建筑設(shè)計(jì)中綠色建筑技術(shù)優(yōu)化結(jié)合方法分析

張文凱

惠州市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司 廣東 惠州 516000

引言

隨著綠色環(huán)保理念的逐步發(fā)展，人們?cè)谌粘Ｉ?、居住中也更關(guān)注對(duì)能源的高效利用，有效兼顧了降低生活成本和資源節(jié)約的需求。綠色建筑技術(shù)目前主要集中在建筑的水、電、暖等方面，具體的節(jié)能原理和應(yīng)用條件存在一定差異，在實(shí)踐應(yīng)用過程中需要設(shè)計(jì)人員人展開充分的需求分析，確保綠色建筑技術(shù)能夠和建筑設(shè)計(jì)之間展開充分的優(yōu)化結(jié)合。綠色建筑技術(shù)的革新和應(yīng)用經(jīng)歷了較長(zhǎng)時(shí)間的歷程，綜合考慮不同的應(yīng)用環(huán)境和居住需求，更有利于推動(dòng)該技術(shù)的現(xiàn)代化發(fā)展。

1 綠色建筑技術(shù)的基本原則

1.1 美觀性原則

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的背景之下，建筑體的設(shè)計(jì)不僅需要滿足基本的居住功能，還需要考慮到其美觀性的特點(diǎn)，按照整體美觀的原則展開設(shè)計(jì)，也能夠進(jìn)一步提升建筑與周邊城市環(huán)境的融合度。在綠色環(huán)保的理念下，許多建筑結(jié)構(gòu)的外觀多采用具有藝術(shù)感、設(shè)計(jì)感的造型，搭配不同材質(zhì)的建材來提升建筑的審美特點(diǎn)。如玻璃幕墻形成的明亮化建筑、立體綠化建設(shè)下的綠色建筑等，這類美觀性的基本設(shè)計(jì)原則有效體現(xiàn)出了人與自然和諧發(fā)現(xiàn)的基本特點(diǎn)，也賦予了建筑體更多的發(fā)展方向，從復(fù)雜的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)楦雍?jiǎn)約時(shí)尚的建筑體。

1.2 適宜性原則

適宜性原則的內(nèi)涵包括兩方面，即建筑體對(duì)環(huán)境的適應(yīng)和居住者對(duì)建筑體的適應(yīng)，為設(shè)計(jì)人員提供了良好的工作思路。在一些建筑的周邊自然環(huán)境較好的地區(qū)，在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)可將其打造為田園式、森林式的小區(qū)，充分利用了自然景觀來提高其綠化覆蓋率，減少了對(duì)自然環(huán)境的破壞，達(dá)到了人與自然和諧相處的目的。另外，從以人為本的需求性來考慮，根據(jù)居住者年齡特點(diǎn)、喜好差異展開建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，更好地發(fā)揮出了人性化的優(yōu)勢(shì)。如在老齡化社區(qū)中需要增加適宜輪椅通行的區(qū)域，減少臺(tái)階數(shù)量，打造適老宜居的良好環(huán)境，為其提供便捷的居住條件，不斷提升建筑體設(shè)計(jì)的適宜性。

1.3 環(huán)保性原則

綠色建筑中對(duì)能耗資源的高效利用遵循了環(huán)保性的基本原則，包括在建材應(yīng)用時(shí)的回收利用、建筑體供能中得循環(huán)再生等，是兼顧生態(tài)環(huán)境與建筑需求的重要手段之一，在建筑設(shè)計(jì)、應(yīng)用的多個(gè)方面都有靈活運(yùn)用，對(duì)設(shè)計(jì)人員的專業(yè)水平和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)有一定的依賴性，必須結(jié)合使其合理選擇才能發(fā)揮出最大的環(huán)保價(jià)值。另外，在綠色建筑的施工建設(shè)過程中也可按照少量化的特點(diǎn)來進(jìn)行成本與能耗的節(jié)約，減少一些復(fù)雜的工程環(huán)節(jié)，如裝配式工程技術(shù)等，在建材用量和總工程量上都有較好的降低，在施工過程中產(chǎn)生的建筑垃圾和粉塵污染等問題較少，已經(jīng)成為目前指導(dǎo)建筑工程建設(shè)的重要要求之一。

