绿色建筑设计在民用建筑设计中的应用

文／张金涛 贵州思远工程科技有限公司 贵州贵阳 550000

引言：

随着城市化进程的不断推进，我国的建筑数量和规模不断呈上升趋势，从而导致行业发展过程中所消耗的能源越来越多，所产生的污染越来越严重[1]。基于此，建筑行业开始探索在节能环保的基础下实现发展的途径，绿色建筑设计理念应运而生。在进行建筑设计时科学融入绿色建筑设计理念，可从根本上降低建筑对环境的破坏以及对能源的消耗，从而实现建筑行业的可持续发展。

1.绿色建筑的涵义

绿色建筑的涵义源自对“绿色”这一象征着自然与生机的颜色的认知。在自然界中，植物能够将太阳能转化为生物能，并将无机物转化为有机物，这种生命活动对人类和动物的生存具有至关重要的作用。从人类建筑历史的发展角度来看，建筑设计逐渐由最初抵御恶劣生存条件的手段转变为满足高质量生活环境的过程。然而，人们在这个过程中逐渐意识到现代建筑增加了人与自然之间的距离，因此绿色建筑的理念引起了人们的重视。

在设计绿色建筑时，应着重考虑周边的环境因素，通过合理利用资源，最大限度降低施工过程对环境造成的污染。同时，设计应提供舒适、健康的生活环境，甚至在拆除后也不应对周边的生态环境造成任何破坏。因此，绿色建筑的核心理念包括减少资源与能源的损耗、降低对环境的破坏，以促进人与自然和谐发展目标的实现。

绿色建筑的涵义不仅体现在建筑本身，在整个建筑生命周期中都应贯彻绿色理念。从设计、施工、运营到拆除，都应注重节约能源、水资源和材料的使用，并减少废弃物的产生。同时，要采用环保材料，提高建筑的能源利用效率，规划合理的绿地和景观，创造良好的室内外环境。此外，绿色建筑还需注重建筑与自然环境的融合，尊重和保护生态系统，使建筑的影响对自然环境和社区造成的负面影响降到最低。

2.绿色建筑设计的基本原则

2.1 生态性原则

生态性原则要求建筑设计应充分考虑当地生态环境，尊重自然条件，辅助自然环境改善，并且尽量减少对自然环境的干扰和破坏。这意味着在选择建筑用地时，需要避免破坏原有的生态系统，保护植被和土壤，维持生态平衡。同时，在建筑物的设计中，应充分利用当地气候条件，采取合理的设计措施，比如有效利用太阳能进行设计，合理配置建筑朝向和遮阳等设施，减少对室内空调和采暖系统的依赖，降低能源消耗。生态性原则还要求建筑设计应考虑资源的循环利用和节约。这包括采用可再生材料，减少使用非可再生材料，以及在建筑施工和使用过程中，尽量减少能源和水资源的消耗。比如，在建筑材料的选择上，可以优先选用符合环保标准的材料，如可回收利用的木材、玻璃等材料，减少对矿产等非可再生资源的开采；在建筑设施的设置上，应该考虑利用雨水收集系统、太阳能光伏板等设备，实现资源的再利用和节约。除此之外，生态性原则还强调建筑设计应注重室内环境品质和居住舒适性。在建筑内部布局和装修设计中，要充分利用自然采光和通风资源，营造一个明亮、通风的室内环境，通过良好的室内绿化和景观设计，提高居住者的生活品质，减轻室内空气污染对人体健康的影响。

2.2 环保性原则

环保性原则鼓励使用可再生材料和回收材料，避免使用对环境有害的化学物质，降低建筑材料生产过程对环境的影响。此外，建筑材料的运输距离也应尽量缩短，以减少能源消耗和环境污染。并且环保性原则的体现之一是合理利用水资源。绿色建筑设计应当注重雨水的收集与利用，推行灰水回收和再利用，采用节水型设施等措施，来减少对淡水资源的消耗，降低排水量。

绿色建筑应当考虑垃圾的分类处理、资源化再利用和减量化管理，遵循“减量化、资源化、无害化、循环化”的原则，以尽量减少建筑使用和运营阶段产生的废弃物对环境的影响。还需关注建筑内部的室内环境质量，通过合理的通风系统设计、无毒、环保的室内装饰材料选用、减少挥发性有机化合物（VOC）等方式，提高室内空气质量，减少对居民健康的影响。

