呂巖松

廣州建筑產(chǎn)業(yè)開發(fā)有限公司 廣東 廣州 510000

近年來，隨著人們對環(huán)境保護意識的不斷提高以及對能源消耗的關(guān)注度增加，綠色建筑作為一種新興的設(shè)計理念和技術(shù)手段逐漸受到了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。綠色建筑是指在建筑設(shè)計、建造和使用的全過程中，采用節(jié)能、環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的原則和技術(shù)，以達到最大限度地節(jié)約資源、保護環(huán)境和減少污染，為人們提供健康、適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑。本文將從綠色建筑節(jié)能設(shè)計的發(fā)展歷程、原理和概念、主要策略和技術(shù)手段、未來發(fā)展方向等方面進行探討和分析，以期對綠色建筑節(jié)能設(shè)計的研究和應(yīng)用提供一定的參考和借鑒。

1 綠色建筑節(jié)能設(shè)計的發(fā)展歷程

1.1 綠色建筑節(jié)能設(shè)計的定義

綠色建筑節(jié)能設(shè)計是一種基于節(jié)能、環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展原則的建筑設(shè)計理念和技術(shù)手段，在建筑設(shè)計、建造和使用的全過程中，通過采用節(jié)能、環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的原則和技術(shù)，以達到最大限度地減少能源消耗和環(huán)境影響的目的[1]。具體來說，綠色建筑節(jié)能設(shè)計包括以下方面：（1）節(jié)能設(shè)計：通過采用高效節(jié)能材料、優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計、采用節(jié)能技術(shù)設(shè)備、優(yōu)化建筑能源管理等手段，最大限度地減少建筑能源的消耗。（2）環(huán)保設(shè)計：通過采用環(huán)保材料、減少二氧化碳排放、提高室內(nèi)空氣質(zhì)量等手段，減少對環(huán)境的影響。（3）可持續(xù)發(fā)展設(shè)計：通過采用可再生能源、優(yōu)化建筑設(shè)計和功能布局等手段，實現(xiàn)建筑的可持續(xù)發(fā)展。綠色建筑節(jié)能設(shè)計是一種綜合性的設(shè)計理念和技術(shù)手段，不僅僅關(guān)注建筑的節(jié)能和環(huán)保，還注重建筑的可持續(xù)發(fā)展，是建筑行業(yè)在應(yīng)對氣候變化和環(huán)境保護方面的重要措施。

1.2 綠色建筑節(jié)能設(shè)計的發(fā)展歷程

綠色建筑節(jié)能設(shè)計的發(fā)展歷程可以分為三個階段，第一階段，人們開始關(guān)注建筑節(jié)能，通過改變建筑結(jié)構(gòu)和建筑朝向等手段來實現(xiàn)節(jié)能。這一階段的代表作品有20世紀60年代中期的荷蘭卡特德羅克運動場，利用自然光和空氣流通，達到了節(jié)能的目的。第二階段，隨著人們對環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)注度增加，出現(xiàn)了一些標準和評估方法，如LEED、BREEAM等。這些標準和評估方法對綠色建筑節(jié)能設(shè)計提出了更高的要求，注重建筑的環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展。代表作品有2004年完成的美國紐約的紐約時代廣場塔，采用了高效的節(jié)能技術(shù)，是美國第一座獲得LEED認證的摩天大樓。第三階段，隨著智能化技術(shù)的發(fā)展，綠色建筑節(jié)能設(shè)計越來越注重綜合性和智能化，如綠色建筑能源管理系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)可以實時監(jiān)測和管理建筑的能源消耗，最大限度地減少能源的浪費，使建筑更加智能化和可持續(xù)。代表作品有2012年竣工的倫敦碗公園大樓，采用了綠色建筑能源管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了建筑能源消耗的最小化和智能化管理。表1總結(jié)綠色建筑節(jié)能設(shè)計發(fā)展歷程的時間、特點和主要內(nèi)容。

