基于低碳要求的绿色建筑设计探讨

陈佳暄

（广东省重工建筑设计院有限公司，广东广州 510000）

0 引言

建设绿色低碳建筑的主要目标是降低建筑整体环境负荷，实现建筑与当地环境的融合，这一举措不仅有利于人们身心健康，而且还可以有效减少建筑资源消耗，减少对环境造成的污染，保护建筑生态环境。基于低碳要求的建设是人与自然的融合，人与自然的和谐发展。绿色发展是指知识与实践的统一，生产生活方式的统一绿色发展已成为时代要求，建设绿色建筑是推进生态文明建设、促进生态文明建设的重要举措。将绿色发展理念融入建筑设计中，在建筑空间建设和绿化研究中找到精准平衡。建设绿色建筑，不仅能有效保护建筑及其周边生态环境，还能减少人们日常活动可能产生的环境破坏和污染，减少建筑资源消耗，做到建筑生态的可持续发展和绿色发展，能够更好地使建筑生态践行“绿水青山就是金山银山”的理念，更好地落实绿色建筑政策实施，为人们的活动创造更好的环境。

1 绿色建筑设计的含义

建筑设计是一个广泛的话题，在设计时，我们不仅要考虑生态和人文环境方面还要考虑气候和区域方面，并将这些元素充分融入建筑中，使它们成为一个连贯的整体，并为可持续发展的进程做出贡献。设计绿色建筑就是在整个建造过程中尽可能少地使用有限的资源，以最大限度地利用资源，以尽可能少的资源消耗和尽可能少的污染为建筑增加价值。为人们创造绿色、健康、安全的空间，实现人与自然的和谐共生，将建筑与环境构成一个绿色循环，实现经济、生态和社会效益相结合的目标[1]。绿色建筑的建设规划是为了在不污染环境的基础上，为人们创造一个良好的工作和生活环境。绿色建筑设计如图1 所示。

图1 绿色建筑设计

2 我国当前绿色安全住宅建筑设计现状

根据我国目前的住宅建筑情况，住宅建筑设计在中国南方和北方有很大的不同。此外，绿色建筑的居住设计空间相对较小，难以更好的推广。住宅建筑在北方的屋顶大多是平坦的，在南方则受气候和环境的影响，屋顶主要是尖顶的。从环境保护的角度来看，绿色住宅的主要目的是实现建筑与环境相辅相成，实现建筑、人与环境的和谐统一。现在的大部分建筑大多是现代化的建筑，在一定程度上使我们放弃了对于环境和绿色生态发展的追求，发展与自然格格不入，不符合现代绿色建筑的要求。绿色建筑设计现状如图2 所示。

图2 绿色建筑设计现状

3 绿色建筑设计的原则

3.1 和谐发展的原则

建筑是自然界中的重要组成部分，它与其他自然物体形成一个有机的整体，在发展过程中与其他物体仅发生有限的互动。在建造建筑物时，我们需要考虑自然因素，将其与自然环境和人居环境相结合，才能有效地整合和平衡生态与人居环境。设计必须考虑人文因素，以当地文化为指导，充分利用原材料和建筑资源，尊重自然，建造具有当地特色的建筑[2]。体现现代生态文化的内涵和精髓，通过科技先进的建筑和独特的艺术形式，营造艺术、自然、生活丰富多彩的绿色建筑环境。

3.2 健康舒适的原则

住宅建筑最独特的价值就是可以居住。最重要的是，建筑应该让人们能够舒适安全地生活和工作，在规划住宅建筑时必须充分考虑这一作用。充分利用有限资源解决采光、通风、换气、采暖、制冷和环保问题，为居民创造良好的生活环境。建筑设计应注重保护人的身心健康，在设计绿色建筑时要注重考虑绿色建筑的特性，减少不必要的材料的浪费，提高建筑材料的使用效率。绿色建筑更要促进建筑的适应性、灵活性、扩展性、科学性和适应性。绿色建筑健康舒适设计如图3 所示。

