现代绿色建筑节能设计研究

王晓春

（太原理工大学建筑设计研究院有限公司，山西 太原 030024）

0 引言

中国社会经济正处在一个良好的发展势头下，然而整体的资源消耗总量却呈现出严重的递增状态，环境污染问题也日趋严重。在这样的环境背景下，为了能更好地实现资源和能源的可持续发展，中国针对建筑行业实行规范化管理，要求该行业必须按照国家的发展要求开展各项工作。绿色建筑工程是当前国家重点关注和支持的项目，该工程不但达到了绿色节能的基本要求，而且也切实推动了中国综合国力的快速增长。但不可忽略的是，在中国大力推行绿色建筑理念的同时，绿色建筑节能设计中仍然存在一些实质性问题没有得到妥善处理和解决，因此一定要重点从环境的角度出发，做好绿色节能设计的宣传和推广工作，将建筑项目对环境的污染降到最低，给人类创造一个更加健康的环境，提升人们的生活幸福感。

1 节能设计应用在建筑设计中的重要意义

首先，在我国城市化进程不断加快的态势下，建筑工程项目日益增多，建筑工程质量要求不断提升。同时，随着我国可持续发展战略的贯彻落实，人们的节能环保意识显著提升，对建筑行业的节能环保要求也更加严格，因而，积极推动节能设计在建筑设计中的大力应用，已成为顺应时代发展的必然举措。其次，建筑设计作为建筑工程施工开展的前提和基础要素，在建筑设计中融入节能理念已成为衡量建筑工程施工科学化的关键性因素[1]此外，建筑节能设计涉及众多领域，涵盖面较广，若在建筑设计阶段出现问题，不仅会严重影响施工进度，造成建筑成本的提升和施工材料的浪费，而且会对生态环境产生不良影响，造成严重破坏，因此，加强节能设计在建筑设计中的应用，体现了人与自然的和谐统一发展，兼顾房屋性能与建筑美观，有利于促进我国经济稳定健康发展和建筑行业的可持续发展。

2 现代绿色建筑特点

近年来，绿色建筑逐渐得到了更多人的关注和认可。以下总结了现代绿色建筑的特点，并且分析了其优势。

（1）绿色建筑最突出的特点是节能环保。与传统建筑设计相比，不难发现，绿色建筑的优势不仅体现在绿色节能技术的应用上，还体现在建筑施工的各个阶段和环节都必须以实现绿色节能为最终施工目标。

（2）绿色建筑能有效满足业主健康的消费心理。通过采用现代节能环保技术，建筑企业可以为业主提供更健康、节能的生活和生活空间，让人们感受到消费的现实意义，认同和认可节能建筑的行为，这也可以在很大程度上改变业主的整体消费观念。但应该清楚的是，节能建筑值得提倡，但前提是确保建筑工程的整体质量，不仅要满足国家有关建筑设施的标准，还要满足公共业主的宜居需求。

（3）绿色建筑的一个更重要的优点是其寿命长。现代绿色建筑的使用寿命是业主关注的重要问题[2]。事实证明，与传统建筑相比，绿色建筑的使用寿命更长。在整个项目的详细规划过程中，施工单位必须做好项目设计阶段、施工阶段和其他方面的综合研究和分析，包括施工材料的运输，施工现场建筑垃圾的分类和处理以及废物和多余建筑材料的回收利用等重要工作内容，要确保环境保护与经济社会发展双赢，促进人与自然和谐共生。

3 绿色节能建筑施工原则

3.1 创新原则

创新能够促进发展，因此，为促进建筑行业长远发展，就需遵循创新原则。目前我国科技发展较为迅速，能够更好地在建筑领域当中发挥技术优势、材料优势和设备优势，所以在工程建设时，既要使用绿色节能技术，同时还要遵循创新原则，不断完善施工技术，从而改善施工技术应用效果。

3.2 要严格遵循安全性原则

房屋建筑作为人们日常生产生活的重要场所，其安全性直接关乎人民群众的人身财产安全，因而将节能设计积极融入建筑设计的过程中，首先就要对安全性做出切实保障，积极打造建筑节能设计的安全建设。

