會出現(xiàn)墻體滲水、裝飾層脫落等問題；第三，外墻外保溫技術(shù)的應(yīng)用效果更理想，通過有效應(yīng)用外墻外保溫技術(shù)，不僅可以提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、減少建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)溫差、提高熱工效率、改善建筑外觀美感，還可以解決冬季墻面結(jié)露、熱橋等問題，因此近年來在建筑領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

3.5 建筑系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)

基于綠色環(huán)保理念的建筑設(shè)計(jì)中，為降低建筑的整體能耗，應(yīng)對建筑物各系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，包括暖通空調(diào)系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)等。

3.5.1 暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)

暖通空調(diào)系統(tǒng)是現(xiàn)代建筑的重要組成部分，其主要作用是通風(fēng)換氣、調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，會直接影響建筑物的使用功能與舒適性。第一，合理選擇熱源。從使用性能和節(jié)能效果來看，地源熱泵是比較理想的一種熱源，其熱源能量來自于地表下，任何一級能源不會發(fā)生損耗，單位體積內(nèi)的可利用能量非常大，所以能源利用率相對較高，節(jié)能效果較好。第二，采用變頻技術(shù)。有研究指出，與非變頻模式的暖通空調(diào)相比，采取變頻方式的暖通空調(diào)，可以降低30%～50%的能耗。第三，結(jié)合當(dāng)?shù)厝照諚l件，有選擇地應(yīng)用太陽能技術(shù)，將太陽能收集裝置安裝在光照條件較好的地方，收集太陽能后借助能量轉(zhuǎn)換裝置（集熱器）將其轉(zhuǎn)化為熱能后，再傳輸給暖通空調(diào)系統(tǒng)，可以用于地板采暖、熱水供應(yīng)等方面。

3.5.2 電氣系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)

電氣設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)內(nèi)容之一，電氣設(shè)計(jì)水平將直接影響建筑物的使用功能能否實(shí)現(xiàn)。第一，在設(shè)置電氣設(shè)備機(jī)房時，盡量將其布置在所服務(wù)功能區(qū)域的負(fù)荷中心或者負(fù)荷中心附近，通過減少線路長度來降低路徑線損，達(dá)到節(jié)能的效果。第二，在供配電設(shè)計(jì)中，應(yīng)優(yōu)先采用智能供配電系統(tǒng)，對各種類型的用電設(shè)備進(jìn)行實(shí)時、全面、有效的管控，實(shí)現(xiàn)對能耗的有效控制。第三，在照明設(shè)計(jì)中，應(yīng)合理選擇照明光源與燈具。較低的建筑應(yīng)優(yōu)先選用熒光燈，充分發(fā)揮自然光的作用，有效滿足室內(nèi)光照需求；較高的建筑應(yīng)優(yōu)先選用金屬鹵化物燈，保證室內(nèi)具有良好的照明效果和穩(wěn)定持續(xù)的照明時間；較高且維護(hù)難度較大的建筑宜優(yōu)先選用無極熒光燈；對于需要調(diào)光且具有頻繁開關(guān)燈要求的建筑，宜選用LED 燈。此外，應(yīng)積極應(yīng)用現(xiàn)代智能照明控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)照明設(shè)備的自動化控制。

3.5.3 給排水系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)

給排水系統(tǒng)會直接影響建筑物的水資源消耗量，為提高水資源的利用率，應(yīng)對給排水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。第一，積極應(yīng)用雨水回收利用技術(shù)，借助相關(guān)裝置收集雨水，對所收集的雨水實(shí)施凈化和儲存，最后加以運(yùn)用。第二，積極應(yīng)用中水資源利用技術(shù)，集中處理建筑中的生產(chǎn)和生活污水。第三，結(jié)合“海綿城市”理念，將過量的雨水通過海綿材料滲透至地下儲水系統(tǒng)中，再用于灌溉綠植或是沖洗路面。