2 綠色建筑技術(shù)的原理及應(yīng)用

綠色建筑技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)、施工建設(shè)等多方面都具有重要指導(dǎo)、參考價(jià)值，如圖1所示，這些技術(shù)對(duì)建筑中的門窗、供水、暖通、用電等工程環(huán)節(jié)都會(huì)產(chǎn)生影響。

圖1 綠色建筑技術(shù)的應(yīng)用方向

2.1 水資源的循環(huán)

盡管我國(guó)的水資源儲(chǔ)藏量較大，但在人均分配的數(shù)量上仍然占有率偏低，且由于南北地區(qū)的水資源分布差異較大，在建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)過程中，必須考慮到對(duì)水資源的循環(huán)再利用，盡可能減少不必要的損耗與浪費(fèi)。在建筑內(nèi)部增加水資源的存儲(chǔ)、凈化、循環(huán)裝置可以更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源的利用，包括凈化雨水、凈化中水等可用建筑內(nèi)部的于沖洗、灌溉或觀賞應(yīng)用等，在保障居住者擁有高品質(zhì)飲用水質(zhì)的同時(shí)，使這些凈化后的中水資源得到了更高效地利用，有效豐富了建筑體的功能性，也解決了部分干旱缺水地區(qū)對(duì)水資源的依賴問題。

2.2 暖通節(jié)能技術(shù)

建筑暖通系統(tǒng)是提高室內(nèi)空氣質(zhì)量和實(shí)現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)的重要裝置，也是目前建筑體內(nèi)必不可少的設(shè)備之一，但由于其在運(yùn)行過程中需要大量的電能予以支持，整體能耗較高，需要通過綠色環(huán)保的技術(shù)手段來進(jìn)行調(diào)解優(yōu)化。在春秋季節(jié)，室外溫度較為適宜的情況下，室內(nèi)換風(fēng)的需求可通過簡(jiǎn)單的開窗對(duì)流來實(shí)現(xiàn)，且對(duì)居住者的呼吸系統(tǒng)和心肺功能更加有益，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)規(guī)劃時(shí)，可增加室內(nèi)的通透程度從而達(dá)到良好地對(duì)流通風(fēng)目的。在冬季供暖時(shí)，建筑內(nèi)部良好的保溫特性可以減少對(duì)暖通空調(diào)設(shè)備的依賴程度，或利用變頻技術(shù)來達(dá)到節(jié)能保溫的效果，進(jìn)一步增強(qiáng)了建筑體的功能優(yōu)勢(shì)。

2.3 自然資源利用

風(fēng)能、太陽(yáng)能等自然資源通過合理的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑體能耗需求的良好補(bǔ)充，有效豐富了建筑的能源結(jié)構(gòu)組成，達(dá)到降污節(jié)能的重要目的。如，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，可通過增大窗墻比的方式來利用自然光線實(shí)現(xiàn)采光，風(fēng)電和光伏系統(tǒng)的電能供應(yīng)可減少火力發(fā)電過程中煤礦資源的消耗，這種對(duì)可再生自然資源的高效利用，真正實(shí)現(xiàn)了綠色與環(huán)保的目的，也是目前綠色建筑技術(shù)的重要發(fā)展方向[1]。在應(yīng)用自然資源的過程中，需要結(jié)合相應(yīng)的轉(zhuǎn)化技術(shù)或設(shè)備等才能予以實(shí)現(xiàn)，這和現(xiàn)代化技術(shù)之間的發(fā)展有十分緊密的聯(lián)系，需要設(shè)計(jì)人員持續(xù)關(guān)注行業(yè)發(fā)展并展開學(xué)習(xí)，加強(qiáng)各類先進(jìn)技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用。

