绿色建筑设计理念在房屋设计中的应用

郭 艳 安徽省施工图审查有限公司高级工程师

探究绿色建筑设计理念在房屋设计中的应用策略，需明确绿色建筑设计的基本原则，结合工程案例，探索该种设计理念的具体应用方式，从整体规划、环保材料应用以及电气设计等方面加以探讨，并在设计过程中结合BIM 技术等来预估房屋设计方案产生的效果，分析其整体是否满足绿色建筑设计理念标准要求，以此来对其加以优化，发挥出绿色建筑设计理念的最大价值[1]。

1 绿色建筑设计原则

1.1 节约能源、保护环境

绿色建筑设计理念下，遵循节约能源、保护环境的原则，合理利用清洁能源，如太阳能和风能等，并因地制宜地选用材料。建筑在生产过程中会消耗大量的能源，并产生环境污染，所以在选材时应有生态和经济意识，选择对环境负荷小、耐久性好的建材，尽可能做到建材的使用寿命与建筑同步，减轻人类过度开发自然资源引发的生态问题。

1.2 减少污染

减少污染是绿色建筑设计理念的核心内容，主要涉及两方面内容：一方面是建筑在全寿命周期中减少对周边环境造成较大的污染；另一方面是将绿色建筑设计理念应用在房屋设计中，构建以房屋为基础与核心的除污系统，避免各种光污染、有害气体污染、噪声污染等，使建筑健康舒适、环境宜居，满足人们日益增长的美好生活需要。

1.3 低能耗设计

低能耗设计指的是通过被动式建筑设计来降低建筑能耗，主要有以下几个技术手段。一是使用高性能保温材料、被动式系统窗与可调节外遮阳提高外围护结构的保温隔热性能；二是建立高气密性系统，合理处理热桥节点；三是使用高效热回收除霾新风机组；四是使用太阳能、地源热泵等可再生能源；五是使用智能照明、能耗管理能智能化建筑系统。让建筑在显著提高室内环境舒适性的同时，大幅度减少能耗，最大限度地降低对主动式机械采暖和制冷系统的依赖。

1.4 与当地发展相适宜

绿色建筑应用在房屋设计中，要考虑如何与所在地的经济条件、气候特征、文化传统观念、地形地貌等相结合，以此来成为周边社区不可分离的组成部分。此外，绿色建筑的实现与当地文化环境、社会水平、现存人类建筑、自然资源、独特气候条件等有着直接的关联，因此在房屋设计中引入绿色建筑设计理念时应综合考虑各个方面的影响因素，以此来达到最好的绿色设计效果。

2 工程案例简述

以某高层综合楼为例探究绿色建筑设计理念在房屋设计中的应用。周边2 km范围内有汽车客运站、高铁站、政务服务中心、学校、医院等建筑，是新城核心区，建筑较为密集，对阳光、空气等要求较高，且南面距离其他建筑约40 m，东西北侧距离其他建筑均超过60 m，需通过合理的绿色建筑设计来保证房屋的整体使用效果，并需保证设计方案的经济性与适用性。

3 绿色建筑设计理念在房屋设计中的应用

3.1 整体规划绿色节能设计

（1）房屋整体布局设计。进行房屋格局设计时，需充分考量施工场地功能组织，在安排建筑单位、人流、车流时，需确保房屋总平面设计避开冬季主导风向。在夏季加强对各种自然通风的利用，需要利用好现场自然条件，合理设计房屋朝向、楼距等，实现采光与自然通风的合理利用[2]。

（2）优化房屋设计方案。遵循“集中布置、紧凑排列”的设计原则，设计师需在参考各项施工资料的基础上到实际施工场地进行调研，结合实际情况，参考其他同类型房屋的设计方式，设计出最适宜的方案；遵循“因地制宜”的设计原则，综合分析房屋施工场地所处的地理位置、地形地貌、交通条件、天气因素等，优化设计方案，力求最大化利用现有的绿色资源，实现对房屋设计的整体性规划。

（3）温度与湿度设定。综合楼的建设地点是夏热冬冷地区，冬季相对湿度为80%，室外温度为-5 ℃，夏季为34 ℃，空调室内环境设计按照如下标准设定。商业空间室内设计温度为冬季18 ℃、夏季26 ℃，相对湿度为冬季自然湿度，夏季不大于70%。

（4）窗墙面积比控制。要求所有朝向的窗墙面积比控制在0.45 之内，且所有的窗口皆采用断热铝合金框Low-E 中空玻璃窗，使其可见光透射比不小于0.4，如此能够较大程度地节省照明能耗[3]。