图3 绿色建筑健康舒适性设计

3.3 利用的合理性原则

高能耗、低效率是我国建筑行业的普遍现象，比如：资源没有充分利用，资源被严重浪费，破坏了自然环境和人类栖息地。要解决这个问题，设计必须选择更好的能源充分利用设计方案，充分利用有限资源，控制耗能高资源的浪费，尤其是消费供水、电、供暖和制冷等领域。可持续发展是与自然环境相协调，尽可能不影响建筑物及其周边环境的生态平衡。注意资源消耗，避免不必要的浪费[3]。

4 绿色低碳建筑设计要点

4.1 生态平衡

建筑的整体布局是建筑设计的重要组成部分。住宅整体划分的合理性，取决于整个住宅区的绿色节能重点。在设计绿色低碳建筑的过程中，必须尊重对建筑现有生态环境的保护，避免人为因素对建筑生态环境的干扰或破坏。科学规划建筑整体绿化环境非常重要，即“它不是一个具体的建筑，而是一个区域的整体设计”。这就要求设计师在建筑整体规划的基础上，考虑当地的气候条件、地形等，营造绿色生态的建筑景观。为保证建筑规划设计的完成，在生态平衡的基础上，尽可能地进行整体环境设计和建筑地理景观的恢复[4]。在进行生态绿色建筑规划时，要考虑建筑的整体环境，考虑建筑的朝向和建筑周边地形等条件，尽量做到整齐划一。

4.2 重视建筑的整体设计

在绿色建筑设计过程中着重要将目光放到建筑的整体设计上，其中最重要的设计点在于以下方面：

4.2.1 选择合理的外形

外形是建筑物的面积与体积的比值，与建筑物的热性能密切相关。与曲面建筑相比，在建筑体量相同的情况下，分散模式的热量消耗会高于集中模式，因此需要有效控制建筑楼层高度，减少凹凸变化在建筑表面和体型上的表现，根据面积合理地控制窗和墙的比值，尽量选择扁平建筑造型的设计规则。规划设计房屋总平面图时，不能忽视设备和管道的组合，设计地下室的空间时，应减少设备管线之间的距离，提高地下室的利用率，减少管线的热损失。

4.2.2 围护结构

住宅围护结构的性能直接影响建筑的能耗。如果建筑物的性能没有达到最佳状态，冬天房屋内部的热量会通过围护的结构意外散失，从而导致供暖系统承受负荷；夏天的热量随围护的结构聚集房子里面，使制冷器难以给住宅降温。规划时要对外墙进行有效控制，采取适当措施降低墙体的导热系数，防止热桥效应，保护基本结构，减少不必要的浪费。

4.3 推进建筑智能化设计

进入21 世纪以来，我国智能建筑设计发生了巨大变化，智能建筑已成为时代的主要标志，我们不仅要保持建筑原有的自然风格，同时也注重运用高科技设备和设施，充分提升建筑本身的价值。目前，建筑工程中广泛应用了自动化和智能化、科学化和人工化、电气化和控制化整齐合一的电子通讯技术以及其他智能应用技术等现代科学技术。这些技术在绿色低碳建筑建设完成后，根据系统的自动化属性智能地调节建筑内的温度条件，提高人们日常工作时的舒适度，以及学生学习时环境的舒适度。同时自动化智能系统在建筑中也可以用于建筑灯光以及其他电子设备的自动开关，有效降低能耗，保证减少电子垃圾的产生。采用智能化设计方法，可以构建一个多功能、高品质、新颖、丰富的建筑平台[5]。从物理上来说，这是一种垂直空间的形式。通过先进的设计手段，我们不仅可以降低能耗，还可以实现建筑的可持续发展。水平空间采用智能化设计方法，协调和建立关系，实现声、光、热、温的统一，让人们感受到真实的自然景观和现代科技的结合，比如高效信息通讯系统提高了建筑的档次，为建筑节能设计的绿色和可持续发展理念打下了良好的基础。