2.3 先进性原则

随着网络技术与信息技术的发展，当前社会已经步入网络信息时代，网络信息技术为人们的生活创造了诸多便利。只有充分整合“绿色”与“智能”因素，才能有效促进社会发展的进程。所以，在进行绿色建筑的设计过程中，应遵循先进性原则，实现对建筑进行科学合理地设计。此外，随着城市化进程的不断推进，民用建筑的设计水平也越来越高。基于提倡可持续发展理念的背景，民用建筑设计应向着节能环保的发展方向进行转变。在设计绿色建筑时，应在先进性原则的引领下改善传统设计中的不足，使设计符合新时期人们的居住需求。

3.当前绿色建筑设计的研究现状

早在21 世纪初，我国就在国外绿色建筑体系的影响下，开始对绿色建筑体系进行深度研究。在研究过程中，相关专家学者常常以国外绿色建筑体系为参照，对我国的绿色建筑体系的差异与不足进行探究，并在此基础下重新划分了我绿色建筑的评价结果、方式、对象以及权重。目前我国正在逐步完善并构建绿色建筑评价体系，主要针对其评价的内容和指标进行研究，其中，需要对权重划分、评价形式与内容进行重点完善，并对绿色建筑的地域特征、寿命周期以及类型进行一定划分[2]。

近年来，我国对于原有的绿色建筑类型评价体系进行了一定拓展，结合建筑的不同类型特点进行区别评价，利用多元化的评价工具形成不同建筑类型所独有的评价体系，并充分对比研究评价结果的权重、指标体系的适用性与划分，从而为其他类型的建筑评价体系起到参考作用。相比于以往的建筑评价体系，绿色建筑的评价体系重点优化了指标的权重。绿色建筑的指标主要由一般项、控制项和优选项组成，由于没有对实际的权重指标所对应的权重系数进行赋予，我国依照国外所研究的评价体系权重划分成果，利用跨学科的研究办法，充分优化了国外所研究的权重划分成果，并以此为基础构建了符合我国实情的评价体系模型[3]。这种通过对先进权重划分方法的特色化优化，并在应用中结合统计学原理以减少其他因素影响的模式，使得我国的绿色建筑评价体系具备了充足的合理性与客观性。

我国的悠久历史也体现在建筑方面，在进行现代建筑的设计时往往能从传统建筑中获得一定的参考与借鉴。绿色建筑在进行设计时应充分发挥自身优势，在设计方法上应充分吸收传统建筑的优点，从而使设计的参考数据更为丰富，计算更为简便。在设计地域性绿色建筑时，应充分考虑当地的资源、气候人文以及经济等因素，对各类因素的权重进行考量和排序，从而构建符合区域实情且完善的权重评价体系。

4.民用建筑的绿色化设计

4.1 对建筑朝向与平面形状进行合理明确

对于现代民用建筑的设计，合理明确建筑的朝向和平面形状至关重要。在考虑建筑的朝向时，需要综合考虑太阳辐射方向、区域内主导风向、周边环境以及居民的使用需求等因素。这一过程通常需要进行实地考察、分析探究和权重评价，以确保建筑朝向的选择符合实际需求。一般情况下，我国民用建筑最适宜的朝向是南偏东或偏西。

在南方地区，考虑到气候较为炎热，设计民用建筑时通常会使其长轴方向与夏季主导风向相垂直。这样的设计有利于提高建筑的通风效果，从而减轻炎热季节的炎热感受，减少空调的使用，降低能耗。相应地，在北方寒冷地区，建筑的长轴方向会被设计与冬季主导风向相平行，从而尽量减少冷空气对建筑内部的渗透，减缓寒冷气候对居民的影响。

此外，在设计民用建筑平面形状时，需要在确定了建筑体积的情况下选用外围护结构表面积较小的形状。这样的设计可以最大限度地降低建筑的冷负荷，并进一步减少能耗。降低冷负荷也意味着在夏季减少建筑内部空调的使用，同时在冬季减少取暖设备的使用，从而降低了建筑的整体能耗。

