綠色建筑理念在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

崔乃夫

（中國城市建設(shè)研究院有限公司，北京 100120）

1 引言

綠色建筑設(shè)計(jì)是現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)的重要發(fā)展方向， 是響應(yīng)現(xiàn)代建筑節(jié)能、減排、綠色、環(huán)保的重要表征[1]。 在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中，深入滲透與應(yīng)用綠色建筑理念，充分運(yùn)用綠色建筑的設(shè)計(jì)方法對(duì)現(xiàn)有建筑設(shè)計(jì)中涉及的材料、裝修、工藝以及建筑工程中的各子工程，如暖通工程、屋面工程、門窗工程、內(nèi)部水循環(huán)工程等進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)與環(huán)保設(shè)計(jì)， 可以切實(shí)提高現(xiàn)代建筑的設(shè)計(jì)效能如保溫性能、隔熱性能、隔音效果等[2]，減少建筑施工與投用對(duì)能源的大量消耗以及對(duì)周邊環(huán)境的負(fù)面干擾。

2 綠色建筑設(shè)計(jì)的理念

當(dāng)前資源利用率低、能源總量緊張、生態(tài)系統(tǒng)失衡、環(huán)境污染嚴(yán)重等問題已成為制約社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的因素。 綠色建筑設(shè)計(jì)理念以建筑設(shè)計(jì)為抓手， 通過充分考慮建筑施工與投運(yùn)后的節(jié)能性、 環(huán)保性以及功能布局的合理性與科學(xué)性等，切實(shí)優(yōu)化綠色建筑設(shè)計(jì)方案。 在建筑工程中應(yīng)用綠色建筑設(shè)計(jì)理念， 需要從建筑工程的各個(gè)分部分項(xiàng)工程以及建筑工程實(shí)施的各類施工要素著手，強(qiáng)化綠色、節(jié)能、環(huán)保材料與技術(shù)的滲透式應(yīng)用，提高建筑工程資源與能源的利用率，降低建筑工程施工能耗，減少環(huán)境污染，為住戶提供更加適宜且經(jīng)濟(jì)的建筑環(huán)境條件[3]。因此，綠色建筑設(shè)計(jì)的核心體現(xiàn)在綠色，即技術(shù)綠色、材料綠色、設(shè)計(jì)理念綠色推動(dòng)建筑綠色，真正達(dá)到節(jié)約用地、節(jié)約能源、節(jié)約材料、節(jié)約用水的目的[4]。 相較于傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)的閉合式、隔絕式理念，綠色建筑設(shè)計(jì)理念側(cè)重于充分運(yùn)用外界的自然環(huán)境與氣候條件提高室內(nèi)居住環(huán)境的適宜性，減少室內(nèi)環(huán)境保持的經(jīng)濟(jì)成本支出以及能源消耗，切實(shí)提高建筑使用的功能性、環(huán)保性、節(jié)能性與舒適性。

3 建筑設(shè)計(jì)中的常見問題

在土地資源日趨緊張的現(xiàn)實(shí)條件下， 現(xiàn)代建筑的設(shè)計(jì)與建設(shè)密集與集約程度較高，建設(shè)規(guī)模也與日俱增，以迎合城市化的飛速發(fā)展以及民眾日益上漲的住房改善性需求。 但是，建筑工程設(shè)計(jì)中，功能布局、能源供應(yīng)的綠色環(huán)保性與科學(xué)合理性等常常存在一些問題， 導(dǎo)致綠色建筑設(shè)計(jì)理念的滲透與應(yīng)用不夠深入，不利于環(huán)境友好型與生態(tài)友好型社會(huì)建設(shè)，具體表現(xiàn)在如下方面。

3.1 建筑布局不合理

當(dāng)前不少建筑， 尤其是大城市中的高層建筑在設(shè)計(jì)時(shí)更側(cè)重于建筑的功能性與實(shí)用性， 而對(duì)于建筑的環(huán)保性與舒適性卻關(guān)注較少，導(dǎo)致不少高層建筑在功能布局、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、空間關(guān)系等方面存在一定不足， 如兩個(gè)相鄰建筑的樓間距過小致使后排建筑的光照度不足；建筑朝向西方甚至北方，不合理的朝向使得住戶的居住舒適度不高， 需要額外利用照明設(shè)備或采暖設(shè)備提高室內(nèi)光照度與溫度；建筑內(nèi)結(jié)構(gòu)布局不合理，使得建筑室內(nèi)外通風(fēng)不暢， 需額外在室內(nèi)開通空調(diào)或新風(fēng)系統(tǒng)加速室內(nèi)外氣流交換等[5]。不合理的建筑布局不僅會(huì)影響住戶的居住體驗(yàn)，更會(huì)增加建筑投運(yùn)后的能源與資源消耗，不利于生態(tài)環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟(jì)成本節(jié)約。

