綠色建筑設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)方法研究

李婷婷，朱永亮，高 陽

（商丘工學(xué)院，河南 商丘 476000）

綠色建筑設(shè)計(jì)的“綠色”并非是傳統(tǒng)意義上的綠化設(shè)計(jì)，當(dāng)然也包含優(yōu)化園區(qū)生態(tài)綠化設(shè)計(jì)的一部分，其本質(zhì)概念是在房屋設(shè)計(jì)、建設(shè)的時(shí)候要盡量弱化對于環(huán)境的危害，能夠充分地利用環(huán)境中的各種資源，在保證生態(tài)資源整體平衡的基礎(chǔ)之上進(jìn)行建筑的設(shè)計(jì)和建造[1]。綠色建筑也并不是僅僅在某一個(gè)時(shí)期的綠色建筑，而是要貫穿于設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營期間整個(gè)全壽命周期的，同樣在追求綠色設(shè)計(jì)理念的時(shí)候還要考慮到實(shí)際的情況，不要過度地追求某一方面的綠色設(shè)計(jì)，導(dǎo)致其他方面的支出增加。而且每一個(gè)建筑需要結(jié)合本建筑的具體結(jié)構(gòu)特征、使用需求和建設(shè)地的用途，合理規(guī)劃綠色建設(shè)，直接照搬其他的方案未必能夠適用，設(shè)計(jì)人員要本著回歸自然、迎合新時(shí)代的綠色建設(shè)、推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展的理念進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)整體的優(yōu)化[2]。

1 實(shí)現(xiàn)綠色建筑設(shè)計(jì)的意義

綠色建筑是現(xiàn)階段建設(shè)工程設(shè)計(jì)行業(yè)較為前沿的一個(gè)設(shè)計(jì)理念，能夠使建筑的設(shè)計(jì)施工以及后期的運(yùn)營維護(hù)期間符合綠色發(fā)展的特征，減少建筑投入使用之后的能源消耗，提高各項(xiàng)資源的利用率，同時(shí)進(jìn)一步保證建設(shè)工程的質(zhì)量。無論是現(xiàn)在的民用建筑還是公共建筑的設(shè)計(jì)，都在一定程度上落實(shí)綠色建筑設(shè)計(jì)的理念，將越來越多的節(jié)能環(huán)保措施落實(shí)在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，進(jìn)一步推動(dòng)建筑設(shè)計(jì)和施工的自然和諧性，提高建筑物整體的宜居性，突出設(shè)計(jì)特色[3]。但在優(yōu)化綠色節(jié)能設(shè)施的時(shí)候也要考慮到務(wù)實(shí)性的原則，比如在我國北方地區(qū)有些建筑設(shè)計(jì)的時(shí)候，也會(huì)在建筑的樓頂安裝太陽能熱水器設(shè)備，雖然夏季確實(shí)能夠產(chǎn)生大量的熱水，滿足我們的日常生活需求，但冬季熱水器幾乎沒法用，而且若是白天排水不到位的話，還可能會(huì)導(dǎo)致凍壞，增加后期的維護(hù)成本。

綠色建筑在設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)從本質(zhì)上重視追求人與自然的和諧共處，因此也就盡可能地減少建筑在建設(shè)及運(yùn)營期間對于環(huán)境的破壞，比如可以優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，擴(kuò)大建筑的自然采風(fēng)，減少對于空調(diào)和通風(fēng)系統(tǒng)的使用量；優(yōu)化建筑窗戶或采光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，減少對于照明系統(tǒng)的使用量；優(yōu)化建筑物的保暖系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對溫控系統(tǒng)的節(jié)能。因此能源節(jié)約是推動(dòng)生態(tài)科學(xué)發(fā)展的一個(gè)重要措施[4]。