4.2 对平面布局和控制形体系数进行合理规划

对于绿色建筑设计在民用建筑中的应用，平面布局和控制形体系数的合理规划至关重要。在民用建筑的设计中，通常包含三种平面布局方式，即行列式、周边式以及自由式。其中，最常见的形式是行列式布局，而我国的行列式建筑布局多为错列式和并列式布局，特殊地形中还存在斜列式布局。周边式布局由于较为封闭，很难将风引入建筑区域；而在受地形限制较大的区域，则偏向于使用自由式布局。

对于行列式和自由式布局，有利于建筑的通风。特别是自由式与行列式布局能够更好地调整建筑朝向，使建筑拥有更良好的日照条件与通风条件。这种设计有助于提高建筑内部的采光条件和通风效果，从而减少对人工照明和空调的依赖，降低能耗。同时，考虑到防热的层面，自由式与行列式布局也能更好地调整建筑朝向，有效降低夏季阳光直射对建筑的影响，减缓室内温度的升高。

值得一提的是，平面布局规划的灵活性与科学性对于绿色建筑设计至关重要。通过科学合理的平面规划，可以最大程度地优化建筑内部环境，并且降低对外界环境的影响。综上所述，平面布局和控制形体系数的合理规划在民用建筑绿色化设计中具有重要意义，有利于提高建筑的能效表现和居住舒适度。这些规划不仅受到建筑设计师的重视，更应得到政府、主管部门和社会各界的共同关注和支持。

4.3 对套型平面进行合理设计

在设计单体套型住宅时，应重点考虑家居生活规律、住宅舒适度以及节能因素，对住宅的房间功能进行合理划分。一般情况下应在南向布置使用时间最长的客厅与主卧室，在北向或东南向布置卫生间与厨房，这样可使得住宅的主要活动空间在冬季能具备充足的日照条件。每个房间应尽量设置直接对外的窗，且两房间之间的窗应尽量处于一条水平线上，从而为穿堂风以及自然采光创造有利条件。较为炎热的地区可在设计住宅套型平面时选用内外天井的形式，从而通过热差和高差来创造通风条件，从而实现改变室内微小气候的目的。

4.4 布置绿化

合理地布置绿化，不仅可以美化建筑环境，还能在一定程度上调节建筑微小能耗、降低建筑能耗。在进行绿化设计时，应以种植灌木的地面绿化为主，同时在条件允许的情况下可以考虑引入水景。地面绿化能够有效改善建筑周围的环境，增加绿色植被覆盖，减少了城市热岛效应，提高了空气质量，并有利于水土保持和生态平衡。水景则能够起到降温、增湿的作用，在炎热的夏季为周围环境带来清新凉爽的感受。

在建筑的东、西面种植适量的落叶乔木，这不仅可以为建筑在夏季进行遮阳，还能在冬季不影响其采光，从而最大限度地降低建筑能耗。落叶乔木在夏季可为建筑提供遮荫，减轻室外高温对建筑的影响；而在冬季，树木失去叶子后允许阳光透过，为建筑提供阳光照射，有助于提高采光条件，降低取暖成本。除此之外，结合建筑实际情况对阳台和墙面进行绿化。通过在阳台和墙面种植适合的绿植，不仅可以改善居住区环境，还能减少建筑与空气的直接接触，有效提升建筑夏季防热与冬季保温的能力。这样的设计不仅有利于提高居住舒适度，还能在一定程度上降低建筑内部的热环境，从而减少对空调的依赖，降低能耗。

5.门窗节能设计

建筑的门窗属于轻质薄壁构件，整个建筑耗热量的50%都来自门窗及其缝隙的传热，所以在建筑的节能方面门窗是重点考量对象。

5.1 对窗墙面积比进行合理控制

建筑窗口面积和房间单元立面面积之间的比值就是窗墙面积比，在《民用建筑节能设计标准》中严格规定了不同朝向建筑的窗墙面积比。在设计窗墙面积比时，应重点考虑建筑所处地区、建筑的朝向以及房间功能，以最适宜的窗墙面积比来减少建筑的热量损失。

5.2 对外门窗的气密性进行提升

对建筑外门窗的气密性进行提升可有效降低室外冷热空气的渗入。例如，利用大块玻璃扇窗与平开门窗并将密封胶条嵌入缝隙中，可最大限度降低扇与框、玻璃以及其他扇之间的缝隙。对于门窗框与墙面的缝隙，可利用填充密封材料的方式来提升气密性，如泡沫塑料、保温砂浆等。

