現(xiàn)代建筑設(shè)計中對綠色建筑設(shè)計理念的應(yīng)用與實踐

王 悅

天津市寰筑宇通建筑設(shè)計有限公司 天津 300000

自工業(yè)化時代的到來，再到城市化建設(shè)在全球范圍內(nèi)的興起，人們的物質(zhì)生產(chǎn)、生活條件確實發(fā)生了很大的改變，生產(chǎn)力和生活水平越來越高。但與此同時，伴隨而來的是嚴重的自然生態(tài)環(huán)境問題，能源被過度消耗，環(huán)境污染嚴重，危及到了人類社會的可持續(xù)發(fā)展，引起了人類的深刻反思和警戒[1]。在這樣的背景下，國內(nèi)外各行各業(yè)都開始朝向綠色、生態(tài)、環(huán)保的方向轉(zhuǎn)型，如在建筑設(shè)計領(lǐng)域當(dāng)中，便出現(xiàn)了綠色建筑設(shè)計理念。就現(xiàn)代建筑設(shè)計來說，應(yīng)當(dāng)將綠色建筑設(shè)計理念的應(yīng)用作為一項關(guān)鍵課題，積極加強研究、探討與實踐，一方面要客觀、深入的認識到綠色建筑設(shè)計理念的含義和重要性，準確把握綠色建筑設(shè)計理念的基本原則，另一方面更要科學(xué)、合理的設(shè)計手段，切實的體現(xiàn)出綠色建筑設(shè)計理念，實現(xiàn)人類建筑需求與自然生態(tài)環(huán)境的和諧與統(tǒng)一。

1 綠色建筑設(shè)計理念的含義和重要性

1.1 綠色建筑設(shè)計理念的含義

傳統(tǒng)的建筑設(shè)計，主要考慮的是建筑的實用功能以及其外在的造型和美觀等，很少會考慮到建筑與自然生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系，這就在一定程度上造成了建筑建設(shè)、使用與自然生態(tài)環(huán)境之間的矛盾。尤其是在城市化的建設(shè)進程下，建筑數(shù)量、密度增加，建筑廢料、建筑能耗更是大增，再加之對周圍原生環(huán)境的改變與破壞，以及建筑污染物排放等等，都給自然生態(tài)環(huán)境帶來了巨大的壓力[2]。綠色建筑設(shè)計理念與傳統(tǒng)建筑設(shè)計的最大不同，在于其兼顧人們對建筑的功能和美觀需求，以及綠色自然的生態(tài)環(huán)保需求。其目標是在建筑的全壽命期內(nèi)，減少建筑建設(shè)、使用對資源、能源的消耗，最大限度維持原生環(huán)境，降低建筑環(huán)境污染，使建筑能夠最大限度實現(xiàn)人與自然和諧共生。

1.2 綠色建筑設(shè)計理念的重要性

1.2.1 優(yōu)化建筑能源的分配和使用

建筑是能耗大戶，其對能源的消耗已經(jīng)占到整個社會能源消耗的近一半，而我國現(xiàn)階段的主要能源依然為煤炭火力發(fā)電，所以建筑能耗無疑對我國的自然資源帶來了很大的壓力，并且間接增加了環(huán)境污染[3]。綠色建筑設(shè)計理念相當(dāng)重視對建筑能耗的控制，主張通過對照明、隔熱、保溫以及通風(fēng)等條件的改進和優(yōu)化，來降低建筑對能源的消耗，同時倡導(dǎo)使用可再生、無污染能源，以優(yōu)化建筑能源的分配和使用，進而減輕我國自然資源壓力及環(huán)境污染。

1.2.2 促進可回收材料的建筑利用

工業(yè)革命之后，建筑材料也突飛猛進的發(fā)展，為建筑的設(shè)計和建設(shè)施工提供了更多的可能性，但不可忽視的一個問題是，各種傳統(tǒng)的建筑材料在建設(shè)過程中很容易產(chǎn)生各種廢料，這些廢料難以處理，于是便成為了對自然生態(tài)環(huán)境的污染物。綠色建筑設(shè)計理念主張使用綠色建材，這些綠色建材很多是可回收材料加工而成，或是在加工過程中對能耗與污染進行了嚴格的控制，這就在很大程度上避免了各種廢料對環(huán)境造成的污染。而且綠色建材具有更理想的綜合性能，有助于減少和控制建筑能耗。