2.4 環(huán)保建材應(yīng)用

在進(jìn)行建筑工程建設(shè)實(shí)操和裝潢施工過程中需要使用大量的基礎(chǔ)建材，而這些材料在生產(chǎn)、應(yīng)用的過程中會(huì)產(chǎn)生一定的能源消耗，甚至可能會(huì)造成環(huán)境污染或危害人體健康，積極利用環(huán)保建材參與建筑體的施工建設(shè)，可以有效消除這類隱患。如在燈具的選擇中可以使用LED等節(jié)能設(shè)備，其能耗低、安裝簡(jiǎn)便，在生產(chǎn)過程中不需要使用汞等有毒物質(zhì)，是一種較為理想的綠色照明工具[2]。

3 建筑設(shè)計(jì)中的綠色建筑技術(shù)的優(yōu)化結(jié)合方法

3.1 綠色理念融合

從綠色建筑技術(shù)的應(yīng)用理念來看，將其與建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化結(jié)合在一起的過程中，也應(yīng)當(dāng)充分尊重美觀、適宜與環(huán)保的基本原則，設(shè)計(jì)人員可從，業(yè)主的需求方面來進(jìn)行考量，為其提供更加便捷舒適的居住環(huán)境。一方面，針對(duì)一些較為先進(jìn)的國(guó)際化綠色建筑工程技術(shù)可予以積極引入，并在運(yùn)用的過程中，和中國(guó)特色、地方差異與居住習(xí)慣等特點(diǎn)進(jìn)行充分融合，形成具有現(xiàn)代化特性的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在加州沙漠地區(qū)的某棟建筑中，將傳統(tǒng)的混凝土砌塊建筑轉(zhuǎn)變?yōu)殇摻Y(jié)構(gòu)和玻璃屋面的結(jié)構(gòu)體系，使其在居住與應(yīng)用的過程當(dāng)中可以更好地承受嚴(yán)酷的氣候挑戰(zhàn)，并提升了建筑體的防火性能[3]。在進(jìn)行借鑒與應(yīng)用的過程中，設(shè)計(jì)人員可將這種鋼結(jié)構(gòu)與玻璃屋面的特點(diǎn)與現(xiàn)代化建筑結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起，打造出陽(yáng)光房、屋頂花園等更適合中國(guó)氣候的特色建筑。另一方面，綠色建筑技術(shù)是一個(gè)持續(xù)發(fā)展的行業(yè)，不僅需要單純從節(jié)能環(huán)保的角度予以考慮，還需要和建工行業(yè)的其他技術(shù)需求、經(jīng)濟(jì)特性等結(jié)合在一起，這對(duì)提升建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域的現(xiàn)代化水平具有重要推動(dòng)意義，也是保證在實(shí)際應(yīng)用過程中，綠色建筑技術(shù)能夠得到有效施工和長(zhǎng)效保護(hù)的重要措施。設(shè)計(jì)人員在運(yùn)用綠色理念進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)融合過程中，可借助BIM等軟件對(duì)其能耗與效率進(jìn)行量化測(cè)算，有針對(duì)性地對(duì)高耗能部分進(jìn)行二次優(yōu)化，通過反復(fù)調(diào)整的方式提升建筑設(shè)計(jì)的環(huán)保性與可行性。

3.2 氣候適宜應(yīng)用

由于我國(guó)土地資源十分豐富，南北地區(qū)的氣候條件差異較大，也導(dǎo)致在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中的需求和特點(diǎn)有了明顯不同，設(shè)計(jì)人員必須結(jié)合建筑體的工程環(huán)境和氣候特征進(jìn)行差異化設(shè)計(jì)，確保能夠在建筑居住使用的過程中更好地發(fā)揮其綠色環(huán)保的優(yōu)勢(shì)性。如在北方地區(qū)的光照條件較為充足，可充分利用屋頂與屋面等區(qū)域來進(jìn)行光伏供電系統(tǒng)的建設(shè)，通過減少火力發(fā)電依賴的方式來降低建筑系統(tǒng)的整體能耗，多余的電力資源也可通過蓄電池存儲(chǔ)來實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)效應(yīng)用，更好地體現(xiàn)出了建筑與自然環(huán)境之間的聯(lián)系性與交互性[4]。