5.3 利用新型材料提高门窗的保温性能

新型保温节能门窗应用的是能耗低、热阻大的节能材料，可有效提升门窗的热工性能。在玻璃的选材上应注意，单层玻璃的热阻较小，在较为寒冷的地区应设置双层或三层玻璃。现阶段在科技的进步下，吸热玻璃、中空玻璃这类新型节能玻璃也被广泛投入使用，应在条件允许下多利用这类新型玻璃。

6.建筑外墙节能设计

6.1 对砌体的保温隔热性能进行改善

在选择砌体材料时，应选用混凝土空心砌块、加气混凝土砌块以及多孔粘土空心砖这类新型节能砖，做到在保证承重能力的同时提升保温隔热性能[4]。可充分利用当地产出的火山渣、浮石、工业废料或其他轻骨料所制成的轻质砌块，从而在降低成本的同时实现节能设计。

6.2 对墙体实施保温隔热措施

对内外墙采取相应的保温技术可实现复合墙体的构建。现阶段，外墙保温技术得到了较为广泛的应用，其在不减少内室使用面积的情况下做到了墙面保温隔热性能的提升，不会影响到建筑室内的二次装修，目前应用较广且较为有效的外墙保温方案有以下几种：钢丝网架岩棉夹心板外复合保温、夹心聚苯板外墙保温、胶粉聚苯颗粒保温浆料、外贴硬质聚氨酯泡沫保温以及外贴聚苯板保温等[5]。

7.屋顶节能设计

整个建筑8%作业的热耗量都来自屋顶，研究表明，建筑顶层的室内温度在夏季往往比其它层的室内高出3℃左右，所以做好屋顶的保温隔热也极为重要，其措施有以下几点。

7.1 利用高效保温材料

由于屋面的保温层通常为实铺的方式，所以一般选用轻质且高效的保温材料。现阶段我国的屋面保温材料有憎水型珍珠岩板、加气混凝土条板以及聚苯板等，均对屋面保温隔热性能的提升具有良好效果。

7.2 对屋面实施架空型保温

架空型保温就是通过在屋面内增加空气层的方式实现保温隔热目的。架空层的常规实现方式为：利用2 块粘土砖所砌成的砖墩为肋，将钢筋混凝土板铺设在砖墩上方，并将轻质保温材料铺设在架空层内。

7.3 对屋面进行倒置型保温

倒置型保温是将保温层铺设在防水层上方，使其在防水的基础上实现保温隔热。此种方式所利用的材料必须具备充足的耐温性和防水性，使其不易老化和渗水。通常情况下还会在其上方压住混凝土预制块，且不需要对其进行连接，从而使维修过程更加便捷。

8.在民用建筑设计中应用绿色建筑设计的主要策略

8.1 深入了解绿色建筑设计理念

目前，民用建筑已成为城市发展与建设程度的体现，部分城市为增加其影响力，常常选择盲目扩大民用建筑规模，这对其生态环境造成了一定的破坏，不利于可持续发展战略的落实[6]。随着时代的发展，人们更需要高质量、环保且环境适宜的居住环境，设计人员应深入了解绿色建筑设计理念，并将其融入实际设计当中，从而为民用建筑的绿色化设计提供保障。

8.2 增强绿色建筑实用性

对民用建筑进行绿色化设计时，应在确保建筑实用性的基础上对其美观性与环保性进行提升。目前部分地区的民用建筑虽然实现了美观性的提升，但在实用性上有所欠缺，建筑功能不够完善，造成了一定程度的资源浪费。因此，设计人员应对建筑的结构形式与基础设施进行合理调整与科学安排。

8.3 对周边环境进行规范评估

在实施设计时，设计人员应对建筑的周边环境进行充分调研，结合现场的实际情况对设计内容完成合理规范化。为深入了解建筑区域的周边环境，设计人员还应做好环境评估工作，从而确保周边环境符合民用建筑绿色化设计的需求。

结语：

综上所述，随着人们生活质量的提升、环保意识的增强，在民用建筑设计中开始逐渐重视起绿色建筑设计理念，该理念的落实能够帮助居民获取舒适、健康、高质量的居住环境，所以，在进行民用建筑的设计时，设计人员应结合区域内的实情、居民的居住需求以及绿色建筑设计理念来进行全方面的综合考量，从而实现绿色建筑设计在民用建筑设计中的有效应用，促进建筑行业的可持续发展。