表1 綠色建筑節(jié)能設(shè)計的發(fā)展歷程

2 綠色建筑節(jié)能設(shè)計的原理和概念

2.1 能源效率與可持續(xù)性

能源效率是指在實現(xiàn)相同的服務(wù)或產(chǎn)出的情況下，采用更少的能源來達到目的。在綠色建筑節(jié)能設(shè)計中，能源效率是減少建筑能源消耗的關(guān)鍵，它可以通過采用高效節(jié)能材料、優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計、采用節(jié)能技術(shù)設(shè)備、優(yōu)化建筑能源管理等手段來實現(xiàn)[2]?？沙掷m(xù)性是指在滿足當(dāng)前需求的前提下，不破壞或損害未來代際的需求和利益。在綠色建筑節(jié)能設(shè)計中，可持續(xù)性是考慮建筑的長期可持續(xù)發(fā)展，它可以通過采用可再生能源、優(yōu)化建筑設(shè)計和功能布局等手段來實現(xiàn)。能源效率和可持續(xù)性相互關(guān)聯(lián)，它們共同構(gòu)成了綠色建筑節(jié)能設(shè)計的核心內(nèi)容。

2.2 節(jié)能設(shè)計的原則

節(jié)能設(shè)計是綠色建筑節(jié)能設(shè)計中的核心部分，可以通過優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計、選用高效節(jié)能材料、采用節(jié)能技術(shù)設(shè)備、優(yōu)化建筑能源管理等手段來實現(xiàn)。節(jié)能設(shè)計需要遵循以下原則，（1）綜合考慮：在設(shè)計建筑時，需要綜合考慮建筑的整體性能和功能，從而實現(xiàn)建筑能源的最大化利用。（2）最小化能耗：采用高效節(jié)能材料、技術(shù)和設(shè)備，最大限度地減少建筑的能源消耗，實現(xiàn)節(jié)能目的。（3）可持續(xù)性：在節(jié)能的基礎(chǔ)上，采用可再生能源、優(yōu)化建筑設(shè)計和功能布局等手段，實現(xiàn)建筑的可持續(xù)發(fā)展。（4）適當(dāng)?shù)募夹g(shù)：在采用節(jié)能技術(shù)的同時，需要考慮技術(shù)的成本和可行性，選擇適當(dāng)?shù)募夹g(shù)手段，實現(xiàn)節(jié)能的最大效益。（5）建筑環(huán)境的優(yōu)化：在保證建筑舒適度和健康性的前提下，優(yōu)化建筑環(huán)境，實現(xiàn)建筑能源的最大化利用。

3 現(xiàn)代綠色建筑節(jié)能設(shè)計的技術(shù)手段

3.1 建筑選址與環(huán)境適應(yīng)性

建筑選址是綠色建筑節(jié)能設(shè)計的基礎(chǔ)和前提，直接影響到建筑的能耗、生態(tài)效益和人居環(huán)境。環(huán)境適應(yīng)性是指建筑設(shè)計充分考慮所處地理、氣候、生態(tài)和社會文化環(huán)境，使建筑與周圍環(huán)境和諧共生[3]。首先，建筑選址應(yīng)充分考慮地形、地貌、水文、生態(tài)等自然條件，避免對自然環(huán)境的破壞。同時，合理利用周邊基礎(chǔ)設(shè)施，如交通、供水、排水、供電等，降低建筑對周邊環(huán)境的負荷。其次，充分利用氣候資源，如陽光、風(fēng)、雨等。例如，合理布局建筑物，充分利用陽光，提高建筑物的采光率和太陽能利用率；充分利用當(dāng)?shù)仫L(fēng)資源，實現(xiàn)自然通風(fēng)；合理設(shè)置雨水收集和利用系統(tǒng)，實現(xiàn)雨水的循環(huán)利用。再次，建筑選址應(yīng)尊重當(dāng)?shù)氐臍v史、文化和生態(tài)特色，與周圍建筑、綠地等形成和諧的景觀關(guān)系，使建筑成為當(dāng)?shù)匚幕蜕鷳B(tài)環(huán)境的有機組成部分。