3.2 环保建筑材料应用与管理

（1）环保材料应用。其一，建筑外墙引入仿石铝单板，其中复合一层或者多层玻璃棉，并将其完全包裹在柱、结构梁中，也可选择多孔砖、空心砌块等节能效果较好的墙体建材；其二，门窗设计时选择断热铝合金门窗，节能效果明显，且使用了清洁生产技术，不会耗费较多的天然能源；其三，可规划使用纤维板、胶合板、原木材砂石、滑石粉等无毒无害、低排放的建筑材料，亦可结合房屋设计规划引入环保地材、环保管材、环保漆料等环保材料[4]。

（2）进行各项材料的综合管理。其一，结合房屋设计与施工推进情况，制定各项材料的选购计划，避免材料长时间堆积造成的损坏、过期等问题；其二，加强对各项材料的检查工作，在进入房屋施工场地、使用前都需进行抽检，确保其满足使用标准；其三，考虑各项材料的存放标准，合理规划其存放位置，使其处于备用状态。材料的综合管理可使其质量合格，避免后续因材料质量问题而造成返工与材料浪费。

（3）材料用量控制。材料用量控制是材料绿色管理的关键内容，通过减少不必要的材料浪费来响应国家房屋环保发展号召。首先，制定限额领料制度，要求各个施工团队按照设定好的材料消耗量，在规定限额内分期、分批次领取，并制定自上而下的四级审批制度，避免出现“漏”“滴”“冒”“跑”等问题而造成材料浪费。其次，强化材料现场管理，科学调配各个材料的进出场顺序，结合工程进度、定额编制材料进出场计划实现材料的综合管理，避免因材料的不合理利用而造成成本增加。

3.3 房屋暖通空调绿色节能设计

3.3.1 主动式节能技术

主动式节能技术指的是利用建筑本身以及自然能源来提升室内环境品质，通过各项主动措施来优化室内生态环境，需规划好太阳辐射和自然通风两项工作。就控制太阳辐射而言，暖通空调是一把双刃剑，它可通过增加室内的太阳辐射而降低能耗，也会因太阳辐射的增加引起空调日射冷负荷的增加；就自然通风而言，可利用热压原理来实现自然通风，利用热空气上升的原理在建筑上部设排风口将污浊的热空气从室内排出，而室外新鲜的冷空气则从建筑底部被吸入。具体操作是利用建筑物内部贯穿多层的竖向空腔，如楼梯间、中庭、拔风井等满足进排风口的高差要求，并在顶部设置可以控制的开口，将建筑各层的热空气排出，达到自然通风的目的[5]。

3.3.2 被动式节能技术

在很多大型房屋中，因通风路径长、流动阻力大，单靠热压、自然风压很难完成自然通风，且该项工程紧邻城市大道，若是直接自然通风，则会将室外噪声与混浊的空气直接带到室内，影响人体健康。针对该种情况，可引入被动式方法，即构建通风系统，辅以符合生态思想的空气处理手段，可通过以下数点来实现。（1）建立置换式送风系统，主要形式包括空调地板送风桌面送风置换式地送顶回送风；（2）建立冷辐射吊顶系统，大部分办公房屋建筑中的内热源为照明设备，可通过辐射供冷系统消除或者减弱这部分热量；（3）建立低温送风系统，与冰蓄冷系统结合使用，虽然节能效果不高，但是对市区用电却能起到平衡作用，增加发电功率，降低环境负荷；（4）蒸发冷却空调系统，这是一种绿色仿生空调技术，包括间接蒸发冷却与直接蒸发冷却两种方式，制冷剂为水，不会对室内环境造成污染，制冷时不会耗费压缩功，耗费的功率也低于机械制冷。

3.4 房屋电气设计中绿色建筑设计理念的应用

3.4.1 优选高效照明光源

其一，商业照明光源选择细管直管形三基色荧光灯、小功率陶瓷金属卤化物灯、发光二极管灯等；其二，办公室照明灯源可选择细管直管形三基色荧光灯，该种灯具照明效率高、耗费电能低；其三，楼道、狭窄空间装置的疏散指示灯，可选择低功耗LED，以此来节约能源[6]。

3.4.2 改善房屋照明设备控制方式

其一，房间建筑面积不大时，选择控制装置和照明设备一对一的控制方式，节能效果明显；其二，在房屋过道、走廊、玄关等位置设置声控照明装置，以此来控制好照明时间，有效节约能源；其三，合理规划照明灯光位置，多装设在比较阴暗的位置，可利用调光系统来不断调整室内的光线亮度，提升使用体验，降低能耗；其四，结合各个照明灯具的功能来进行分区、分组、时间控制、动静控制，实现对灯具开关、光敏的灵活调整。

