◇北華大學(xué) 吳卓洋

建筑設(shè)計在建筑工程建設(shè)中占據(jù)十分重要的地位，通過科學(xué)的建筑設(shè)計可以科學(xué)調(diào)配建筑資源及結(jié)構(gòu)，推動資源使用率的提升。當(dāng)前物質(zhì)生活水平的提升促使人們尤為重視綠色理念，為良好生態(tài)環(huán)境的創(chuàng)設(shè)貢獻力量。如果在建設(shè)設(shè)計環(huán)節(jié)引用綠色理念，憑借多樣化節(jié)能技術(shù)盡可能降低能源的不必要消耗。對此，本文將簡要分析綠色建筑設(shè)計理念以及節(jié)能技術(shù)的具體應(yīng)用。

從建筑工程的實際建設(shè)情況來看，環(huán)境污染、資源浪費等問題時有發(fā)生，這和綠色持續(xù)的發(fā)展理念相背離。而綠色建筑設(shè)計理念便是在該背景下誕生的，在設(shè)計建筑工程環(huán)節(jié)，技術(shù)人員與設(shè)計人員把綠色理念有機融合到設(shè)計工作中，靈活選擇與高效運用節(jié)能技術(shù)，能在確保建筑工程質(zhì)量的同時提高居住體驗。

1 綠色建筑基本內(nèi)涵

究其本質(zhì)上屬于一類節(jié)能型建筑，主要是指在建筑整個壽命周期中，將資源高效利用，依托節(jié)水、節(jié)能和節(jié)電等相關(guān)環(huán)節(jié)的科學(xué)設(shè)計與有效實施，在節(jié)省資源的同時保護自然環(huán)境。針對“綠色建筑”而言，其中的“綠色”并非傳統(tǒng)理念下的屋面種植、立體綠化而是建筑設(shè)計理念，充分運用自然資源，讓社會環(huán)境和自然環(huán)境相統(tǒng)一并實現(xiàn)兩者的動態(tài)平衡，由此可見，綠色建筑具備生態(tài)性、節(jié)能性、持續(xù)發(fā)展的優(yōu)勢。

2 綠色建筑設(shè)計特征

在建筑行業(yè)的發(fā)展進程中，綠色建筑應(yīng)將附近環(huán)境和建筑有效銜接。無論是設(shè)計綠色建筑還是具體施工環(huán)節(jié)，均會高度重視自然因素，掌握其針對建筑帶來的影響，且基于現(xiàn)狀運用針對性的技術(shù)措施，避免建筑施工影響到周圍環(huán)境，有利于嚴(yán)格控制建筑物的資源、能源消耗，達到真正意義上的節(jié)能減排目標(biāo)。主要設(shè)計特征如下所示。

第一，以人為本。在進行綠色建筑設(shè)計時，需要積極滲透以人為本的基本原則，實現(xiàn)人和自然環(huán)境之間的和諧相處，一方面提高綠色建筑設(shè)計的實效性，另一方面也能為順利進行綠色建筑施工提供依據(jù)。

第二，安全舒適。出于更為合理地設(shè)計綠色建筑，在具體組織各項工作時，需做好建筑選址工作并且遠(yuǎn)離污染源頭，選擇使用合適的綠色材料，符合國家的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為使用者的生命安全予以保障。

和以往的建筑工程設(shè)計對比，綠色建筑設(shè)計擁有諸多優(yōu)勢。首先，在建筑施工過程中可以降低材料消耗，通過這一手段能夠大幅度提升資源利用率，避免污染自然環(huán)境。其次，依托綠色建筑設(shè)計，能為人們提供一個舒適安全的生活空間，實現(xiàn)生態(tài)功能和建筑功能之間的高效銜接，加大保護人文與地域環(huán)境的力度。比如運用地區(qū)特色獨具的材料，將其和建筑設(shè)計高度銜接，遵循就地取材的原則在一定程度上減少材料運輸費用支出，不僅為生態(tài)環(huán)境提供保障還能彰顯優(yōu)美的地域風(fēng)格，最大限度滿足人們的居住與生活習(xí)慣。