3.3 節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

目前，常規(guī)的綠色建筑技術(shù)主要集中在建筑內(nèi)部水、電、暖等方面的能源節(jié)約與應(yīng)用，在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)，必須要將其與建筑結(jié)構(gòu)的基本特點(diǎn)等結(jié)合在一起，較好地兼顧生態(tài)保護(hù)和居住需求。在利用光伏技術(shù)來實(shí)現(xiàn)建筑內(nèi)部電能供應(yīng)的過程當(dāng)中，主要利用了屋頂和屋面等可接受日照輻射的區(qū)域，但對(duì)室內(nèi)的照明采光等帶來一定的影響，設(shè)計(jì)人員在實(shí)際規(guī)劃過程中必須進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算與分析，可建設(shè)玻璃幕墻和落地窗的實(shí)現(xiàn)室內(nèi)光通量的增加，加大在屋頂區(qū)域內(nèi)的光伏板搭建面積，從而達(dá)到有效的平衡與優(yōu)化目的。在建筑內(nèi)部的采暖中，設(shè)計(jì)人員可結(jié)合不同地域的特點(diǎn)采用不同形式的清潔能源來實(shí)現(xiàn)供能。

3.4 建筑形態(tài)設(shè)計(jì)

不同的設(shè)計(jì)思路、建設(shè)工藝會(huì)對(duì)建筑體的結(jié)構(gòu)外形會(huì)產(chǎn)生較大的影響，設(shè)計(jì)人員在靈活利用綠色建筑的過程當(dāng)中必須考慮到其技術(shù)與建筑外形設(shè)計(jì)之間的緊密關(guān)聯(lián)，做好節(jié)能與美觀之間的平衡、銜接。由于南方地區(qū)的潮濕多雨，在其外墻建設(shè)過程中更應(yīng)關(guān)注防潮抗?jié)B的需求，這也是南方許多傳統(tǒng)建筑采用吊腳樓式工藝結(jié)構(gòu)的重要原因之一。設(shè)計(jì)人員在選材時(shí)可盡量使用抗?jié)B性能較好的新型建材，或使用防銹涂料在鋼制骨架結(jié)構(gòu)外側(cè)進(jìn)行涂抹包覆，使環(huán)保建材的優(yōu)勢(shì)得到更好的應(yīng)用。而在北方地區(qū)，由于冬季氣候寒冷，在建筑結(jié)構(gòu)的外墻設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)增加保溫層減少室內(nèi)的熱損失，且在門窗的施工縫連接過程中多關(guān)注其密封處理的效果，防止出現(xiàn)透風(fēng)情況。另外，在建筑體的暖通節(jié)能設(shè)計(jì)中，可利用智能化調(diào)控的裝置來實(shí)現(xiàn)通風(fēng)系統(tǒng)扇葉的開合，使室內(nèi)的溫度和濕度保持在更加適宜的條件下。部分建筑在暖通調(diào)節(jié)中會(huì)利用到真空負(fù)壓的原理使室內(nèi)的熱空氣可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抽出，通過室內(nèi)外空氣的溫度交換來達(dá)到降溫調(diào)節(jié)的目的，這種調(diào)控方式在保持室內(nèi)空氣新鮮的同時(shí)，減少了對(duì)空調(diào)設(shè)備的依賴，對(duì)保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)具有積極意義。

4 結(jié)束語(yǔ)

綠色建筑技術(shù)中充分體現(xiàn)出了對(duì)各項(xiàng)資源的環(huán)保應(yīng)用，積極將該理念融入建筑設(shè)計(jì)中可以有效發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)自然資源的充分利用。針對(duì)不同地區(qū)的氣候條件，在暖通技術(shù)和水資源循環(huán)等方面的應(yīng)用存在一定差異，設(shè)計(jì)人員需要提前進(jìn)行建筑工程項(xiàng)目的實(shí)地考察和分析，廣泛收集相關(guān)資料確保實(shí)現(xiàn)更合理的節(jié)能優(yōu)化。部分綠色建筑技術(shù)需要和建筑體的外觀結(jié)構(gòu)等形成融合，這對(duì)設(shè)計(jì)人員工作的綜合性提出了一定的要求，也是提升建筑工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域現(xiàn)代化發(fā)展的重要手段。