4.4 门窗设计

住宅建筑中的门窗设计很重要，因为门窗的大小直接影响房屋里面居住的舒适度。从窗户进入房间的阳光会增加室温。窗户和地板之间的区域在节能计划中有明确的定义。在规划时，使用节能规划软件来计算和控制窗口比例，建筑造型和三维景观设计可以将阳光直射和光线结合，利用建筑物现有的功能或装饰构件遮阳[6]。确保门窗的位置和尺寸满足自然风的流通；均匀地组织房屋周围的活动。此外，采用双层玻璃门进行附加装饰，推拉门通过公共走廊通风，也能达到有效调节室内的通风作用。通风设计如图4 所示。

图4 通风设计

4.5 利用新能源设计节能建筑

在建筑业中，人们越来越重视新能源的开发和利用，大部分已在实践中得到应用。绿色低碳建筑在设计时要综合考虑到建筑整体的环境安排以及节能减排效率，在设计建筑的设计和后期建设时，节约利用所有可利用的资源，例如天然资源以及水资源等不可再生资源，在绿色建筑整体规划设计时，也要使用与新能源技术，与绿色低碳建筑本身的功能和性质相结合，为人们的日常活动和日常工作提供更多更便利的条件。太阳能和风能的应用最为广泛，因为它们不仅无污染，而且可再生、可持续，这两种能源在转换过程中都很方便。例如，转换为电能可以促进日常照明，为工作应用创造条件。但是，使用这两种新能源还应考虑建筑所在地的自然环境，如当地天气、日照强度。和日照天数、风力强度等。对建筑周围其他建筑的影响，具体问题具体分析，以实现绿色建筑的设计理念，尤其是在能耗较高的空调系统和照明系统都需要进行能源的开发利用，以更好地减少能源消耗。建筑设计和施工集成光热加热器，方便热水供应；在建筑物的屋顶和外墙设计和使用一体化光伏太阳能电池板，结合先进的逆变技术和电池，实现太阳能发电[7]。太阳能设计如图5 所示。

图5 太阳能设计

4.6 尽可能地利用自然光源

绿色建筑强调节能环保，充分利用自然资源来满足这一需求，在建筑的能耗中，光能消耗是不可避免的，即日常照明效果。在房间里工作，最重要的是照明效果好，工作的心情也会很愉快。首先，从节能的角度来看，我们应该尽量减少电能的消耗，尽量使用自然光源。其次，以窗户为出发点，改变窗户的位置和数量，实现绿色建筑的理念。最后，在建筑的顶层，我们可以使用玻璃和其他透明材料将光线吸引到房间中。这不仅提高了照明效果，还利用太阳能满足其他需要。

根据项目区域气候特点，建筑立面的三维结构不仅可以充分利用自然通风条件，还可以遮阳阻挡夏季的眩光，防止过度日照导致能耗增加，保持室内温度恒定，降低空调能耗。建筑外观设计可以有效解决通风和遮阳之间的矛盾。通过改变太阳方位角的变化规律，采用透明玻璃制成，光线充足，通风良好，遮阳板的设计需要更加细致，穿孔铝板后面是一扇敞开的窗户，在不影响整体立面效果的情况下，开启了建筑的部分窗户，从而达到更好的通风效果，大大提高建筑的运行性能。采光设计如图6 所示。

图6 采光设计

5 结语

目前，人们的环保意识不断提高，低碳节能理念得到广泛推广和应用，它直接关系到自然环境和人类健康，建筑设计应逐步向低碳、节能方向发展，实践表明，设计模式应基于相应的规划体系和可持续发展原则，科学合理地设计和规划建筑，大力采用环保节能设计材料，确保符合低碳节能设计标准，为人们创造舒适、健康、环保的环境，广泛利用太阳能、风能、水电等再生自然能源，既能降低能源消耗，促进社会经济发展，又能保证建筑的舒适性和环保性，提高用户对建筑功能的体验。国家大力倡导创建环保节能型社会，建设绿色低碳建筑可以为环境保护做出巨大贡献，我们要致力于建设绿色低碳建筑，设计绿色建筑，实现节约能源资源、保护绿色环境、改善气候的目标。