3 綠色建筑設(shè)計原則

3.1 關(guān)鍵在于節(jié)能

其實綠色建筑是在建筑整個使用期，盡可能避免不必要的能源消耗，在提升資源使用率的同時滿足居住需求。因此，綠色建筑便要基于節(jié)能層面進行?？刹还苣姆N建設(shè)行為，均難以避免對環(huán)境的影響及資源能源消耗，若是建筑規(guī)模無法滿足具體需求便會嚴(yán)重浪費空間、土地等。該設(shè)計理念不僅要落實在建設(shè)過程中還應(yīng)體現(xiàn)在使用周期內(nèi)。全周期控制對于任何項目而言，均應(yīng)融入到建筑設(shè)計及投入使用的整個過程。

3.2 充滿尊重自然

在建筑規(guī)劃、選址和建造環(huán)節(jié)，要盡可能降低環(huán)境負(fù)荷，避免過度利用不可再生能源，旨在緩解一定的環(huán)境壓力。雖然在建設(shè)中會帶來不同程度的環(huán)境壓力，但是該壓力能以多種方式加以緩解，常見的有提升建設(shè)效率、資源循環(huán)利用等。除此之外，還可以使用自然水、節(jié)水型設(shè)備等，或者是將朝向設(shè)計、間距設(shè)計同附近建筑物有機協(xié)調(diào)，以上均需要考慮建筑所在地的自然條件，將本地區(qū)的自然資源充分使用，盡可能保護自然環(huán)境并和附近環(huán)境相融合。例如建筑選址，其會對整體建筑群的規(guī)劃造成影響，至于建筑設(shè)計和節(jié)能材料的運用，屬于能否實現(xiàn)節(jié)能綠色目標(biāo)的重中之重。

3.3 需要科技支持

建筑設(shè)計針對建筑工程的重要性有目共睹，因此建筑設(shè)計人員應(yīng)該堅持并貫徹綠色設(shè)計理念，得到科學(xué)技術(shù)的大力支持朝著精細(xì)化方向積極發(fā)展。應(yīng)清楚認(rèn)識到，綠色建筑并非簡單達成節(jié)電、節(jié)水等一系列節(jié)能目標(biāo)，應(yīng)是依據(jù)現(xiàn)實情況開展個性設(shè)計?；诖?，綠色建筑無論是進行整體規(guī)劃或是單體設(shè)計，所有環(huán)節(jié)均要兼顧經(jīng)濟條件、地域條件和階段性條件等，選取最佳的設(shè)計方案。有關(guān)精細(xì)化思想，其是實現(xiàn)精細(xì)化設(shè)計的重要基礎(chǔ)，這是由粗放至精細(xì)的一個過程。另外，全壽命成本也是建設(shè)過程中的一個常見問題。但是發(fā)展商與使用者的投入特點存在較大差異，分別是一次投入與持續(xù)投入。因此精細(xì)化設(shè)計要重視以下幾方面：①定性分析個性化；②定量驗證科學(xué)化；③設(shè)計觀念合理化。

4 節(jié)能技術(shù)在綠色建設(shè)中的應(yīng)用

4.1 應(yīng)用于外圍護結(jié)構(gòu)

（1）外墻外保溫。該系統(tǒng)如同為建筑添加一套保暖外衣。進入夏季能降低陽光直射房間的面積，盡可能降低房屋內(nèi)部與外部的熱量傳遞。至于冬季應(yīng)重視室內(nèi)保暖工作，緩解熱量從室內(nèi)不斷流失，可以采取呼吸式幕墻、粘貼XPS板等節(jié)能技術(shù)。這樣圍護結(jié)構(gòu)能大幅度降低傳熱系數(shù)還會提高其熱阻值。例如將干掛石材運用在外墻裝飾環(huán)節(jié)，建議選擇質(zhì)地堅硬的菊花黃石材（如圖1所示）。材料的外立面能夠提高建筑高的端性，增加在混凝土與石材之間的流動空氣量，受到陽光直射之后能將熱傳導(dǎo)減弱，進而逐漸降低內(nèi)部溫度。

