綠色建筑設(shè)計(jì)在民用建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探析

張 強(qiáng)，孔倩倩

（上海砼森建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司山東分公司，山東 淄博 255030）

綠色建筑設(shè)計(jì)作為一種新的設(shè)計(jì)理念和方法，旨在實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的目標(biāo)。在建筑設(shè)計(jì)中，綠色建筑設(shè)計(jì)可以通過采用先進(jìn)的技術(shù)手段和工藝方法，實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約和環(huán)境友好的效果，從而提高居住舒適度和人體健康水平。綠色建筑設(shè)計(jì)是未來城市建筑空間規(guī)劃體系中全過程、多層級的人工和自然空間要素及系統(tǒng)管控工具，有必要對其應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)梳理，以為當(dāng)代城市綠色建筑設(shè)計(jì)發(fā)展提供有益啟示。

1 綠色建筑概述

綠色建筑是指在整個建筑生命周期中，以最小化對環(huán)境的不良影響為目標(biāo)，通過節(jié)約資源、減少能源消耗、降低碳排放、提高室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量等手段來設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行建筑的一種可持續(xù)發(fā)展建筑形式。綠色建筑注重資源的合理利用，包括土地、能源、水和原材料等。通過高效的設(shè)計(jì)和技術(shù)手段，最大程度地減少資源的消耗和浪費(fèi)。例如，利用被動式設(shè)計(jì)原則，通過采光、通風(fēng)、隔熱等手段減少能源的使用，同時還可以利用可再生能源如太陽能和風(fēng)能來供應(yīng)建筑的能源需求。綠色建筑通過采用節(jié)能技術(shù)和設(shè)備，減少建筑運(yùn)營過程中的能源消耗，包括供暖、供冷、照明和電力等[1]。其中，采用高效的建筑外保溫、節(jié)能門窗、節(jié)水設(shè)備和智能控制系統(tǒng)等措施，可以減少建筑能源需求，提高能源利用效率，降低建筑的溫室氣體排放。綠色建筑致力于減少對氣候變化的影響。通過運(yùn)用碳減排技術(shù)和低碳材料，例如利用可再生能源和能源回收技術(shù)減少能源消耗，選擇環(huán)保材料以降低溫室氣體的排放，減少對全球氣候的不良影響。綠色建筑關(guān)注室內(nèi)環(huán)境的舒適性、健康性和安全性。通過優(yōu)化室內(nèi)空氣質(zhì)量、采用環(huán)境友好材料、降低噪聲和提供充足的自然光照等手段，可以創(chuàng)造良好的室內(nèi)環(huán)境，改善居住者的生活質(zhì)量和辦公員工的工作效率。綠色建筑注重資源的循環(huán)利用和建筑垃圾的合理處理。通過選擇可回收材料、采用可拆卸構(gòu)件和拆除可回收建筑等措施，減少建筑廢棄物的產(chǎn)生，最大限度地進(jìn)行資源的再利用，降低環(huán)境的負(fù)荷。

2 綠色建筑設(shè)計(jì)遵循的基本原則

首先是節(jié)約資源。綠色建筑設(shè)計(jì)要在不影響建筑功能的前提下盡可能地減少使用不可再生資源，例如節(jié)約建設(shè)土地，并進(jìn)一步提高土地的使用效率。同時，也需要考慮到建筑生命周期中的可維護(hù)性，為人們帶來一個更健康舒適的環(huán)境。此外，在建筑運(yùn)營中的可維護(hù)性設(shè)計(jì)也同樣十分重要，包括節(jié)水設(shè)備的應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)對水資源的節(jié)約。其次是資源利用率的提高。通過對先進(jìn)設(shè)備的運(yùn)用來對能源利用率進(jìn)行提高，從而達(dá)到節(jié)約資源的效果[2]。最后，要盡可能地減少環(huán)境污染。綠色建筑，顧名思義就是要保護(hù)環(huán)境，所以需要控制建筑建設(shè)中的廢棄物排放，并在設(shè)計(jì)中體現(xiàn)對周邊土壤、水源的保護(hù)，避免生態(tài)環(huán)境遭到破壞，減少環(huán)境污染。

3 綠色建筑設(shè)計(jì)在民用建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1 工程概況

某建筑為高層民用住宅建筑，地下兩層設(shè)計(jì)有地下車庫與其他常規(guī)建筑結(jié)構(gòu)，地上3 棟由低層商業(yè)用房及住宅所組成的高層建筑。其中#1 棟與#2 棟塔樓均為31 層，整體地上建筑高度為96.75m，#3 棟塔樓為21 層，地上建筑高63.75m。上層住宅建筑設(shè)計(jì)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，地下兩層建筑及低層商業(yè)用房皆采用框架結(jié)構(gòu)。