3.3 坚持和谐相处的原则

要想从根本上实现现代建筑的生态化和绿色化，相关设计人员在开展设计工作时就必须从生态的角度出发，重视人与自然之间的和谐发展，使有限的生态资源能够得到更高效的利用，进而促进环境保护与社会经济增长的完美统一，保证绿色和谐的建筑设计理念能在具体的建筑设计工作中发挥其自身独特的优势，并与最终的设计相融合。此外，在开发建设的过程中，对环保性资源要进行合理利用，如生长在自然中的一些绿色植被等，这样能促进绿色建筑价值的提升，充分展现出建筑的整体优势，为居住者创造一个更为舒适、健康的居住空间，同时减少环境污染。

3.4 低能耗原则

加强材料使用管理，由于建筑工程工程量较大，使用材料较多，进行材料使用管理能够控制材料使用，减少材料浪费。此外，严格制定施工方案，确保规划科学合理，并合理应用各种资源，尤其是电能、水资源等，减少能源、资源浪费，达到预期绿色、节能效果。

3.5 坚持舒适的原则

建筑设计的最终目的，既是要保证建筑的外部和内部结构都具备一定的美观性，满足人们的审美需求，也是要让居住者在居住环境中获得身心的放松，并能够处在一个健康的生活环境中，这样很有利于提升居民的生活幸福感。因此，在进行建筑设计和施工时，一定要从居住者的内心需求出发，注重环保技术的运用，对建筑采光、通风、供暖等方面的设计一定要科学合理，在最大程度上满足居住者的切身需求，使居住者能够获得更加舒适的居住体验[3]。此外，在选择建筑材料时，一定要从低碳环保的角度出发，尽量选用一些性价比较高且节能环保效果更突出的建筑材料。

4 节能设计在建筑设计应用中的现存问题

4.1 对新能源利用不足，能源消耗量较大

建筑行业为了满足人们的设计需求，往往不惜消耗大量能源，不仅与环保绿色发展理念背道而驰，而且也给能源资源的使用与管理带来一系列负面影响。国家颁布的《建筑节能与可再生能源利用通用规范》中明确提出，新建的居住建筑以及公共建筑等平均设计的能耗水平基于2016 年所执行的节能设计标准分别降低30%与20%，不同气候区内的平均节能率要达到以下规定：严寒以及寒冷地区内居住建筑要达到平均75%的节能率，除了严寒以及寒冷地区，其他的气候区内居住建筑要达到平均65%的节能率，公共类建筑要平均达到72%的节能率。但在一些建筑构造设计中，没有关注建筑内部和周边环境的有效协调，装饰的选择和使用与节能要求标准不符，这也导致所设计的建筑存在过高能耗，并不能达到节能的效果[4]。

4.2 节能技术起步较晚，建筑节能方式落后

随着我国社会经济水平的不断提升，人们的日常生产生活对能源的需求量也日益增多，能源短缺的问题进一步凸显。相比其他西方国家，我国建筑节能设计方面还有很大的进步空间。以集中供暖为例，我国将煤炭作为集中供暖的主要材料，但是在燃烧过程中并未实现对煤炭的充分利用，从而造成能源严重浪费的现象。

5 现代绿色建筑节能设计的发展及运用

5.1 绿色建筑朝向设计

建筑朝向设计问题与光线、风向问题有着密切关系。设计人员在设计过程中，需要充分考虑建筑物的光线情况，并利用风向条件实现科学通风。如果朝向的设计不符合建筑要求，就很容易影响建筑的舒适度。因此，只有对建筑物的间距、组合关系等进行科学计算，才能提升建筑的节能效果，增强建筑的自然通风效果。设计人员在设计建筑朝向时，结合当地的气候因素和日照时间进行严谨设计，能有效节约能源。同时由于传统思想的影响，中国的房屋建筑大多数采用南北朝向的格局。考虑光照、通风等建筑朝向设计中的关键因素，可在房屋的东西两面墙体上设置大小适合的窗户。另外对于房屋内部格局的设计问题，需要将房屋按照相应的功能划分为不同的格局，方便日后暖通设备和空调等系统的安装。设计人员可基于外表面积小，房屋内部的冷负荷就相应变小的原理，实现能源使用率的降低，确保建筑的冷暖优势都能充分体现出来。

5.2 自然通风优化设计

（1）朝向调整是根据当地气候条件、风向来计算建筑物的最佳朝向，通过调节风向投射角来提高室内通风顺畅程度。例如，在本项目中，拟建建筑物的高度为30m、宽度为20m、长度为60m，当地夏季主导风为东南风，开展建筑屋后旋涡分析工作，发现在风向投射角为45°时的风速衰减系数较小，且迎风建筑物身后部位未出现明显旋涡。

