绿色建筑技术在建筑设计中的优化及结合探析

杨伟梅

（广东诚实建设工程设计有限公司，广东 梅州 514021）

0 引言

绿色建筑技术指围绕建筑全生命周期，基于绿色环保理念与技术手段实现能源资源节约与减少环境污染目标，为大众提供舒适、健康、高效、环保的居住使用空间。将绿色建筑理念引入建筑设计中，能够助力传统建筑行业生产方式转型，增强建筑使用价值、达成节能环保目标，推动可持续发展战略的有效落实。

1 绿色建筑技术的核心理念分析

1.1 选用节能环保材料

绿色建筑技术是绿色建筑理念与先进技术手段的集合体，要求建筑设计人员应密切结合区域周围环境状况，保障建筑工程与单位区域范围内的自然社会环境构成绿色、协调、可持续的发展体系。在建筑选材环节，应在考虑材料用途、性能的同时综合分析材料的应用利弊，优先选取节能环保型建筑材料，采用具备能源转化性的材料作为建筑结构材料，选取具备气候调节作用的材料作为外层材料，借助建筑材料起到调节、优化建筑室内外环境的作用，并且针对材料的隔热、保温等性能进行综合评价，切忌选用有毒材料、减少不可再生材料的使用，保证利用绿色环保材料提高建筑品质与建筑工程综合价值。

1.2 适应地域气候条件

在绿色环保理念的指导下，设计人员应秉持“因地制宜”原则进行建筑设计，通过实地考察掌握区域的自然环境与社会环境信息，借助科学选址保障建筑的居住质量。由于我国幅员辽阔，受纬度、气流、地形等多重因素的影响导致不同地区的气候条件存在显著差异，例如南方地区夏季普遍潮湿、高温、多雨，对此要求设计人员在建筑规划设计时需考虑到气候条件，采用大挑檐、坡屋顶的设计方案优化建筑物的遮阳与排水效果，并通过在屋顶增设太阳能热水器等装置起到节约能耗作用[1]。

1.3 可再生能源利用

绿色建筑技术通常具有清洁环保、可再生、可循环利用等特点，设计人员在进行建筑物内外环境设计与结构设计时需遵循能源、资源再利用原则，例如基于空气动力学曲线进行建筑外形优化设计，达成良好的自然通风效果，减少夏季使用空调带来的能耗；在建筑屋顶铺设太阳能板，将太阳能转化为生活能源；采用集中空调冷凝回收装置进行空调系统的优化设计，实现节能环保与资源高效利用目标。

2 依托技术手段与设计理念优化打造绿色建筑的具体路径

2.1 优化建筑设计规划方案

2.1.1 选址设计与实地考察

基于绿色建筑理念进行建筑总体设计规划的编制，设计人员可引入BIM 技术进行建筑选址设计，综合利用Revit 等软件模块进行3D 建模与数据分析，完成建筑物BIM 模型的建立，并依托BIM 的可视化、模拟性等优势提升建筑设计环节的质量与效率。具体来说，设计人员可将前期调查资料与以往工程设计数据输入到BIM 模型中，在模型内部实现对区域范围内自然、社会环境的模拟，配合实地考察获取到当地真实的气候条件、光照、降水等信息，利用BIM 模型实现对区域概况的大体掌握与了解，便于选取最佳拟建场址、为后续工程施工建设创设良好的前提条件。例如将光照数据输入BIM 模型中，可实现对拟建场址光照情况的综合分析（如图1 所示），为照明系统的布置提供重要参考信息，并且可实现对自然光的充分利用；将水文地质数据输入到BIM 模型中，可用于分析建筑物在拟建区域是否会出现局部沉降问题，并在设计方案中添加相应的预防性措施，有效起到防范建筑病害、减少工程损失等作用。