3.2 平面設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)平面施工圖要嚴(yán)格遵循其所在居住街坊人均住宅應(yīng)用指標(biāo)，合理規(guī)劃功能型建筑物的容積率，充分且合理地開發(fā)地下利用空間、停車庫等。在制定設(shè)計(jì)方案時，設(shè)計(jì)人員應(yīng)結(jié)合建筑總平面布局，有效地利用場地和景觀形成可降低墜物風(fēng)險的緩沖區(qū)，合理規(guī)劃植被的分布。本項(xiàng)目城市綠地和廣場等公共場合的開敞空間應(yīng)步行可達(dá)。為了設(shè)計(jì)更為合理，還應(yīng)在室內(nèi)設(shè)置無煙區(qū)、消防通道和盲道設(shè)置。此外，某項(xiàng)目綠地率達(dá)到了規(guī)劃指標(biāo)的105%以上，公共綠地滿足規(guī)定的日照要求、設(shè)計(jì)充足的游憩活動場所、供居民共享的集中綠地，包括居住區(qū)公園、小游園和組團(tuán)綠地及其他塊狀、帶狀綠地，滿足了人們的日常需求和當(dāng)?shù)丨h(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 建筑照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)

某項(xiàng)目在高度方面具有相對的優(yōu)勢，為最大程度地發(fā)揮自然光源的價值，工程建筑空間布局大多應(yīng)用了“回”字形的空間布局形式，重點(diǎn)關(guān)注業(yè)主的采光需求，將居住空間集中在臨窗一層，將電梯、電井、逃生空間等建筑配套的服務(wù)空間集中在中心區(qū)域。照明設(shè)施方面，設(shè)計(jì)以直接照明的方式布置燈具，建筑空間中需要長時間照明區(qū)域所采用的燈具及照明系統(tǒng)電氣配件都選擇了性能指標(biāo)優(yōu)于國家一級能耗標(biāo)準(zhǔn)的品牌。為保障建筑在投入使用后相關(guān)照明系統(tǒng)仍能發(fā)揮較好的節(jié)能優(yōu)勢，工程設(shè)計(jì)在地下停車場、電梯間、逃生通道等公共區(qū)域應(yīng)用智能化照明監(jiān)控系統(tǒng)[3]。貼合不同情境下整體建筑公共區(qū)域的照明需求，對照明系統(tǒng)進(jìn)行宏觀的控制與細(xì)節(jié)處理。同時基于不同空間的特點(diǎn)及使用需求設(shè)計(jì)了減光、聲控、光感、人體感應(yīng)等多種照明模式與控制方式，盡量降低整體建筑在照明需求方面的能源損耗。

3.4 建筑屋頂節(jié)能設(shè)計(jì)

（1）屋頂綠化設(shè)計(jì)，在屋頂種植植物，形成綠化覆蓋層，可以降低夏季屋頂表面溫度，減少室內(nèi)空調(diào)負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。（2）屋頂隔熱設(shè)計(jì)，采用隔熱材料覆蓋屋頂，可以有效阻止室外高溫輻射進(jìn)入室內(nèi)，減少室內(nèi)空調(diào)負(fù)荷。常見的隔熱材料有泡沫塑料、巖棉、玻璃棉等。（3）屋頂通風(fēng)設(shè)計(jì)，在屋頂設(shè)置通風(fēng)設(shè)備，可以加速室內(nèi)熱空氣的排放，降低室內(nèi)溫度，減少空調(diào)負(fù)荷。常見的通風(fēng)設(shè)備有風(fēng)口、排氣扇等。（4）屋頂太陽能利用，在屋頂安裝太陽能光伏板或太陽能熱水器，可以利用太陽能發(fā)電或加熱水，以減少對傳統(tǒng)能源的依賴。

3.5 綠色建筑氣密性設(shè)計(jì)與熱橋部位的處理

綠色建筑設(shè)計(jì)采取氣密性措施，控制空氣滲透率，確保外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的連續(xù)密封性，關(guān)鍵部位需采用密封材料和配件隔絕傳熱，確保保溫系統(tǒng)的完整性；在所有門窗洞口及所有拼縫處進(jìn)行特殊的構(gòu)造處理，并根據(jù)不同連接處的需求選用不同的密封系統(tǒng)，綠色建筑設(shè)計(jì)的氣密性單元邊界均需通過設(shè)置水泥砂漿或無機(jī)保溫膏料的方式來增強(qiáng)氣密性；通過設(shè)計(jì)與施工確保建筑物完整包裹在保溫層內(nèi)，陽臺、設(shè)備平臺以及女兒墻和外門窗洞口都是易產(chǎn)生熱橋的區(qū)域，需要考慮特殊構(gòu)造來控制熱橋，避免熱橋以降低熱損失、防止潮濕和霉菌問題。建筑保溫設(shè)計(jì)要考慮以下要點(diǎn)：保溫層應(yīng)連續(xù)完整，避免傳熱和能量損失；墻角宜采用成型保溫構(gòu)建，在建筑構(gòu)件的連接處都應(yīng)對構(gòu)件進(jìn)行斷熱橋處理。