（2）建筑群布局调整是根据当地风向来选择建筑群平面布局结构，如在拟建多座高层建筑与底层建筑时，可采取错列式作为建筑群布局，交错布置高低层建筑物，通过引导湍流形成的方式增加风速。

（3）单体建筑平面布局是通过布置中庭空间、在外墙与房间内墙上设置窗户、调整建筑进深、增加窗口离地高度等手段来改善建筑室内自然通风效果。

5.3 门窗安装

门窗是建筑的必备部分，门窗质量合格与否与用户居住体验感密切相关，但因门窗并不密闭，所以若是安装不好日后极易出现漏风、漏水的情况，严重影响用户日常生活，所以必须重视门窗安装，安装过程中还需注意以下方面。

（1）玻璃选用，玻璃是门窗安装的关键，具有保温隔热、遮风挡雨的作用，所以必须重视玻璃的选择，尽量使用低辐射玻璃，以免因反射性较强造成光污染。

（2）窗墙比例，根据房屋实际情况调整门窗朝向，例如，东侧、北侧窗墙比例大约控制在两成以下，西侧、南侧窗墙比例可适当提高，此种方式能够有效降低能源消耗。

（3）外墙气密性，门窗是安装与墙体之上的，因此，门窗与墙体之间不可避免地会存有一些缝隙，为保证建筑保温隔热、遮风挡雨的作用不受影响，就需选用密闭性较好的材料辅助门窗安装。

（4）温度阻尼区，设置此区域能够保证建筑保温性、隔热性，从而改善居住环境[5]。

5.4 建筑设计中对新能源的应用设计

对新能源的大力应用，不仅能够起到降低建筑能源消耗的效果，而且在落实绿色节能理念，防治生态污染方面也有积极作用。随着科学技术的不断突破，新能源也在各个领域得到了广泛应用。建筑设计中对新能源的应用进行节能设计时，可以大量选用无污染的可再生能源。比如太阳能，就是建筑节能设计中新能源利用的重点，不仅可以有效降低建筑能源损耗，而且可以起到节约能源，缓解能源危机的作用，为此，可以充分发挥太阳能优势，加大对太阳能空调、太阳房等应用领域的开拓。此外，可以将地源能应用在建筑设计中，充分发挥建筑空调中的节能作用；还可以加大沼气在建筑节能设计中的应用，积极打造日光温室、沼气池等配套设施，从而有效实现对能源物质的多重利用，推动形成能源利用的良性循环。

5.5 建筑照明技术的节能设计

传统模式下的照明技术往往需要投入大量电能，照明过程中产生的热量会造成室内温度上升，从而造成建筑应用过程中能源资源的额外浪费。融入现代科技手段的建筑照明节能技术可以对照明电能浪费现象进行有效改善。为了达到理想的采光与节能效果，可以促进自然光源与人工照明的有机融合。具体可以通过使用新型节能灯具等方式加以实现，例如，可以对电子镇流器、节能型电感镇流器等低能耗光源加以推广使用，如某工程改造中，之前所用T8 荧光灯换成高效化LED 灯具后，通过对比分析，发现节能了50%～60%[6]。除此之外，还可以对灯具的控制方式进行改进，采用节能型开关装置等方式对建筑照明进行节能设计。例如，卧室的床头灯采用调光开关、公共区域采用声控开关、高级客房采用电钥匙开关等，据相关统计，和传统照明控制模式相比，此类照明控制能耗降低了40%～80%。

6 结语

在建筑工程中，科学地运用当前先进的绿色节能技术，不但能保证建筑整体的实用性，而且能有效促进国家的可持续发展。在具体的应用过程中，一定要严格遵循绿色、环保的设计理念。针对绿色节能技术的实际运用，一定要从设计工艺和设计技术方面入手，重点突出技术的优势和特点，进而满足现代绿色节能建筑的标准规范，实现资源的高效利用，为人们创建一个更加健康、舒适的生活空间。为了实现节能设计在建筑设计中的优化应用，可以从各个建筑结构的细化与深入渗透入手，贯彻落实建筑施工的全过程，本文也从建筑照明、墙体、屋面、门窗、新能源等方面展开论述，旨在积极促进建筑设计与节能设计的有机结合，推动建筑工程行业实现高效优质发展。