2.1.2 建筑内部环境设计

在建筑内部设计上，利用BIM 模型可实现对建筑能耗的统计分析，便于设计人员结合节能标准进行设计参数的调整，规避不必要能耗浪费问题；利用BIM 技术针对建筑物内部管线布局进行可视化模拟与碰撞检查，有助于及早发现设计方案中存在的不合理问题，防止在后续管道、设备、构筑物施工环节引发安装冲突问题；利用BIM 模型分析室内环境的采光条件，可供设计人员在指定节点增加天井、反光板等元素的设计，借此有效增强室内采光效果、提高采光强度。

图1 建筑日照分析

2.2 绿色建筑技术的应用

2.2.1 节地与建筑形态设计

将绿色建筑技术应用于建筑室外环境设计上，可基于CAD软件、BIM 模型与地理信息数据进行场地范围内建筑物数量、布局、密度、朝向等参数的精确化设计，在节约土地资源的同时提高建筑的空间使用率，并配合屋顶、墙面绿化工程的设计进一步扩大区域绿化面积，营造良好的生态结构与生活环境。在建筑形态设计上，可基于能源利用原则进行建筑物形态的优化设计，例如选用“子弹头”的曲线形态作为建筑外形，可发挥对建筑周围气体的引导作用，配合建筑边缘的锯齿形轮廓将气体导向窗扇位置，并利用上下楼层的风压差驱动自然风逐步流向室内，有效节约空调能耗；再如结合室外风环境特点，通过调整建筑物结构布局形成穿堂风，提升建筑的通风效果，如图2 所示[2]。

图2 室外风环境CFD 模拟

2.2.2 门窗与幕墙设计

在建筑门窗设计上，通常门窗能耗约为外墙能耗的6 倍，对此设计人员需合理调节窗墙比，基于少框架、多玻璃、小开启、大固定原则进行窗型的设计，选用密封性能、弹性、粘接性能良好的材料，保障门窗具备良好的气密性，并优先选用铝合金、铝塑复合板、玻璃钢、中空玻璃等环保材料。在建筑幕墙设计上，可选用中空双层玻璃优化幕墙的保温效果，并采用挡板式、水平式等装置进行遮阳设计，兼顾建筑外形的美观性。

2.2.3 暖通空调设计

在暖通空调系统设计上，可采用热能回收技术、变频技术进行空调系统的设计，利用换热器加快传热速度、提升空调热回收效果；采用内外分区形式设计变风量低温送风空调系统，借此有效调节室内外温度、优化节能效果。

2.2.4 水资源循环利用

为实现水资源节约与循环利用目标，可增设雨水收集装置进行屋面雨水的收集，经由净化处理后作为绿化用水灌溉植物，有效发挥水资源的利用价值；同时选用节水型坐便器、冲洗阀等器具，实现节水目标。

2.3 应用案例与效果评价

以某建筑工程项目为例，该建筑占地面积为523.73m2，容积率为0.38，建筑年总能耗为59851kWh。设计人员基于《绿色建筑评价标准》（GB/T 50378—2019）进行建筑总体规划设计，选用300 厚挤塑板依照每层100 厚的标准分三层进行错缝铺设，完成屋面保温层的设计，设计传热系数为0.1W/（m2·k）；在外墙设计上，选用200 厚砌块与140 厚石墨聚苯板进行外保温结构设计；在门窗设计上，选取三层Low-E 玻璃、内充氩气、加设金属间隔条，并填充发泡聚乙烯保温砂浆，整窗传热系数为0.8W（m2·k）、气密性达到8 级；此外，还采用双源热泵、箱变水箱采暖系统，配合太阳能板、节水灌溉装置等进行屋顶结构的设计。通过将绿色节能技术应用于建筑设计中，可有效节约建筑使用能耗、提升建筑物性能与质量，获得良好的节能效果与价值效益。

3 结论

在生态文明战略的指导下，建筑设计行业应彻底扭转以往高污染、高能耗的生产作业方式，基于《绿色建筑评价标准》（GB/T 50378—2019）标准进行建筑物总体规划设计方案的创新编制，引入绿色建筑技术进行建筑工程中各分项工程的优化设计，更好地提高建筑节能效率与环保价值，助力建筑行业的可持续发展。