3.2 建筑外墻、屋面、門窗設(shè)計(jì)不合理

建筑中內(nèi)外部環(huán)境交互與過渡的結(jié)構(gòu)包括外墻、屋面、門窗等，由于直接接觸室內(nèi)外環(huán)境，外墻、屋面、門窗的材料特性與工藝特性直接關(guān)系到建筑的保溫、隔熱、隔音性能，進(jìn)而影響建筑室內(nèi)環(huán)境的舒適度，也影響空調(diào)能耗。 尤其是一些傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)方案，在設(shè)計(jì)時(shí)更側(cè)重于上述結(jié)構(gòu)的完整性，但對(duì)環(huán)保、節(jié)能等性能考慮與設(shè)計(jì)不足，導(dǎo)致傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)時(shí)采用的施工材料不少為非環(huán)保型材料， 窗戶材質(zhì)也采用的非隔音或隔熱型窗戶，外墻未設(shè)計(jì)保溫隔熱層等，導(dǎo)致建筑的保溫隔熱與隔音效果較差，影響建筑投運(yùn)后的實(shí)際能耗量。

3.3 施工材料、工藝落后

早期不少建筑采用了落后的施工材料， 導(dǎo)致施工材料應(yīng)用在建筑中后持續(xù)釋放出有毒有害等污染氣體， 不利于居住者的身體健康；一些建筑采用的材料規(guī)格與質(zhì)量不過關(guān)，保溫隔熱性能較差， 導(dǎo)致建筑的實(shí)際暖通空調(diào)與新風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行能耗增加[6]。 在施工工藝方面，不少建筑工程設(shè)計(jì)時(shí)未融入綠色設(shè)計(jì)理念， 所設(shè)計(jì)的施工工藝與施工組織計(jì)劃方案不適配當(dāng)前綠色節(jié)能的要求， 施工工藝實(shí)施過程中對(duì)大型機(jī)械設(shè)備的要求較高，大量的柴油燃燒會(huì)對(duì)空氣環(huán)境帶來污染，同時(shí)不少施工工藝實(shí)施也會(huì)產(chǎn)生大量的廢水廢渣， 污染周邊的水環(huán)境與土壤環(huán)境。

4 綠色建筑設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)遵循的原則

4.1 環(huán)保性原則

環(huán)保性原則是綠色建筑設(shè)計(jì)的首要原則，其在對(duì)結(jié)構(gòu)、功能布局、暖通工程、屋面工程、門窗工程等進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，首先要考慮各類施工材料、施工工藝與施工技術(shù)的環(huán)保性，如建筑裝飾裝修材料是否環(huán)保、是否對(duì)人體健康無危害、是否對(duì)周邊的空氣環(huán)境、水環(huán)境、土壤環(huán)境有污染風(fēng)險(xiǎn)與破壞風(fēng)險(xiǎn)[7]。通過將綠色設(shè)計(jì)理念滲透與應(yīng)用在綠色建筑設(shè)計(jì)實(shí)踐中， 可以在建筑施工與投運(yùn)過程中最優(yōu)化利用各類能源與資源， 切實(shí)減少建筑施工與投運(yùn)期間的施工行為、施工材料、機(jī)械設(shè)備操作應(yīng)用、機(jī)電設(shè)備啟用與運(yùn)行等對(duì)周邊自然環(huán)境產(chǎn)生的影響，真正實(shí)現(xiàn)科學(xué)發(fā)展觀下人與自然和諧相處。