3.6 綠色建筑設(shè)計(jì)中能源系統(tǒng)設(shè)計(jì)和優(yōu)化

首先，設(shè)計(jì)師需要根據(jù)建筑的使用需求和地理位置等因素，選擇合適的能源設(shè)備。例如，可以選擇高效的空調(diào)設(shè)備，以提高制冷和制熱的效率；也可以選擇節(jié)能的照明設(shè)備，以減少電能的消耗。其次，還可以采用可再生能源設(shè)備，如太陽能熱水器和地?zé)崮芄┡到y(tǒng)，以進(jìn)一步降低能源消耗[4]。最后，設(shè)計(jì)師還需要實(shí)施能源管理策略，以提高能源使用的效率。例如，可以采用智能電網(wǎng)技術(shù)，通過實(shí)時監(jiān)控和調(diào)整電力供應(yīng)和使用情況，以減少能源浪費(fèi)；也可以采用需求響應(yīng)策略，通過調(diào)整建筑的用電時間和用電量，以適應(yīng)電網(wǎng)的負(fù)荷變化。

3.7 民用建筑給排水設(shè)計(jì)中節(jié)水設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（1）控制供水壓力，根據(jù)給排水設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)范，對給水配件及入戶支管壓力都進(jìn)行了相應(yīng)的限制，這主要是從安全的角度進(jìn)行考慮的，沒有考慮到壓力過大造成的水資源浪費(fèi)的問題，如果只為了應(yīng)付規(guī)范要求，那么很容易出現(xiàn)超壓出流的問題，在用水時形成水花飛濺現(xiàn)象，不但會產(chǎn)生大量的用水浪費(fèi)，而且會產(chǎn)生管道振動和水擊現(xiàn)象，長此以往，對給水管網(wǎng)和相關(guān)配件十分不利，可能會出現(xiàn)漏損問題，縮短了系統(tǒng)的使用壽命。針對這個問題，必須采取一定的防治措施，不能僅僅從迎合規(guī)范的設(shè)計(jì)理念出發(fā)，而應(yīng)該注重節(jié)水設(shè)計(jì)，控制供水壓力，例如某項(xiàng)目在給排水設(shè)計(jì)時，將各用水點(diǎn)供水壓力控制在0.2MPa 之內(nèi)，如果供水壓力大于0.2MPa，則會在入口干管上設(shè)置減壓閥，保證不出現(xiàn)超壓出流狀態(tài)，在滿足使用需求的情況下，大大減少了出水流量，獲得了不錯的節(jié)水效果。（2）減少管道漏損，管道漏損產(chǎn)生的用水浪費(fèi)十分嚴(yán)重。隨著建筑使用年限逐漸增加，管道老化日益嚴(yán)重，漏損問題則更加突出，需要加強(qiáng)原因分析，從設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，采取行之有效的管道防漏措施。在管材選擇上，不同類型管材特點(diǎn)不同，適用環(huán)境不同，需要根據(jù)管道安裝位置和水質(zhì)水溫選擇合適材質(zhì)的管道，減少漏損問題的發(fā)生[5]。比如，鑄鐵管強(qiáng)度較低，易腐蝕，容易引發(fā)漏水；不銹鋼管強(qiáng)度較高，密封性較好，發(fā)生漏水的概率比較低，但是容易產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕，從而引發(fā)局部穿孔漏水，甚至出現(xiàn)爆管現(xiàn)象；塑料管質(zhì)量輕，耐腐蝕性好，流動損失小，在給排水系統(tǒng)中應(yīng)用相對廣泛，但是存在不耐溫度變化的問題，高溫易變形，低溫易脆裂。從管徑上看，小口徑管道更容易發(fā)生漏損，要根據(jù)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面的綜合需求科學(xué)確定。