1.2.3 最大限度保護周圍原生環(huán)境

建筑和屬于是人造物，目的是滿足人類的活動需求，而人類的一切活動又都會改變原生的自然生環(huán)境條件。尤其是在城市建筑的設(shè)計中，既往通常都會對周圍原生環(huán)境進行徹底的改造，這雖然滿足了建筑設(shè)計的需求，但是卻破壞了區(qū)域生態(tài)[4]。綠色建筑設(shè)計理念主張建筑和人類活動與自然和諧共處，盡量減少對原生環(huán)境的改造，而是由建筑和人去主動的融入與適應(yīng)周圍原生環(huán)境，這不僅可以降低建筑的建設(shè)成本，同時還能夠最大限度保護周圍原生環(huán)境，改善區(qū)域生態(tài)。

1.2.4 減少建筑環(huán)境污染物的排放

現(xiàn)代建筑除了能耗高之外，污染排放量也相當(dāng)巨大，這對自然生態(tài)環(huán)境造成了直接的污染，如各種垃圾、廢氣、廢水等等，這些污染物一旦被排放到外部自然環(huán)境中，便會造成長期性的環(huán)境污染問題，難以徹底治理。綠色建筑設(shè)計理念主張通過各種技術(shù)手段，減少建筑污染物的產(chǎn)生，或是對建筑污染物進行現(xiàn)場治理、循環(huán)利用，從而達到減少建筑環(huán)境污染物排放的效果和目的。

2 綠色建筑設(shè)計理念的基本原則

2.1 因地制宜

綠色建筑設(shè)計理念的基本原則之一，是要做到因地制宜，如要根據(jù)所在地的氣候、地形、地貌以及周圍原生環(huán)境乃至地方文化等，對建筑進行設(shè)計。使建筑能夠從各方面，有機融入地方自然和人文環(huán)境，避免對原生環(huán)境的過度改造。

2.2 節(jié)能減排

綠色建筑設(shè)計理念的第二個原則，是要在考慮建筑功能、空間等方面的需求的同時，兼顧對建筑能耗的控制，如通過對自然條件的利用，或是對可再生、無污染能源的利用等，來降低能源消耗。同時通過對廢棄物的治理、重復(fù)利用等，來減少污染排放。

2.3 以人為本

綠色建筑設(shè)計理念的第三個原則，是要做大以人為本，雖然前文大量的論述了綠色建筑設(shè)計理念對自然生態(tài)環(huán)境的關(guān)照，但事實上綠色建筑設(shè)計理念也同樣注重人的主體地位，致力于滿足人對建筑的功能和審美等需求，為人的生活提供便捷，提高人居環(huán)境質(zhì)量，使人能夠與自然和諧共處。