2 綠色建筑的設(shè)計(jì)原則

2.1 節(jié)能、環(huán)保的原則

節(jié)能、環(huán)保是綠色建筑設(shè)計(jì)中的一個(gè)本質(zhì)原則，也是綠色建筑設(shè)計(jì)的一個(gè)核心目標(biāo)。節(jié)能的本質(zhì)是指在建設(shè)和使用過程中盡可能地減少對外界能源的消耗，比如說充分考慮到外界的日照和通風(fēng)等因素，優(yōu)化建筑的布局規(guī)劃，減少對傳統(tǒng)能源的消耗，通過自然排風(fēng)或日照滿足通風(fēng)及光照的需求，達(dá)到節(jié)能的目的，節(jié)能目標(biāo)的完成則意味著可以減少碳排放，減少周圍生態(tài)垃圾的產(chǎn)生。環(huán)保的重點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)在設(shè)計(jì)和建設(shè)及使用過程中盡可能地弱化對周圍自然環(huán)境的影響，實(shí)現(xiàn)建設(shè)工程與人的和諧共處。比如在建設(shè)工程設(shè)計(jì)和建設(shè)過程中盡量使用一些綠色材質(zhì)或不會(huì)對生態(tài)環(huán)境造成大污染的原料。優(yōu)化建筑的結(jié)構(gòu)體系，比如通過裝配式設(shè)計(jì)來減少現(xiàn)場施工的作業(yè)量，減少顆粒污染物或者其他污染物的產(chǎn)生。充分考慮到建筑與周圍生態(tài)的關(guān)系，強(qiáng)化建筑小區(qū)內(nèi)的綠化種植，在提高建筑小區(qū)綠化面積的同時(shí)凈化空氣。盡可能淘汰一些傳統(tǒng)落后的施工工藝，采用先進(jìn)的施工工藝滿足施工的需求，通過使用環(huán)保型材料減少資源的浪費(fèi)和環(huán)境污染。

2.2 資源和能源的利用高效性原則

提高對資源和能源的利用效率也是實(shí)現(xiàn)建筑綠色發(fā)展的一個(gè)重要方式，現(xiàn)階段的綠色建筑物普遍提高了對建筑物自身能源的利用率，從而減少對外來能源的收入使用。比如建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以與太陽能、雨水收集、風(fēng)能等相關(guān)系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合在一起，提高對傳統(tǒng)自然環(huán)境中的資源利用率[5]。比如可以在建筑物的向陽面增加太陽能發(fā)電系統(tǒng)，可以將所獲得的電能用于建筑物的內(nèi)部照明，可以設(shè)計(jì)本小區(qū)的雨水收集系統(tǒng)，將雨水收集、沉淀、過濾之后儲(chǔ)存在特定的池子內(nèi)，可以用作小區(qū)內(nèi)部的綠化澆水或平時(shí)小區(qū)內(nèi)部的灑水儲(chǔ)存，減少對于市政水源的消耗，還可以在一定程度上降低市政排水系統(tǒng)的壓力，迎合海綿城市的發(fā)展理念?？梢栽诮ㄖ镯敳堪惭b風(fēng)帽，通過風(fēng)能來實(shí)現(xiàn)對建筑內(nèi)部的通氣需求[6]。

2.3 宜居性的原則

綠色建筑在追求節(jié)能環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能的同時(shí)也要滿足人們的居住需求。隨著時(shí)代的發(fā)展，現(xiàn)階段人們對建筑物的功能要求已經(jīng)不僅僅是滿足居住和使用的剛需，而是要求建筑物在滿足居住功能的需求之下更加舒適和智能化，安全性更高，日常生活更加便利。因此，易居性也是綠色環(huán)保設(shè)計(jì)中的一個(gè)基本原則，優(yōu)化建筑周邊的園林設(shè)計(jì)可以使整個(gè)建筑物的舒適性進(jìn)一步提升，而需要注意的是，在活動(dòng)空間和居住空間上需進(jìn)一步地優(yōu)化，提高建筑內(nèi)部空間的利用效率，提高整體的美觀性和實(shí)用性，創(chuàng)造優(yōu)質(zhì)的居住和生活空間[7]。

2.4 經(jīng)濟(jì)性原則

經(jīng)濟(jì)性原則指的是設(shè)計(jì)人員在追求綠色節(jié)能環(huán)保的同時(shí)要進(jìn)一步地控制建設(shè)成本的投入，提升設(shè)計(jì)方案的可行性。通過制定多個(gè)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行對比，最終選擇最合適的。有些設(shè)計(jì)人員只是注重對綠色節(jié)能和功能性的設(shè)計(jì)，在房屋建設(shè)過程中盲目附加了很多的綠色節(jié)能設(shè)備，導(dǎo)致建設(shè)工程的建筑成本直接上漲，增加了項(xiàng)目落實(shí)的難度。因此，設(shè)計(jì)人員在綠色節(jié)能設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)本著務(wù)實(shí)的原則，從多個(gè)角度出發(fā)，確保設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)性和可持續(xù)性。

