绿色建筑理念在建筑设计中的应用研究

崔乃夫

（中国城市建设研究院有限公司，北京 100120）

1 引言

绿色建筑设计是现代建筑设计的重要发展方向， 是响应现代建筑节能、减排、绿色、环保的重要表征[1]。 在现代建筑设计中，深入渗透与应用绿色建筑理念，充分运用绿色建筑的设计方法对现有建筑设计中涉及的材料、装修、工艺以及建筑工程中的各子工程，如暖通工程、屋面工程、门窗工程、内部水循环工程等进行节能设计与环保设计， 可以切实提高现代建筑的设计效能如保温性能、隔热性能、隔音效果等[2]，减少建筑施工与投用对能源的大量消耗以及对周边环境的负面干扰。

2 绿色建筑设计的理念

当前资源利用率低、能源总量紧张、生态系统失衡、环境污染严重等问题已成为制约社会经济可持续发展的因素。 绿色建筑设计理念以建筑设计为抓手， 通过充分考虑建筑施工与投运后的节能性、 环保性以及功能布局的合理性与科学性等，切实优化绿色建筑设计方案。 在建筑工程中应用绿色建筑设计理念， 需要从建筑工程的各个分部分项工程以及建筑工程实施的各类施工要素着手，强化绿色、节能、环保材料与技术的渗透式应用，提高建筑工程资源与能源的利用率，降低建筑工程施工能耗，减少环境污染，为住户提供更加适宜且经济的建筑环境条件[3]。因此，绿色建筑设计的核心体现在绿色，即技术绿色、材料绿色、设计理念绿色推动建筑绿色，真正达到节约用地、节约能源、节约材料、节约用水的目的[4]。 相较于传统建筑设计的闭合式、隔绝式理念，绿色建筑设计理念侧重于充分运用外界的自然环境与气候条件提高室内居住环境的适宜性，减少室内环境保持的经济成本支出以及能源消耗，切实提高建筑使用的功能性、环保性、节能性与舒适性。

3 建筑设计中的常见问题

在土地资源日趋紧张的现实条件下， 现代建筑的设计与建设密集与集约程度较高，建设规模也与日俱增，以迎合城市化的飞速发展以及民众日益上涨的住房改善性需求。 但是，建筑工程设计中，功能布局、能源供应的绿色环保性与科学合理性等常常存在一些问题， 导致绿色建筑设计理念的渗透与应用不够深入，不利于环境友好型与生态友好型社会建设，具体表现在如下方面。

3.1 建筑布局不合理

当前不少建筑， 尤其是大城市中的高层建筑在设计时更侧重于建筑的功能性与实用性， 而对于建筑的环保性与舒适性却关注较少，导致不少高层建筑在功能布局、结构设计、空间关系等方面存在一定不足， 如两个相邻建筑的楼间距过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户的居住舒适度不高， 需要额外利用照明设备或采暖设备提高室内光照度与温度；建筑内结构布局不合理，使得建筑室内外通风不畅， 需额外在室内开通空调或新风系统加速室内外气流交换等[5]。不合理的建筑布局不仅会影响住户的居住体验，更会增加建筑投运后的能源与资源消耗，不利于生态环境保护与经济成本节约。

3.2 建筑外墙、屋面、门窗设计不合理

建筑中内外部环境交互与过渡的结构包括外墙、屋面、门窗等，由于直接接触室内外环境，外墙、屋面、门窗的材料特性与工艺特性直接关系到建筑的保温、隔热、隔音性能，进而影响建筑室内环境的舒适度，也影响空调能耗。 尤其是一些传统的建筑设计方案，在设计时更侧重于上述结构的完整性，但对环保、节能等性能考虑与设计不足，导致传统建筑设计时采用的施工材料不少为非环保型材料， 窗户材质也采用的非隔音或隔热型窗户，外墙未设计保温隔热层等，导致建筑的保温隔热与隔音效果较差，影响建筑投运后的实际能耗量。

3.3 施工材料、工艺落后

早期不少建筑采用了落后的施工材料， 导致施工材料应用在建筑中后持续释放出有毒有害等污染气体， 不利于居住者的身体健康；一些建筑采用的材料规格与质量不过关，保温隔热性能较差， 导致建筑的实际暖通空调与新风系统的运行能耗增加[6]。 在施工工艺方面，不少建筑工程设计时未融入绿色设计理念， 所设计的施工工艺与施工组织计划方案不适配当前绿色节能的要求， 施工工艺实施过程中对大型机械设备的要求较高，大量的柴油燃烧会对空气环境带来污染，同时不少施工工艺实施也会产生大量的废水废渣， 污染周边的水环境与土壤环境。

4 绿色建筑设计应当遵循的原则

4.1 环保性原则

环保性原则是绿色建筑设计的首要原则，其在对结构、功能布局、暖通工程、屋面工程、门窗工程等进行科学设计时，首先要考虑各类施工材料、施工工艺与施工技术的环保性，如建筑装饰装修材料是否环保、是否对人体健康无危害、是否对周边的空气环境、水环境、土壤环境有污染风险与破坏风险[7]。通过将绿色设计理念渗透与应用在绿色建筑设计实践中， 可以在建筑施工与投运过程中最优化利用各类能源与资源， 切实减少建筑施工与投运期间的施工行为、施工材料、机械设备操作应用、机电设备启用与运行等对周边自然环境产生的影响，真正实现科学发展观下人与自然和谐相处。

4.2 合理性原则

绿色建筑设计在满足施工材料、施工工艺、施工设备以及后期建筑投运后建筑本身的节能、减排、绿色、环保特性外，还应高度重视建筑设计的最基础内容， 即建筑工程的质量符合相关技术规范与要求、 建筑工程的功能布局符合居住人员的实际使用需求， 不能单纯为了追求建筑的绿色与环保而无视建筑工程设计与实施的必要性原则与客观规律[8]。 因此，绿色建筑设计应合理、科学，以免建筑工程施工质量不过关而带来二次返工或严重的安全隐患。