3.6 建筑綠化設(shè)計(jì)

目前，綠化設(shè)計(jì)在建筑設(shè)計(jì)中的地位越來越重要，通過增加綠化面積、營造良性微氣候可提高建筑的整體舒適性。為達(dá)到綠色環(huán)保的目的，綠化設(shè)計(jì)可從以下幾個方面入手。第一，建設(shè)屋頂花園。屋頂花園具有美化環(huán)境、凈化空氣、改善局部小氣候等功能，是一種值得大力推廣的屋面形式。因此，可結(jié)合種植屋面設(shè)計(jì)，在屋頂種植一些低矮灌木和花卉植物。第二，配套陽臺綠化。設(shè)計(jì)方案應(yīng)根據(jù)陽臺的實(shí)際情況，對不同習(xí)性的植物進(jìn)行合理搭配。在陽臺綠化中，要合理控制植物高度，不可明顯影響和遮擋室內(nèi)采光與通風(fēng)。第三，打造立面綠化。通過在建筑外墻種植野葡萄、常春藤等植物，構(gòu)建立體空間綠化景觀，達(dá)到減少陽光直射、降溫的目的。

3.7 污染防控設(shè)計(jì)

在綠色環(huán)保理念下，建筑工程應(yīng)盡可能減少各種污染物的排放量。這就要求在建筑設(shè)計(jì)中，應(yīng)準(zhǔn)確評估建筑物建設(shè)全過程中可能產(chǎn)生的污染類型，并制定針對性的控制措施。建筑設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮建筑施工帶來的各種污染問題，常見的污染主要包括泥漿污染、噪聲污染、光污染、粉塵污染、水污染及固體廢棄物污染等類型。

第一，泥漿污染。建筑物建造過程中會出現(xiàn)大量泥漿，如果沒有對這些泥漿進(jìn)行安全保管、有效處理，可能導(dǎo)致泥漿外溢，給周圍生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。因此，建筑設(shè)計(jì)中，可以優(yōu)先選擇固結(jié)工藝來預(yù)防泥漿外溢，并對固結(jié)的泥漿進(jìn)行妥善保管和集中處理，條件允許的情況下可循環(huán)利用。第二，噪聲污染。建筑設(shè)計(jì)應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，科學(xué)規(guī)劃施工時間，以減少噪聲給周圍居民造成的干擾。第三，光污染。焊接等工藝會引起光污染，應(yīng)采取圍擋等措施來控制光污染。第四，粉塵污染。建筑設(shè)計(jì)應(yīng)選擇污染較小的裝配式施工方式，以減少施工現(xiàn)場切割作業(yè)導(dǎo)致的粉塵污染。第五，水污染。針對建筑物建造過程中產(chǎn)生的污水，可以運(yùn)輸?shù)轿鬯幚韽S進(jìn)行集中處理，也可以采用凈化裝置進(jìn)行凈化后排放，避免污水直接排放破壞生態(tài)環(huán)境。第六，固體廢棄物污染。針對建筑物建造過程中產(chǎn)生的固體廢棄物，應(yīng)在施工現(xiàn)場劃分出一個空間進(jìn)行集中保存，并積極回收利用，以減少固體廢棄物污染，達(dá)到節(jié)約資源的目的。

4 結(jié)語

通過研究綠色環(huán)保理念在建筑中的運(yùn)用可以看出，建筑設(shè)計(jì)應(yīng)從建筑選址設(shè)計(jì)、建筑朝向設(shè)計(jì)、建筑門窗設(shè)計(jì)、建筑屋面設(shè)計(jì)、建筑各系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建筑綠化設(shè)計(jì)及污染防控設(shè)計(jì)等方面入手，降低建筑工程建設(shè)過程中的能源消耗與環(huán)境污染，在建筑全壽命周期內(nèi)，實(shí)現(xiàn)各種污染物排放量的最小化，促進(jìn)建筑行業(yè)與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。