3 節(jié)能理念在設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用研究

3.1 進(jìn)行平面設(shè)計(jì)優(yōu)化

在建筑總平面布局設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)結(jié)合具體的地形特點(diǎn)以及地質(zhì)勘探資料進(jìn)行全面優(yōu)化設(shè)計(jì)，做到節(jié)約用地，提高每一寸土地的利用率。在平面設(shè)計(jì)工作上結(jié)合項(xiàng)目的設(shè)計(jì)目標(biāo)以及地形特征進(jìn)行設(shè)計(jì)，盡可能地減少對于原地質(zhì)結(jié)構(gòu)的破壞，加大對于生態(tài)的保護(hù)，突出項(xiàng)目建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性和生態(tài)性。

比如當(dāng)規(guī)劃使用土地為坡地的時(shí)候，需要進(jìn)行必要的地下室建設(shè)時(shí)，可以結(jié)合具體的地形特征設(shè)計(jì)為半地下車庫。在做好建設(shè)工程高程控制的同時(shí)有效地減少項(xiàng)目建設(shè)過程中的土方開發(fā)量。為了進(jìn)一步提高建設(shè)工程的應(yīng)用價(jià)值以及綠色設(shè)計(jì)特征，在條件允許的情況下應(yīng)進(jìn)一步提高整個(gè)建筑物的容積率，保障該區(qū)土地資源的利用率。

3.2 結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行綠色節(jié)能設(shè)計(jì)

首先，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合本地區(qū)的特征，充分落實(shí)節(jié)能的理念。比如根據(jù)建設(shè)工程項(xiàng)目所在地的氣候特征合理地規(guī)劃建筑群體的朝向和數(shù)量，并從多個(gè)角度分析不同建筑物結(jié)構(gòu)之間可能產(chǎn)生的影響。比如在我國某地區(qū)夏季的風(fēng)向主要為西南風(fēng)，夏季的時(shí)候本地區(qū)又相對較熱，在建筑通風(fēng)朝向設(shè)計(jì)的時(shí)候盡可能是偏向于西南部，利用建筑整體的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)，通過大氣流通降低建筑公共區(qū)域的溫度，我國不同區(qū)域的風(fēng)向特征又是不一樣的，因此需要結(jié)合具體的情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。

其次，加大對于自然水資源的收集，因?yàn)轫?xiàng)目在設(shè)計(jì)的時(shí)候，除了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之外還包括綠化設(shè)計(jì)。后期綠化的運(yùn)行維護(hù)必然需要用到大量的水資源，為了減少對于市政水資源的利用，可以結(jié)合具體的情況將整個(gè)建筑小區(qū)的水資源進(jìn)行統(tǒng)一的回收，經(jīng)過處理之后的雨水沉淀之后可以用作園林植物的種植澆灌以及園區(qū)的日常灑水降溫，這一點(diǎn)也符合海綿城市的發(fā)展要求，這也就需要結(jié)合項(xiàng)目所在地的地形合理設(shè)計(jì)雨水收集方式以及儲(chǔ)水池的位置。同時(shí)也要注重對小區(qū)內(nèi)部的舒適化設(shè)計(jì)，為居民提供一個(gè)舒適的日常生活環(huán)境，通過科學(xué)的措施，盡可能地減少熱島效應(yīng)的力度。

3.3 對單體建筑內(nèi)部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化

單體建筑結(jié)構(gòu)指的是針對某一個(gè)獨(dú)立的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言的，因?yàn)槊恳粋€(gè)建筑結(jié)構(gòu)受制于其所建設(shè)的位置以及周邊建筑的分布在進(jìn)行綠色節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)所需要落實(shí)的注意事項(xiàng)。比如為保障必要的通過效果，在樓體設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)針對季風(fēng)風(fēng)向的主要分布合理地設(shè)置房屋的空間位置，保證不同建筑物每天有足夠的日照時(shí)長。因?yàn)樵谖覈煌貐^(qū)的維度不同，建筑項(xiàng)目每天所受到的日照時(shí)間和光照強(qiáng)度也存在著較大的差異，居民每天所需要的采光需求也不同。尤其當(dāng)季節(jié)發(fā)生變化時(shí)，采光面積過大反而會(huì)成為導(dǎo)致建筑耗能增加的一個(gè)主要因素，比如說我國南方地區(qū)，如果盲目地增大采光面積，會(huì)導(dǎo)致房間內(nèi)部形成蒸籠效應(yīng)，從而增加空調(diào)的使用費(fèi)用和碳排放。不過也可以結(jié)合具體的情況使用Low-E 中空玻璃，在保證必要光照的情況下減少熱量交換，提高建筑物舒適度的同時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

3.4 優(yōu)化門窗結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計(jì)