3 綠色建筑設(shè)計理念在現(xiàn)代建筑設(shè)計中的應(yīng)用與實踐

3.1 基于綠色建筑設(shè)計理念的規(guī)劃布局和整體設(shè)計

為了在現(xiàn)代建筑設(shè)計中，充分的應(yīng)用和體現(xiàn)綠色建筑設(shè)計理念，首先是應(yīng)當(dāng)從宏觀角度出發(fā)，對建筑的規(guī)劃布局和整體設(shè)計進行優(yōu)化。如在對建筑進行規(guī)劃布局時，應(yīng)爭取對夏季主導(dǎo)風(fēng)向的利用，盡量防止冬季主導(dǎo)風(fēng)向的影響，同時還要在光照、防曬、通風(fēng)、保溫等方面，控制好布局，盡量為建筑創(chuàng)造良好的布局條件；再者，需要在設(shè)計中控制好建筑的體形系數(shù)，及建筑物跟室外大氣接觸的面積F0(M2)和包圍體積V0(M3)的比值，系數(shù)越小，在相同條件下，其能耗也就更低。而在對建筑進行整體設(shè)計時，則需要考慮建筑的選址、朝向以及外部環(huán)境等因素，這些因素都會對建筑今后的能耗產(chǎn)生影響。建筑設(shè)計選址方面，應(yīng)當(dāng)對地形、地質(zhì)條件、氣候條件等作出綜合的考量，一方面要盡量減少對自然環(huán)境的破壞，另一方面要盡量確保建筑建成后的自然舒適性[5]。在朝向的設(shè)計上，最好能夠做到冬季最大限度接受陽光，減少冷風(fēng)，夏季通風(fēng)良好，少受日照。當(dāng)然，在實際的設(shè)計中這樣的效果難以完全達到，這就需要根據(jù)實際情況，選擇一個平衡點；外部環(huán)境設(shè)計方面，應(yīng)當(dāng)重視的是建筑周圍的微氣候環(huán)境特征，適當(dāng)?shù)脑黾泳G化，或是建設(shè)人工湖，這都可以改善建筑周圍的氣候條件。通過以上的措施，能夠為建筑創(chuàng)造一個更舒適的環(huán)境條件，避免今后長時間使用過多的能耗來改善環(huán)境條件，達到節(jié)能的目的。

3.2 基于綠色建筑設(shè)計理念的圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計

在現(xiàn)代建筑的設(shè)計中，圍護結(jié)構(gòu)是非常關(guān)鍵和重要的組成部分，其對建筑的能耗具有相當(dāng)大的影響，如墻體、屋頂以及門窗等，都是設(shè)計時需要考慮的重點。為了應(yīng)用和體現(xiàn)綠色建筑設(shè)計理念，在墻體的設(shè)計方面，可以應(yīng)用復(fù)合墻體節(jié)能技術(shù)，其原理是采用巖棉、玻璃棉、聚氨酯泡沫、聚苯乙烯和聚乙烯塑料新型高效保溫材料及復(fù)合墻體，降低墻體傳熱系數(shù)。通常分為兩種內(nèi)保溫技術(shù)和外保溫技術(shù)。外墻外保溫技術(shù)廣泛應(yīng)用于保溫節(jié)能技術(shù)的建筑，與內(nèi)保溫相比，具有明顯的優(yōu)勢和效果更為明顯，與外部絕緣層是位于外的主要結(jié)構(gòu)，保護和減少了建筑結(jié)構(gòu)的熱橋的主要結(jié)構(gòu)，增加建筑的有效空間，提高居住的舒適度。外門窗不僅太陽輻射的得熱部件，還是主要的失熱部件，傳熱系數(shù)約為墻體的三倍到四倍，因此，合理確定窗墻面積比是節(jié)能的重要措施之一。外門窗的設(shè)計除了要滿足自然通風(fēng)外，設(shè)計中應(yīng)強調(diào)的是，世界之窗的四個角落是不同的，不同的功能窗是不同的。設(shè)置窗口位置，應(yīng)提高窗戶、門窗配件的密封性能，提高窗框的保溫性能，減少窗框的外露面積，具有良好的隔熱玻璃。在屋頂?shù)脑O(shè)計上，需要對所用材料的性能進行全面考量，如材料的防水性、耐腐蝕性、導(dǎo)熱系數(shù)等等。當(dāng)前瀝青珍珠巖板是一種較為理想的屋頂建筑材料，其具有較好的保溫、隔溫性能。不過在實際的設(shè)計中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際情況，多增設(shè)一層保溫層，以進一步增強和確保屋頂?shù)谋?、隔溫性能[6]。