3.2 高性能圍護結(jié)構(gòu)

高性能圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計是綠色建筑節(jié)能設(shè)計的核心，其目的是降低建筑物的熱損失和熱增益，從而減少建筑物的能耗。高性能圍護結(jié)構(gòu)包括屋面、外墻、外窗和挑空樓板等部分。屋面節(jié)能設(shè)計需考慮屋面的保溫、隔熱和反射性能。合理選用保溫材料，減少熱損失；采用高反射率材料，降低夏季太陽輻射對室內(nèi)的影響。綠色屋頂和屋頂花園也是有效的節(jié)能手段，既美化環(huán)境，又提高建筑物的熱舒適度。外墻節(jié)能設(shè)計需要在保證建筑物結(jié)構(gòu)安全的基礎(chǔ)上，選用高效的保溫隔熱材料，如真空絕緣材料、復(fù)合保溫材料等，降低墻體的熱傳導(dǎo)系數(shù)。此外，考慮墻體的顏色，淺色墻體有利于反射太陽光，減輕室內(nèi)熱負荷。外窗節(jié)能設(shè)計關(guān)注窗戶的熱損失、熱增益和光照效果。采用低導(dǎo)熱系數(shù)的窗框材料，如PVC、木材等；使用中空玻璃、低輻射玻璃或智能調(diào)光玻璃以提高窗戶的隔熱性能。外窗遮陽設(shè)施也是節(jié)能的重要手段，如百葉窗、遮陽棚等。挑空樓板節(jié)能設(shè)計旨在提高樓板的保溫隔熱性能。選用輕質(zhì)、高強度的保溫隔熱材料，如聚氨酯泡沫、巖棉等，以降低樓板的熱傳導(dǎo)系數(shù)。

3.3 采光設(shè)計與節(jié)能照明系統(tǒng)

采光設(shè)計和節(jié)能照明系統(tǒng)是綠色建筑節(jié)能設(shè)計的重要組成部分，旨在提高建筑物內(nèi)的自然光利用率，降低人工照明能耗，并提高照明質(zhì)量與舒適度。采光設(shè)計首先要考慮建筑物的布局和窗戶設(shè)置。合理布局建筑物，確保各個房間都能充分利用自然光。合理設(shè)置窗戶的大小、形狀和位置，提高采光率。同時，利用光管、光棱等光導(dǎo)設(shè)備，引導(dǎo)自然光進入室內(nèi)，提高深層空間的采光效果。在節(jié)能照明系統(tǒng)設(shè)計中，選用高效、節(jié)能的照明設(shè)備，如LED燈、節(jié)能熒光燈等。合理設(shè)置照明控制系統(tǒng)，包括分區(qū)控制、定時控制和感應(yīng)控制等，根據(jù)實際需求調(diào)整照明強度和時間，降低能耗。此外，利用自然光和人工光的混合照明方式，實現(xiàn)室內(nèi)照明的最佳效果。綠色建筑還應(yīng)考慮室外景觀照明的節(jié)能設(shè)計，合理設(shè)置照明時間和控制方式，避免不必要的能源浪費。

3.4 自然通風(fēng)與機械通風(fēng)