4.2 合理性原則

綠色建筑設(shè)計(jì)在滿足施工材料、施工工藝、施工設(shè)備以及后期建筑投運(yùn)后建筑本身的節(jié)能、減排、綠色、環(huán)保特性外，還應(yīng)高度重視建筑設(shè)計(jì)的最基礎(chǔ)內(nèi)容， 即建筑工程的質(zhì)量符合相關(guān)技術(shù)規(guī)范與要求、 建筑工程的功能布局符合居住人員的實(shí)際使用需求， 不能單純?yōu)榱俗非蠼ㄖ木G色與環(huán)保而無視建筑工程設(shè)計(jì)與實(shí)施的必要性原則與客觀規(guī)律[8]。 因此，綠色建筑設(shè)計(jì)應(yīng)合理、科學(xué)，以免建筑工程施工質(zhì)量不過關(guān)而帶來二次返工或嚴(yán)重的安全隱患。

5 綠色建筑設(shè)計(jì)方法

5.1 加強(qiáng)綠色材料應(yīng)用

綠色材料的選型與使用是綠色建筑設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。 在開展綠色建筑設(shè)計(jì)時(shí)，要結(jié)合施工材料的節(jié)能性、環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性與功能性等，對(duì)照建筑設(shè)計(jì)的材料標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，選用實(shí)用且環(huán)保的綠色施工材料，切實(shí)提高建筑工程的綠色環(huán)保性能。如優(yōu)先選擇對(duì)環(huán)境污染小、使用壽命更長的施工材料，減少施工材料使用對(duì)建筑環(huán)境帶來的污染， 避免因施工材料壽命過短而反復(fù)更換增加工程實(shí)施成本。 綠色建筑設(shè)計(jì)時(shí)要積極引入新型綠色材料，并將其合理應(yīng)用在門窗、外墻、屋面等建筑內(nèi)外過渡部位，提高建筑對(duì)自然資源與能源的利用率，降低因建筑采光不足、保溫隔熱不足而導(dǎo)致的暖通空調(diào)、照明設(shè)備的能耗量。 在綠色材料選用之外，應(yīng)做好對(duì)建筑拆除廢舊材料的科學(xué)回收與二次利用， 如建筑工程施工中的廢棄鋼管可充分回收，其他如磚石、木材、保溫材料等在再次處理后同樣可重新投入使用，降低建筑工程的施工成本。

5.2 綠色裝修設(shè)計(jì)

建筑裝飾裝修工程是現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中急需開展綠色化改造與設(shè)計(jì)的部分。 當(dāng)前因裝飾裝修的材料與工藝環(huán)保性不足而引發(fā)的疾病問題眾多，常見的如油漆、窗簾、大理石等鋪設(shè)或安裝后釋放的甲醛、乙醛等有害氣體，若將釋放有害氣體的材料作為建筑施工材料， 將危及長期居住在相對(duì)封閉的建筑室內(nèi)環(huán)境中住戶的生命安全。 因此，在裝修設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)對(duì)裝修材料與裝修工藝進(jìn)行綠色化設(shè)計(jì)， 同時(shí)要嚴(yán)格把控施工材料的規(guī)格參數(shù)，如對(duì)油漆、大理石等裝飾材料以及建筑內(nèi)飾用料等進(jìn)行成分檢測， 量化測定裝飾裝修材料與內(nèi)飾用料的具體成本以及含量， 并對(duì)照綠色裝修的有害物質(zhì)成本控制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行材料篩選，確保建筑裝飾裝修使用材料的環(huán)保性與清潔性。

5.3 建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)綠色設(shè)計(jì)是對(duì)建筑的外墻圍護(hù)進(jìn)行綠色節(jié)能設(shè)計(jì)，提高外墻圍護(hù)的保溫隔熱性能，從而減少空調(diào)系統(tǒng)的使用。 建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫設(shè)計(jì)分為外墻內(nèi)保溫設(shè)計(jì)與外墻外保溫設(shè)計(jì)兩種。 其中外墻內(nèi)保溫設(shè)計(jì)是在外墻內(nèi)敷設(shè)保溫隔熱材料提高外墻的保溫隔熱性能， 減少建筑投運(yùn)后的暖通設(shè)備使用。 但此方法會(huì)占用室內(nèi)原有的空間，同時(shí)建筑內(nèi)墻材料在長期使用后容易出現(xiàn)熱橋效應(yīng)， 增加建筑室內(nèi)二次裝飾裝修的成本。 外墻外保溫設(shè)計(jì)是在建筑外墻外部敷設(shè)保溫隔熱材料，由于敷設(shè)在墻壁外側(cè)，墻體不易發(fā)霉，也不易產(chǎn)生熱橋效應(yīng)，是當(dāng)前綠色建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)的常見舉措。