3.3 基于綠色建筑設(shè)計理念的綠化設(shè)計

綠化已經(jīng)成為了現(xiàn)代建筑設(shè)計中不可或缺的重要組成部分，其能夠改善人居環(huán)境條件，改善人們的生活居住水平。不過，既往的建筑綠化設(shè)計缺少有機性，和周圍的自然環(huán)境沒有生態(tài)上的關(guān)聯(lián)，往往是改造了原生環(huán)境之后，再進行人為的設(shè)計與建設(shè)、施工，呈碎片化的分布，而且并不一定能夠適應(yīng)和融入地方區(qū)域生態(tài)。在綠色建筑設(shè)計理念下，現(xiàn)代建筑的綠化設(shè)計應(yīng)當(dāng)盡量依附于原生環(huán)境，如可以將原生的植物、水體、濕地等保留起來，對其稍加修整、改造，即可成為建筑綠化。這一來是可以使得人居環(huán)境最大限度的回歸自然，二來是可以降低綠化建設(shè)成本，更重要的是，原生環(huán)境綠化與地方生態(tài)完全有機融合，是區(qū)域生態(tài)的關(guān)鍵一環(huán)，將其保留、利用起來，對保護地方動植物物種多樣性意義重大。至于綠化用水，可以考慮對建筑廢水進行現(xiàn)場處理，去除污染物之后再用于植物灌溉，還可以利用濕地，來對經(jīng)過處理的廢水進行再次自然凈化[7]。

3.4 基于綠色建筑設(shè)計理念的建筑能源設(shè)計

在綠色建筑設(shè)計理念下，對建筑能源的設(shè)計必須要達到節(jié)能減排的要求。通過建筑規(guī)劃布局和整體設(shè)計的優(yōu)化，以及對建筑圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計的改進，能夠在一定程度上減少建筑能源消耗，不過建筑對能源的消耗依然巨大。在這樣的情況下，便需要考慮增加建筑對無污染、可再生能源的使用。太陽能是最適宜的一種自然能源，為此在建筑的設(shè)計過程當(dāng)中，可以將對太陽能的使用考慮進去，做出整體的規(guī)劃，使太陽能可以和建筑真正的融為一體，滲透進建筑能耗體系。如可以利用太陽能來直接發(fā)電，通過光伏電池板吸收太陽能，然后將之轉(zhuǎn)換為電能，用于建筑樓道、通道的照明。也可以借助太陽能設(shè)置建筑熱水供應(yīng)系統(tǒng)，滿足建筑日常的熱水使用需求，盡量減少由于水資源加熱所致的能源消耗。除此之外，風(fēng)能、地?zé)崮堋⒗紵l(fā)電等，也均可作為設(shè)計考慮，根據(jù)地方的實際條件進行合理應(yīng)用。

3.5 基于綠色建筑設(shè)計理念的建筑材料設(shè)計

最后，在基于綠色建筑設(shè)計理念的現(xiàn)代建筑設(shè)計中，應(yīng)對建筑材料進行科學(xué)、合理的選擇。在經(jīng)濟性、實用性滿足客觀條件的情況下，應(yīng)優(yōu)先選擇綠色建筑材料[8]。在前文當(dāng)中已經(jīng)介紹過，綠色建筑材料多由回收的廢料制成，而且生產(chǎn)過程也較為環(huán)保，綜合性能理想。目前較為常用的綠色建筑材料包括綠色墻體材料、綠色玻璃材料、綠色生態(tài)水泥材料、綠色管道材料等等。如綠色生態(tài)水泥材料是以水溝、地溝污泥以及垃圾焚燒灰等作為主要原料，燒結(jié)成粉末而形成的水硬性膠凝材料，這就在很大程度上減少了環(huán)境污染，并且其作為建筑材料的屬性非常優(yōu)異，具有很高的強度，完全滿足現(xiàn)代建筑的設(shè)計、建設(shè)要求。

4 結(jié)論

在現(xiàn)代建筑設(shè)計中，綠色建筑設(shè)計理念具有突出的重要性，其能幫助優(yōu)化建筑能源的分配和使用、促進可回收材料的建筑利用、最大限度保護周圍原生環(huán)境、減少建筑環(huán)境污染物的排放。在基于綠色建筑設(shè)計理念的建筑設(shè)計實踐中，應(yīng)遵循因地制宜、節(jié)能減排、以人為本的基本原則。并重點從建筑規(guī)劃布局和整體設(shè)計、圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計、綠化設(shè)計、建筑能源設(shè)計、建筑材料設(shè)計等方面，來體現(xiàn)綠色建筑設(shè)計理念。實現(xiàn)人類建筑需求與自然生態(tài)環(huán)境的和諧與統(tǒng)一，保障與促進建筑行業(yè)，乃至人類社會的可持續(xù)發(fā)展。