5 绿色建筑设计方法

5.1 加强绿色材料应用

绿色材料的选型与使用是绿色建筑设计的重要内容。 在开展绿色建筑设计时，要结合施工材料的节能性、环保性、经济性与功能性等，对照建筑设计的材料标准与规范，选用实用且环保的绿色施工材料，切实提高建筑工程的绿色环保性能。如优先选择对环境污染小、使用寿命更长的施工材料，减少施工材料使用对建筑环境带来的污染， 避免因施工材料寿命过短而反复更换增加工程实施成本。 绿色建筑设计时要积极引入新型绿色材料，并将其合理应用在门窗、外墙、屋面等建筑内外过渡部位，提高建筑对自然资源与能源的利用率，降低因建筑采光不足、保温隔热不足而导致的暖通空调、照明设备的能耗量。 在绿色材料选用之外，应做好对建筑拆除废旧材料的科学回收与二次利用， 如建筑工程施工中的废弃钢管可充分回收，其他如砖石、木材、保温材料等在再次处理后同样可重新投入使用，降低建筑工程的施工成本。

5.2 绿色装修设计

建筑装饰装修工程是现代建筑设计中急需开展绿色化改造与设计的部分。 当前因装饰装修的材料与工艺环保性不足而引发的疾病问题众多，常见的如油漆、窗帘、大理石等铺设或安装后释放的甲醛、乙醛等有害气体，若将释放有害气体的材料作为建筑施工材料， 将危及长期居住在相对封闭的建筑室内环境中住户的生命安全。 因此，在装修设计时，应对装修材料与装修工艺进行绿色化设计， 同时要严格把控施工材料的规格参数，如对油漆、大理石等装饰材料以及建筑内饰用料等进行成分检测， 量化测定装饰装修材料与内饰用料的具体成本以及含量， 并对照绿色装修的有害物质成本控制标准进行材料筛选，确保建筑装饰装修使用材料的环保性与清洁性。

5.3 建筑围护结构设计

建筑围护结构绿色设计是对建筑的外墙围护进行绿色节能设计，提高外墙围护的保温隔热性能，从而减少空调系统的使用。 建筑围护结构保温设计分为外墙内保温设计与外墙外保温设计两种。 其中外墙内保温设计是在外墙内敷设保温隔热材料提高外墙的保温隔热性能， 减少建筑投运后的暖通设备使用。 但此方法会占用室内原有的空间，同时建筑内墙材料在长期使用后容易出现热桥效应， 增加建筑室内二次装饰装修的成本。 外墙外保温设计是在建筑外墙外部敷设保温隔热材料，由于敷设在墙壁外侧，墙体不易发霉，也不易产生热桥效应，是当前绿色建筑围护结构设计时的常见举措。

5.4 建筑节能设计

建筑节能设计的内容众多，一方面，建筑设计可充分引入新型建筑施工与生产方式， 如将装配式建筑应用到现代建筑建设与实施中，通过将建筑进行结构化拆分，在工厂批量化预制加工装配式建筑的构件后， 将其运输到施工现场进行吊装组装，实现对建筑的建设与实施，减少混凝土现浇式建筑施工作业给现场带来的扬尘污染、水污染与土壤污染，大大缩短施工作业工期，降低建筑施工作业的时间成本与经济成本。 一方面，建筑设计应充分结合当地的经纬度、地形地貌、气候条件等科学设计建筑的朝向、楼间距大小等，确保建筑室内外空气流通、采光充足。 例如，可以在屋顶采用镂空设计或大采光铺面设计，更好地提高室内的光照度，实现太阳能的能源转换。在高层建筑中，可以选用节能门窗，以免高层风力过大而导致建筑室内温度快速流失，提高高层建筑的保温性能。

5.5 暖通工程绿色设计

采暖施工涉及热水采暖、 后加保温层以及防潮层等施工内容。 在对保温层和防潮层施工时，按照节能和设计要求的标准，对材料厚度、规格大小进行严格控制，要做到合理运用材料、科学选择施工技术。 此外，要对保温管道的铺设格外重视，不仅要做到相应的平整度要求， 还要在铺设粘贴等操作过程中，避免出现管道松动的问题，进而导致保温效果不佳。 再者是防潮层的施工过程，在保证不会出现气泡、褶皱等情况的同时，还要保证施工可以完全密封、完全规范地进行，为提升建筑防潮性能打下良好的基础。 散热器的安装工作也不可小觑，要注意墙面和散热器安装位置的距离； 要对所需要连接件的安装拆卸问题进行重点分析。 而在散热器支撑架的布置方面，要遵循其对称性原则。 由于布置需要做到紧密且完整，所以要对其做最好的防护措施， 避免出现太过密集导致支架相互接触失去完整性的情况。 热水采暖系统中，安全是第一位。 在严格筛选采暖系统节能性的同时，要对压力平衡装置、温度控制装置、计量装置等进行严格把控，这样工作开展更具合理性，为维护和观测工作也打下了良好基础。

6 结语

在节能环保号召下， 绿色建筑设计逐渐成为建筑设计的主流。 设计单位应充分认知到早期建筑设计中的常见问题，并紧密围绕绿色生态、 能源节约与高效率利用等目标积极开展绿色建筑设计。 一方面应合理设计建筑功能布局，提高居住者的居住舒适度；一方面应积极采用环保型材料，在围护结构、暖通工程等分部分项中应用污染小的工艺技术，实现水、电等能源资源的节约化利用，充分体现绿色建筑设计的经济价值、生态价值与社会价值。