自然通風(fēng)設(shè)計首先要充分考慮建筑物的布局和周邊環(huán)境。合理布局建筑物，確保各個房間都能充分利用自然風(fēng)[4]。設(shè)置合適的開窗面積、形狀和位置，以利用氣壓差、溫度差等因素產(chǎn)生的風(fēng)力實現(xiàn)室內(nèi)外空氣交換。此外，利用煙囪效應(yīng)、風(fēng)塔等通風(fēng)策略，提高自然通風(fēng)效果。械通風(fēng)設(shè)計關(guān)注高效節(jié)能的通風(fēng)設(shè)備和系統(tǒng)。選用低噪音、低能耗的通風(fēng)設(shè)備，如新風(fēng)系統(tǒng)、排風(fēng)扇等。采用智能控制系統(tǒng)，根據(jù)室內(nèi)空氣質(zhì)量、人員數(shù)量等實時調(diào)整通風(fēng)設(shè)備的運行參數(shù)，降低能耗。同時，利用熱回收技術(shù)，回收通風(fēng)系統(tǒng)的排風(fēng)熱量，進一步降低能耗。在混合通風(fēng)設(shè)計中，充分結(jié)合自然通風(fēng)和機械通風(fēng)的優(yōu)勢，根據(jù)不同季節(jié)、氣候和使用需求，靈活調(diào)整通風(fēng)方式。例如，在春秋季節(jié)和涼爽的夏季夜晚，優(yōu)先采用自然通風(fēng)；而在炎熱的夏季白天和寒冷的冬季，則使用機械通風(fēng)。

3.5 熱舒適度與節(jié)能空調(diào)

熱舒適度是衡量室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的重要指標，直接影響人們的生活和工作效率。節(jié)能空調(diào)策略旨在降低建筑物的空調(diào)能耗，提高熱舒適度和室內(nèi)空氣質(zhì)量。首先，建筑設(shè)計應(yīng)充分考慮當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c，通過合理的建筑布局、圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計、自然通風(fēng)、遮陽等手段，降低空調(diào)負荷。同時，利用太陽能、地?zé)崮艿瓤稍偕茉?，為空調(diào)系統(tǒng)提供能量，降低能耗。其次，選用高效節(jié)能的空調(diào)設(shè)備和系統(tǒng)，如變頻空調(diào)、多聯(lián)機、熱泵等，提高空調(diào)設(shè)備的運行效率。采用智能控制系統(tǒng)，根據(jù)室內(nèi)溫濕度、人員數(shù)量等實時調(diào)整空調(diào)設(shè)備的運行參數(shù)，實現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境的最佳熱舒適度。最后，合理設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)、回風(fēng)和排風(fēng)方式，提高空氣質(zhì)量。利用新風(fēng)系統(tǒng)和空氣處理設(shè)備，減少室內(nèi)污染物的含量，保持室內(nèi)空氣清新。此外，利用熱回收技術(shù)，回收空調(diào)系統(tǒng)的排風(fēng)熱量，降低能耗。

4 未來綠色建筑節(jié)能設(shè)計的發(fā)展方向

4.1 智能化技術(shù)在綠色建筑節(jié)能設(shè)計中的應(yīng)用

在綠色建筑節(jié)能設(shè)計中引入先進的智能化技術(shù)，實現(xiàn)建筑能源的智能化管理和最大化利用，從而達到節(jié)能的目的。選用智能化建筑控制系統(tǒng)，實現(xiàn)建筑能源的智能化管理。智能化建筑控制系統(tǒng)可以實時監(jiān)測建筑內(nèi)部的電力、照明、空調(diào)等設(shè)備的能源消耗情況，通過數(shù)據(jù)分析和預(yù)測，制定有效的節(jié)能方案，從而實現(xiàn)建筑能源的精細化管理。采用智能化照明系統(tǒng)，實現(xiàn)建筑照明的智能化控制。智能化照明系統(tǒng)可以根據(jù)建筑內(nèi)部的光線強度、人員數(shù)量等情況，自動調(diào)節(jié)燈光的亮度和開啟時間，減少建筑照明設(shè)備的能源消耗。最后，采用智能化空調(diào)系統(tǒng)，實現(xiàn)建筑空調(diào)的智能化控制[5]。智能化空調(diào)系統(tǒng)可以根據(jù)建筑內(nèi)部的溫度、濕度等情況，自動調(diào)節(jié)空調(diào)設(shè)備的運行狀態(tài)和溫度設(shè)置，減少空調(diào)設(shè)備的能源消耗。