在整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)中，門窗結(jié)構(gòu)主要是用于采光和通風(fēng)的，應(yīng)結(jié)合建設(shè)工程節(jié)能和采購的需要合理設(shè)計(jì)門窗的位置以及大小，同樣還要符合我國相關(guān)的建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，比如說對于幼兒園或小學(xué)所涉及的建筑，每天的采光量要不小于3 個(gè)小時(shí)，而對于養(yǎng)老院，病房等建筑，每天的采光量要不小于4 個(gè)小時(shí)。同時(shí)為了保證建筑物整體的舒適性和預(yù)期性，窗戶的設(shè)計(jì)除了滿足采光通風(fēng)之外，要盡可能地為房間打開一個(gè)開闊的視野，方便居住人員直接向外部眺望。

3.5 選擇合適的環(huán)保材料

環(huán)保材料的選擇是落實(shí)綠色節(jié)能設(shè)計(jì)的一個(gè)核心要素，環(huán)保材料的定義包含兩方面：一是該材料在生產(chǎn)使用和制造過程中并不會(huì)對環(huán)境造成太大的污染，符合我國低碳環(huán)保以及可持續(xù)發(fā)展的相關(guān)要求。二是在建設(shè)過程中該材料可以循環(huán)使用，達(dá)到整體節(jié)約的目的。其實(shí)對于民用建筑和公共建筑而言，在外形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候沒必要在建筑外部增加過多華麗的裝飾。比如有些建筑物的主體結(jié)構(gòu)外要掛上大理石，大理石上還要鑲嵌上各種裝飾彩條，彩條旁邊還要加上燈帶。雖然看起來非常好看，但卻導(dǎo)致了建設(shè)材料的浪費(fèi)以及后期投入使用之后的電能浪費(fèi)。其實(shí)建筑外觀結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)沒必要過度地去追求一些外在形式，而是需要與當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境特征相結(jié)合，通過樸素大方的設(shè)計(jì)風(fēng)格，也能提高建筑物整體的美觀性，一方面可以減少建設(shè)階段各種建設(shè)材料的使用，另一方面還可以減少后期建設(shè)工程的維護(hù)和管理成本。

有些建筑物在公共區(qū)還會(huì)使用到大量的油漆，雖然現(xiàn)階段有些油漆也是可降解的，但在生產(chǎn)過程中還是會(huì)對環(huán)境造成一定的負(fù)面影響，其實(shí)對于建設(shè)工程中一些附屬設(shè)施進(jìn)行建設(shè)的時(shí)候，可以通過木質(zhì)材料、石料等自然材料合理搭配，使附屬設(shè)施與周圍的環(huán)境有機(jī)地融合起來，既保證必要的氛圍，又可以減少各種化工油漆的使用。

3.6 注重建筑小區(qū)的綠色布局

有一些民用建筑在設(shè)計(jì)的時(shí)候只是注重對主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，并不注重對于附屬結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，或者只是注重一些大方向上的節(jié)能，但是對于一些區(qū)域上的節(jié)能重視力度不夠。比如可以在小區(qū)地面適當(dāng)?shù)卦黾泳G化面積，在條件允許的情況下開展小公園，為居民提供日常公共休息區(qū)。夏天太炎熱的時(shí)候，如果大家有地方散步透風(fēng)，就可以在一定程度上減少空調(diào)的使用。同樣也可以適當(dāng)?shù)囟喾N植一些植物，盡可能地減少外界高溫對小區(qū)居民的生活產(chǎn)生的不利影響。而且必要的植被建筑對弱化小區(qū)所產(chǎn)生的噪聲和過濾空氣也起著不可代替的作用。

4 結(jié)語

綠色建筑是我國未來建筑行業(yè)發(fā)展的一個(gè)大方向，在綠色建筑設(shè)計(jì)的時(shí)候，要從節(jié)能、環(huán)保、高效、宜居經(jīng)濟(jì)性等多方面進(jìn)行落實(shí)，采用一些先進(jìn)的理念和設(shè)計(jì)體系優(yōu)化建筑整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。在建筑選址設(shè)計(jì)、環(huán)保材料選擇、房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及綠化景觀設(shè)計(jì)等方面融入綠色建筑設(shè)計(jì)理念，能夠更好地保證建筑質(zhì)量。綠色建筑設(shè)計(jì)理念在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用正在逐漸增多，通過綠色建筑理念設(shè)計(jì)的融入不僅能夠保證建筑設(shè)計(jì)本身的藝術(shù)性和實(shí)用性，也可以進(jìn)一步提升建筑節(jié)能環(huán)保效果，有利于促進(jìn)建筑行業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步。