（2）外遮陽?，F(xiàn)階段大部分普通住宅會選擇內(nèi)遮陽，也就是通過窗簾阻隔直射的陽光，可僅使用窗簾遮擋陽光無法將熱量隔離在室外，實際上多數(shù)熱量會傳遞至室內(nèi)，尤其是夏季會將室內(nèi)溫度提高，這樣制冷系統(tǒng)會加大負(fù)荷。因此直射的陽光會引發(fā)一定的光熱影響，特別是陽光充足的夏季，室內(nèi)溫度會快速提高。因此，窗戶外側(cè)可以安裝外遮陽卷簾（如圖2所示），據(jù)相關(guān)研究表明能夠阻擋超過80%的輻射熱量，從而降低冷負(fù)荷。由于其會對外立面效果造成影響，因此在設(shè)計卷簾之前，應(yīng)全面分析住宅的窗戶、戶型情況，例如超過200m2的大戶型，將卷簾安裝在客廳的南邊窗戶，不僅能減少成本支出并在夏天還能夠降低能源損耗。

圖2 外遮陽卷簾

（3）外窗。建筑最大的能耗影響因素便是外窗的保溫隔熱水平，而其關(guān)鍵在于窗框及玻璃使用的材料，據(jù)當(dāng)?shù)厥袌稣{(diào)查研究，現(xiàn)階段應(yīng)用比較多常見的是中空Low-E玻璃與斷橋鋁合金框相結(jié)合，這樣能夠限制熱量傳遞。這種鋁合金存在兩層，至于中間則是利用高強尼龍構(gòu)建為整體，擁有較強的水密性與氣密性效果，加之?dāng)酂嵝阅軆?yōu)良能夠防止?jié)B透進空氣，相比一般的鋁合金材料，無論是不管夏季絕熱還是冬日保暖均很理想。除此之外，鋁合金自身的優(yōu)勢例如易于加工、方便成型等優(yōu)勢仍舊存在，可以滿足實際使用需求。

4.2 應(yīng)用于新能源系統(tǒng)

（1）光伏發(fā)電光。光伏發(fā)電能夠?qū)ω?fù)載用電優(yōu)先提供，在光伏發(fā)電難以符合負(fù)載用電要求時，電網(wǎng)便能夠自動補充。太陽能發(fā)電需要較大的太陽能板面積，其他項目均在屋頂上安裝太陽能板，可如果是坡屋頂形式，則會提高安裝太陽能板的成本與安裝，因此高層建筑不建議使用。但是出于達到綠色節(jié)能的目標(biāo)，則應(yīng)該減少其適用范圍，比如庭院燈或者是路燈等均可以采用這一技術(shù)，光伏板在白天吸收并且存儲能量，進入夜晚可以照明。這一系統(tǒng)擁有安全可靠、容易安裝與較高發(fā)光效率等優(yōu)勢。

（2）自然光線。在建筑工程中太陽能有很多種使用方式，例如光伏發(fā)電、太陽能熱水器等。針對采光系統(tǒng)而言，其作為清潔高效的一項節(jié)能技術(shù)擁有十分廣泛的應(yīng)用空間。該系統(tǒng)利用室外安裝的采光裝置進行自然光的收集與捕獲，然后將陽光送入管內(nèi)進行傳輸，而漫射器能夠把光線在室內(nèi)均勻照射，這一系統(tǒng)在白天能夠降低照明能耗超過80%、制冷能耗超過10%?，F(xiàn)階段，導(dǎo)光管反射超過99%，而且管彎分別是30°、60°、90°，使用年限超過25年。但需要注意的是，導(dǎo)光管不應(yīng)有過多的拐角，這是由于拐角會造成嚴(yán)重的光源損耗，另外長度也不應(yīng)該過長。該系統(tǒng)能夠在建筑各個場所內(nèi)由于，我國主要將其運用到場館、廠房、辦公等日間有光照要求與采光條件不好的場所，經(jīng)常運用在頂層與單層建筑中。