5.4 建筑節(jié)能設(shè)計(jì)

建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的內(nèi)容眾多，一方面，建筑設(shè)計(jì)可充分引入新型建筑施工與生產(chǎn)方式， 如將裝配式建筑應(yīng)用到現(xiàn)代建筑建設(shè)與實(shí)施中，通過將建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)化拆分，在工廠批量化預(yù)制加工裝配式建筑的構(gòu)件后， 將其運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場進(jìn)行吊裝組裝，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑的建設(shè)與實(shí)施，減少混凝土現(xiàn)澆式建筑施工作業(yè)給現(xiàn)場帶來的揚(yáng)塵污染、水污染與土壤污染，大大縮短施工作業(yè)工期，降低建筑施工作業(yè)的時(shí)間成本與經(jīng)濟(jì)成本。 一方面，建筑設(shè)計(jì)應(yīng)充分結(jié)合當(dāng)?shù)氐慕?jīng)緯度、地形地貌、氣候條件等科學(xué)設(shè)計(jì)建筑的朝向、樓間距大小等，確保建筑室內(nèi)外空氣流通、采光充足。 例如，可以在屋頂采用鏤空設(shè)計(jì)或大采光鋪面設(shè)計(jì)，更好地提高室內(nèi)的光照度，實(shí)現(xiàn)太陽能的能源轉(zhuǎn)換。在高層建筑中，可以選用節(jié)能門窗，以免高層風(fēng)力過大而導(dǎo)致建筑室內(nèi)溫度快速流失，提高高層建筑的保溫性能。

5.5 暖通工程綠色設(shè)計(jì)

采暖施工涉及熱水采暖、 后加保溫層以及防潮層等施工內(nèi)容。 在對(duì)保溫層和防潮層施工時(shí)，按照節(jié)能和設(shè)計(jì)要求的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)材料厚度、規(guī)格大小進(jìn)行嚴(yán)格控制，要做到合理運(yùn)用材料、科學(xué)選擇施工技術(shù)。 此外，要對(duì)保溫管道的鋪設(shè)格外重視，不僅要做到相應(yīng)的平整度要求， 還要在鋪設(shè)粘貼等操作過程中，避免出現(xiàn)管道松動(dòng)的問題，進(jìn)而導(dǎo)致保溫效果不佳。 再者是防潮層的施工過程，在保證不會(huì)出現(xiàn)氣泡、褶皺等情況的同時(shí)，還要保證施工可以完全密封、完全規(guī)范地進(jìn)行，為提升建筑防潮性能打下良好的基礎(chǔ)。 散熱器的安裝工作也不可小覷，要注意墻面和散熱器安裝位置的距離； 要對(duì)所需要連接件的安裝拆卸問題進(jìn)行重點(diǎn)分析。 而在散熱器支撐架的布置方面，要遵循其對(duì)稱性原則。 由于布置需要做到緊密且完整，所以要對(duì)其做最好的防護(hù)措施， 避免出現(xiàn)太過密集導(dǎo)致支架相互接觸失去完整性的情況。 熱水采暖系統(tǒng)中，安全是第一位。 在嚴(yán)格篩選采暖系統(tǒng)節(jié)能性的同時(shí)，要對(duì)壓力平衡裝置、溫度控制裝置、計(jì)量裝置等進(jìn)行嚴(yán)格把控，這樣工作開展更具合理性，為維護(hù)和觀測工作也打下了良好基礎(chǔ)。

6 結(jié)語

在節(jié)能環(huán)保號(hào)召下， 綠色建筑設(shè)計(jì)逐漸成為建筑設(shè)計(jì)的主流。 設(shè)計(jì)單位應(yīng)充分認(rèn)知到早期建筑設(shè)計(jì)中的常見問題，并緊密圍繞綠色生態(tài)、 能源節(jié)約與高效率利用等目標(biāo)積極開展綠色建筑設(shè)計(jì)。 一方面應(yīng)合理設(shè)計(jì)建筑功能布局，提高居住者的居住舒適度；一方面應(yīng)積極采用環(huán)保型材料，在圍護(hù)結(jié)構(gòu)、暖通工程等分部分項(xiàng)中應(yīng)用污染小的工藝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)水、電等能源資源的節(jié)約化利用，充分體現(xiàn)綠色建筑設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值、生態(tài)價(jià)值與社會(huì)價(jià)值。