3.8 綠色建筑設(shè)計(jì)材料的選擇和使用

綠色建筑設(shè)計(jì)施工管理還要求在選擇和使用建筑材料時優(yōu)先考慮環(huán)保和可再生的材料。例如，可以選擇使用木材、竹材等可再生材料，或者使用再生混凝土等資源利用率高的材料。這些材料不僅能夠減少對環(huán)境的破壞，還能夠提高綠色建筑的使用壽命。同時，應(yīng)盡量減少使用含有有害物質(zhì)的材料，如甲醛和苯等，以保護(hù)人們的健康。在選擇建筑材料時，還應(yīng)考慮其性能和價格，以確保建筑的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。

3.9 屋面防滲漏設(shè)計(jì)

對于綠色建筑屋面而言，其是位于房間主體最外層全面暴露于空氣的部分，氣溫的變化對其影響較大，特別是經(jīng)過炎熱夏季氣溫炙烤之后，轉(zhuǎn)而雨季來臨時，經(jīng)過大雨的沖刷，其表面可能會出現(xiàn)不同程度的破裂和脫落，進(jìn)而會引發(fā)屋面滲漏的現(xiàn)象，降低屋面的整體保溫效果，導(dǎo)致室內(nèi)溫度隨著季節(jié)的變化而變化明顯，無法維持在恒定的溫度上。然而，節(jié)能型建材的運(yùn)用，不僅能夠有效節(jié)約工程建設(shè)成本，還可以革新綠色建筑的施工技術(shù)，最重要的是能夠有效保證屋面的整體防滲漏性能。例如，在進(jìn)行綠色建筑屋面的設(shè)計(jì)建設(shè)時，工程建設(shè)人員可嘗試在排水層與混凝土板面的縫隙之間用混凝土砌塊或輕骨料混凝土等吸熱性能較強(qiáng)的保溫材料對其進(jìn)行填充，從而有效提升屋面的整體防滲漏效果，提升屋面的保溫性能。另外，在進(jìn)行屋面創(chuàng)建的環(huán)節(jié)，工程技術(shù)人員可嘗試擴(kuò)大屋面頂部綠色植被的覆蓋面積，提高屋面的防滲漏保護(hù)，同時，綠色植被的呼吸作用可以在一定程度上調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，對于周圍空氣的凈化也有一定的幫助。研究數(shù)據(jù)表明，具備一定數(shù)量綠色植被的樓層屋面，其夏季的室內(nèi)溫度普遍比普通的居室溫度低2 攝氏度左右。

3.10 門窗節(jié)能設(shè)計(jì)

在綠色建筑中，門和窗戶是實(shí)現(xiàn)建筑空氣轉(zhuǎn)換和流動的重要途徑，也是建筑施工過程中最重要的步驟之一。眾多工程實(shí)例表明，目前，門和窗戶占到了建筑物總能源消耗的50%以上，這與建設(shè)部門對門窗的工作特性不夠了解有關(guān)。一般而言，在進(jìn)行門窗的節(jié)能設(shè)計(jì)中，采用的技術(shù)是填充墻縫、窗戶、門等。在門窗選用上，鋼門窗具有更高的熱傳導(dǎo)率，而塑料門窗和斷橋鋁的熱傳導(dǎo)率則比較小，而兩層玻璃的熱傳導(dǎo)率顯著低于一層玻璃，所以可以采用FRP 和鋁作為門窗的節(jié)能構(gòu)造材料。在施工過程中，要對遮陽系數(shù)、可見光比和外窗氣密性等進(jìn)行預(yù)估，并與具體情況相結(jié)合，合理地選擇門窗的朝向，并按照建筑功能性需求，挑選出具有優(yōu)異使用性能的門窗，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的目的。

3.11 綠化設(shè)計(jì)

綠化設(shè)計(jì)在綠色建筑設(shè)計(jì)節(jié)能處理的作用是直觀的，通過植物的光合作用，可以更有效地對溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，而在綠植的作用下，還可以有效吸收來自太陽的直射光以及周圍環(huán)境的反射光。綠色建筑設(shè)計(jì)的綠化設(shè)計(jì)是一個整體的綠化系統(tǒng)，包括小區(qū)綠化、墻體垂直綠化、樓頂綠化等多種內(nèi)容，通過整體環(huán)境的處理，實(shí)現(xiàn)樓體溫度的調(diào)節(jié)，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能的作用。其中以屋頂綠化與垂直墻體綠化對建筑溫度的影響最為明顯，也最具效果，可以大幅改善整體居住環(huán)境。

綜上所述，綠色建筑設(shè)計(jì)已成為當(dāng)前建筑設(shè)計(jì)的熱點(diǎn)和趨勢，其應(yīng)用對于實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的目標(biāo)至關(guān)重要。未來，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和人們環(huán)保意識的不斷提高，綠色建筑設(shè)計(jì)將會得到更廣泛的應(yīng)用和推廣，為建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。