4.3 應(yīng)用于水資源利用系統(tǒng)

（1）回收利用大氣降水。以我國北方地區(qū)為例，雨水資源相對不足，所以應(yīng)結(jié)合該地的氣候與地理情況，同時兼顧經(jīng)濟性與技術(shù)性要求，因此建議采取滲透、收集和利用大氣降水的策略。在建筑物的室內(nèi)選擇節(jié)水型的水龍頭與馬桶；在場地內(nèi)部修建大范圍綠地，和場地景觀設(shè)計相結(jié)合將收集的雨水送入水池、綠地或者是就地滲透。道路雨水和屋面雨水均會通過管道進入到市政管網(wǎng)。出于提高水資源的滲透效果，可以選擇滲水材料；如果要減小地表徑流可以綠化面積適當(dāng)加大。如果條件允許在景觀綠地下方修建蓄水池，旨在用于儲存大氣降水，這部分資源能夠用于澆花或者是園林補水。與此同時，景觀灌溉通過微噴灌等技術(shù)避免過度消耗水資源。

（2）中水處理。市政中水優(yōu)先當(dāng)作取替常規(guī)水資源的重要水源。通過該系統(tǒng)能夠進行室內(nèi)沖廁、澆灑道路和景觀補水，避免過量消耗傳統(tǒng)水源。最明顯的一個優(yōu)勢便是循環(huán)用水，主要通過膜生物技術(shù)進行水資源綜合處理，通過消毒、生物反應(yīng)器等處理環(huán)節(jié)，能夠用來沖廁或是綠地澆水等。但是在具體處理中會涉及兩個水池，需要將其在地下埋藏不然很容易影響到小區(qū)環(huán)境。另外，不僅要將兩個水池埋式建設(shè)，還應(yīng)該注重選擇的材料，例如不會產(chǎn)生較大運行噪聲的設(shè)施設(shè)備，能耗相對較少的設(shè)備等。在整體小區(qū)規(guī)劃階段，應(yīng)將建設(shè)中水設(shè)施的位置與方式充分考慮，在降低管網(wǎng)安裝成本的同時，保障小區(qū)能和中水結(jié)構(gòu)充分結(jié)合。

4.4 應(yīng)用于全置換新風(fēng)系統(tǒng)

該系統(tǒng)能夠確保室內(nèi)全天擁有新鮮空氣。新鮮空氣經(jīng)過處理后能夠以0.2-0.3m/s速度送進室內(nèi)，溢滿在每個房間角落，而且新風(fēng)能夠連續(xù)進行下送上回，這樣便是置換運用。系統(tǒng)不僅濕度相對穩(wěn)定、運行成本較低，并且機組本就具備加濕除濕、全熱回收的功能，一方面熱回收率超過60%，另一方面降低空調(diào)負(fù)荷30%，可體現(xiàn)出十分明顯的節(jié)能效果。如果進行地面送風(fēng)，相比空氣二氧化碳的質(zhì)量更重，所以地面附近的含氧程度偏低，基于節(jié)能角度分析，在地面安裝這一系統(tǒng)能獲得更理想的通風(fēng)效果。因此出風(fēng)口位置的風(fēng)速較緩，很難擾動室內(nèi)空氣防止發(fā)生渦流與紊流，同時在水平方面室內(nèi)溫度相對均勻，但是在豎直方向會出現(xiàn)溫度分層，而且高度越大會體現(xiàn)出更明顯的變化。向上方流動的熱空氣，一方面能將多余熱量帶走，另一方面通過衛(wèi)生間、廚房將污濁空氣排出，至于新風(fēng)系統(tǒng)可通過地面送入新鮮空氣，為使用者的活動范圍提供優(yōu)質(zhì)空氣。