3.4.3 明确照明利用系数

要明确照明利用系数，计算室形指数，再结合选择灯具的配光曲线，查阅相关资料与表格，选择出相匹配的地面、墙面、天花板的反射系数，并结合建筑实际需求，综合设定各项灯具的利用系数，以此来达到最好的节能效果[7]。

3.4.4 搭建楼宇设备自控管理系统

楼宇管理系统包括3 层，第一层为微机工作站，第二层为若干台区域智能分站，第三层为各项末端设备，包括调节阀、湿度、风门、变送器、传感器等多种执行器件，以及功率因数、功率、电压、水位、流量、压力、湿度及温度等传感器。通过该项管理系统，实施对房屋有效、全面的监督管理，实现对照明回路、各种水泵、给排水回路、变配电高低压回路、冷冻机组、空调系统的状态检测与启停控制，以此来实现各项电气元件与设备设施的最优化运行，达到节约能源、绿色运行的目的。

3.5 室内环境设计

室内环境设计考虑的是如何开敞空间，合理利用构造物、设置植被位置、自然空调等来达到低耗与节能的目的。

（1）在房屋南侧可规划布置一些水面植被，通过其水体蒸发产生的能量来改变房屋周边环境的炎热条件，并可在冬季加强太阳辐射带来的反射作用，让房屋吸收更多的热量，提升房屋舒适性，降低空调能耗。应规划好各项制备的具体布置面积，如可以适当引入一些灌木乔木，能够引导南侧风进入房屋内部，并在北侧作为屏障来使用；若是条件允许，应尽可能增加绿植面积。

（2）灵活利用各种构造物，如在房屋外侧适宜位置规划设计导风板、挡风墙等构造物，结合绿化设计，如此在冬季可抵挡寒流，在夏季可引导风流，以此来降低房屋能耗。

（3）按照“动静分区”的原则对房屋进行空间划分、平面布置，减少对有安静要求房间的噪声干扰。选择合适的房屋维护结构构件，采取对应的降噪、隔声措施。

3.6 室外环境绿化设计

3.6.1 房屋周边绿化

在夏季，地面获得的辐射热反射到窗户与外墙，为减少来自地面的反射热，可在房屋周边种植一些草坪、灌木，以此来减少进入房间的热量；若是房屋处于北方比较寒冷的区域，可以种植一些落叶性植物。

3.6.2 房屋立面绿化

可以种植一些攀缘性植物来绿化墙面，如野葡萄、常春藤等，不需要再额外加装支撑物。其中，常春藤可以长到30 m 左右，野葡萄可以长到15 m 左右，能够减少热辐射，并形成较好的装饰性，提升房屋居住者的居住体验。

3.6.3 阳台与屋顶绿化

阳台是室内与室外自然接触的媒介，进行阳台绿化，可在室内形成良好的景观，并且可丰富房屋立面造型。阳台包括凹、凸及半凹半凸3 种模式，会构成不同形式的通风、日照情况，最后产生差异化的小气候。需结合实际情况来选择喜阴或者喜阳、抗干旱或者喜潮湿的植物品种，以此来产生更好的绿化效果。在进行阳台绿化时还需注意各个植物最终会生长到的高度，避免影响后期采光与通风。此外，屋顶绿化还具备蓄水、隔声、保温隔热、减少废水排放等功能，提升居住体验的同时能够降低房屋能耗。

3.7 绿色建筑发展中需注意事项

（1）绿色建筑不能等同于工业化程度高、装配率高的建筑，过度强调装配率不利于提高建筑安全性能，同时兼顾可持续性和安全性。

（2）绿色建筑不可过度使用高新技术，其本质是为了更好地满足人性化需求，创造更好的生活环境，过度使用高新技术、复杂技术和产品虽然能够在短期内降低建筑能耗，但在绿色建筑全生命周期内未必能够实现能耗最小化。

（3）除设计和施工外，绿色建筑的运行和维护也十分重要，但是很多管理团队未能认识到该点，从而在施工阶段为后续建筑维护留下隐患，造成成本和能耗等的增加。

4 结语

文章分析了绿色建筑设计理念在房屋设计中的应用，探讨了其重要性与必要性。分析房屋设计的基本要求，结合绿色建筑设计理念，优化整体设计方式，并需在设计过程中利用好各项自然资源，以此来优化房屋设计质量，实现绿色建筑目标。