4.2 綠色建筑節(jié)能設(shè)計與城市規(guī)劃的融合

將綠色建筑節(jié)能設(shè)計的理念融入城市規(guī)劃的各個環(huán)節(jié)，實現(xiàn)城市能源的高效利用和節(jié)約。首先，制定符合城市發(fā)展的綠色建筑節(jié)能設(shè)計標準。城市規(guī)劃部門可以結(jié)合城市特點和發(fā)展需求，制定符合城市規(guī)劃的綠色建筑節(jié)能設(shè)計標準，推動建筑節(jié)能設(shè)計理念的普及和實施，從而實現(xiàn)城市節(jié)能目標的達成。其次，合理規(guī)劃建筑布局和城市綠地系統(tǒng)。在城市規(guī)劃中，應(yīng)合理規(guī)劃建筑的布局和城市綠地系統(tǒng)，充分考慮建筑的自然采光和通風(fēng)效果，并盡可能減少建筑的能源消耗。同時，應(yīng)建立城市綠化系統(tǒng)，增加城市綠地的覆蓋面積，提高城市綠地的生態(tài)效益，從而實現(xiàn)城市節(jié)能目標的最大化利用。最后，推廣智能化建筑管理和新能源技術(shù)應(yīng)用。在城市規(guī)劃中，應(yīng)加強對智能化建筑管理和新能源技術(shù)的應(yīng)用推廣，鼓勵建筑業(yè)采用智能化技術(shù)和新能源技術(shù)，提高建筑能源的利用效率，從而實現(xiàn)城市節(jié)能目標的最大化利用。

4.3 綠色建筑節(jié)能設(shè)計與建筑美學(xué)的統(tǒng)一

在綠色建筑節(jié)能設(shè)計中融入建筑美學(xué)的理念，提高建筑的審美價值和社會認可度，從而推動綠色建筑節(jié)能設(shè)計的普及和實施。首先，采用建筑形式和材料的協(xié)調(diào)設(shè)計。綠色建筑節(jié)能設(shè)計可以通過在建筑形式和材料的選擇上注重協(xié)調(diào)性和美感，提高建筑的審美價值和可持續(xù)性，從而實現(xiàn)綠色建筑節(jié)能設(shè)計與建筑美學(xué)的統(tǒng)一。其次，注重綠色建筑的環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計。綠色建筑節(jié)能設(shè)計應(yīng)根據(jù)建筑所處的地理、氣候和文化等環(huán)境條件，采用適宜的建筑設(shè)計方式和技術(shù)，充分考慮建筑與自然環(huán)境的和諧統(tǒng)一，從而提高建筑的美感和可持續(xù)性。最后，注重建筑的人性化設(shè)計。綠色建筑節(jié)能設(shè)計應(yīng)注重建筑的人性化設(shè)計，充分考慮人們的生活習(xí)慣和需求，提供舒適、安全、健康的建筑環(huán)境，從而提高建筑的美感和可持續(xù)性。

5 結(jié)語

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展和人們環(huán)保意識的不斷提高，綠色建筑節(jié)能設(shè)計已經(jīng)成為當(dāng)前建筑領(lǐng)域的熱點話題。本文在分析綠色建筑節(jié)能設(shè)計的定義、發(fā)展歷程和評估標準的基礎(chǔ)上，探討了綠色建筑節(jié)能設(shè)計的原則和技術(shù)手段，并進一步分析了綠色建筑節(jié)能設(shè)計與城市規(guī)劃、建筑美學(xué)的融合，以及智能化技術(shù)在綠色建筑節(jié)能設(shè)計中的應(yīng)用。因此，應(yīng)該積極推廣綠色建筑節(jié)能設(shè)計的理念和技術(shù)，加強對綠色建筑節(jié)能設(shè)計的標準制定和推廣應(yīng)用，實現(xiàn)建筑能源的最大化利用和節(jié)約，推動建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。