4.5 應(yīng)用于恒溫體系

突破以往采取的供冷供熱方式，在樓板中預(yù)埋冷熱輻射管，在吊頂與頂棚下鋪設(shè)毛細(xì)管網(wǎng)，管內(nèi)在夏季送入18～21℃冷水，而在冬天送入28～31℃熱水，調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度在20～26℃范圍內(nèi)，將熱量以輻射的形式在每個室內(nèi)角落散播。這一輻射系統(tǒng)，不僅居住舒適性會提高而且空調(diào)系統(tǒng)會降低能耗。對于該系統(tǒng)中的調(diào)控系統(tǒng)，依據(jù)室內(nèi)溫度進行空調(diào)功率的調(diào)節(jié)，同時系統(tǒng)通過將高溫冷水、低溫?zé)崴鳛槔錈嵩矗埠凸?jié)約原則相符，和傳統(tǒng)的空調(diào)效率相比能夠提升30%。

現(xiàn)階段，該輻射系統(tǒng)的主要形式如下：毛細(xì)管網(wǎng)選擇4.3×0.8mm的PPR塑料毛細(xì)管構(gòu)建網(wǎng)柵，一般間隔在10～30mm左右，主要功能時分配、搜集、以及液體輸送，流動速度是0.05～0.2m/s，類似于人類毛細(xì)管當(dāng)中的血液流速。管網(wǎng)在冬季使用低溫?zé)崴?，向室?nèi)柔性進行熱量輻射。管網(wǎng)在夏季輸入高溫冷水，向室內(nèi)柔性進行冷量輻射。因為其外表及換熱面積相對較大，相比傳統(tǒng)方式擁有更快的傳熱速度比，所以傳熱效率優(yōu)良。針對樓板冷熱系統(tǒng)而言，在樓板內(nèi)預(yù)埋PB管預(yù)埋，冬天使用28℃循環(huán)水進行室內(nèi)供暖，而夏季制冷使用20℃循環(huán)水。一方面設(shè)備承擔(dān)負(fù)荷很小，另一方面室內(nèi)溫度十分均勻。一個系統(tǒng)能用在兩季可以節(jié)約設(shè)施設(shè)備的投資。關(guān)于，在地板下方鋪設(shè)采暖環(huán)路管道或者是鋪設(shè)發(fā)熱電纜用來加熱地板，通過輻射的形式均勻散發(fā)，在室內(nèi)人們能夠感受氣溫與熱照的雙重作用。

通過上述節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用分析，其實可以通過優(yōu)化組合的方式到達理想的節(jié)能效果。若是采取單項節(jié)能技術(shù)不僅實際效果不明顯，而且難以達到預(yù)期目標(biāo)，同樣的單項節(jié)能僅會保障在部分生活方面提供舒適與方便，在經(jīng)濟層面上沒有達到節(jié)約節(jié)能目標(biāo)。因此，在綠色建筑設(shè)計理念下，如果提高建筑自身的節(jié)能價值，則有必要綜合設(shè)計節(jié)能系統(tǒng)。

5 結(jié)束語

保護自然生態(tài)環(huán)境的迫切性與重要性毋庸置疑。在建筑設(shè)計中引入綠色理念，不僅能科學(xué)開發(fā)土地還能高效使用資源，在達到低能減排目標(biāo)的基礎(chǔ)上，促進資源使用率的提高，從而為人們提供一個環(huán)保、安全的生產(chǎn)生活環(huán)境?？傊?，綠色建筑設(shè)計理念以及運用相關(guān)節(jié)能技術(shù)，可以促進建筑行業(yè)的持續(xù)性發(fā)展，在國際市場上增強綜合競爭實力。