陳沈義

（山西才智建筑設(shè)計研究院集團有限公司，山西長治 046000）

0 引言

在建筑設(shè)計的時候，需要在滿足當(dāng)代人需求的同時，不破壞和耗盡未來世代的資源和環(huán)境，為未來留下可持續(xù)的發(fā)展空間。同時也要在設(shè)計中，通過減少對自然環(huán)境的污染和破壞，來保護自然環(huán)境，維護人類生存和發(fā)展的環(huán)境?？沙掷m(xù)性和環(huán)保設(shè)計已經(jīng)成為建筑設(shè)計的重要趨勢和發(fā)展方向，進行此設(shè)計可以實現(xiàn)資源節(jié)約、成本降低、污染減少等優(yōu)勢。

1 可持續(xù)性與環(huán)保設(shè)計在建筑中的作用

采用可持續(xù)和環(huán)保的建筑設(shè)計和技術(shù)，可以降低建筑的能耗和碳排放，使用太陽能、風(fēng)能等可再生能源，使用高效的絕緣材料和節(jié)能設(shè)備等，就可以達(dá)到節(jié)能減排的效果?？沙掷m(xù)和環(huán)保的建筑設(shè)計也可以減少水的消耗和浪費，如使用節(jié)水設(shè)備、收集雨水等，提高資源利用率。同時使用可回收、可循環(huán)的建筑材料，可以減少廢棄物的產(chǎn)生和污染。此外，這一建筑設(shè)計也可以改善城市生態(tài)環(huán)境，采用綠化屋頂、立體綠化、景觀設(shè)計等設(shè)計方法，可以減少城市熱島效應(yīng)、改善空氣質(zhì)量、增加生態(tài)系統(tǒng)的多樣性[1]。可持續(xù)和環(huán)保的建筑設(shè)計可以提高建筑室內(nèi)環(huán)境的質(zhì)量，如采用低VOC 材料、優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)、提高室內(nèi)照明等方法，可以提高建筑的舒適性和健康性?？沙掷m(xù)環(huán)保設(shè)計通過采用高效的采暖、通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)和絕緣材料，提高了建筑舒適性，為用戶提供更加舒適的居住和工作環(huán)境。這一建筑設(shè)計的應(yīng)用，可以讓建筑獲得可持續(xù)性和環(huán)保的認(rèn)證，如LEED 認(rèn)證、BREEAM認(rèn)證等，進而提高建筑的價值和市場競爭力，還能夠促進社會可持續(xù)發(fā)展，提高公眾的環(huán)保意識和責(zé)任感。

2 建筑設(shè)計中可持續(xù)性和環(huán)保的設(shè)計策略

2.1 節(jié)能設(shè)計

在建筑設(shè)計中，使用高效的絕緣材料、可再生能源系統(tǒng)（太陽能和風(fēng)能）、智能照明和控制系統(tǒng)等，進行節(jié)能設(shè)計是非常重要的可持續(xù)性和環(huán)保設(shè)計策略。

首先，選擇高效的絕緣材料，如聚苯板、巖棉、玻璃棉等，來提高建筑的保溫性能，減少能量流失，從而降低采暖和制冷的能耗。在建筑設(shè)計之前，需要對建筑的節(jié)能需求進行評估，包括建筑的使用性質(zhì)、氣候條件、能耗情況等，以確定采用高效的絕緣材料的必要性和可行性。根據(jù)建筑的節(jié)能需求，選擇合適的絕緣材料，如聚苯板、聚氨酯泡沫、玻璃棉、巖棉等，以滿足建筑的隔熱、保溫和防火性能要求，聚苯板應(yīng)用位置如圖1 所示。根據(jù)建筑的結(jié)構(gòu)和絕緣材料的性能，設(shè)計絕緣材料的應(yīng)用方案，包括材料的厚度、密度、施工方式等。在建筑施工階段，需要按照設(shè)計方案進行絕緣材料的施工，確保絕緣材料的質(zhì)量和施工效果。在絕緣材料施工完成后，需要進行驗收和測試，以確保絕緣材料的性能符合設(shè)計要求。通過使用高效的絕緣材料，可以有效地提高建筑的能耗效益，降低能耗和運營成本，同時也可以減少環(huán)境污染和碳排放，實現(xiàn)建筑節(jié)能設(shè)計的目標(biāo)。

圖1 聚苯板應(yīng)用位置（單位：mm）

其次，應(yīng)用可再生能源系統(tǒng)。要先評估建筑周圍的可再生能源資源，如太陽能、風(fēng)能等，通過分析可再生能源資源的分布和潛力，確定可再生能源的適用性和可行性。基于能源需求和可再生能源資源評估的結(jié)果，設(shè)計可再生能源系統(tǒng)，例如，設(shè)計太陽能光伏系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)等，以滿足建筑的能源需求。將可再生能源系統(tǒng)與建筑的其他系統(tǒng)進行集成，如電力系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)等，進行優(yōu)化設(shè)計和調(diào)整，確保系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運行和最佳性能。除了應(yīng)用可再生能源系統(tǒng)，還要結(jié)合其他節(jié)能措施，如優(yōu)化建筑外墻保溫、采用高效節(jié)能設(shè)備等，進一步提高建筑的能源利用效率。使用能源模擬軟件對設(shè)計方案進行模擬分析，評估可再生能源系統(tǒng)的性能和節(jié)能效果，根據(jù)評估結(jié)果進行調(diào)整和優(yōu)化[2]。

最后，設(shè)計智能照明和控制系統(tǒng)，先分析建筑結(jié)構(gòu)和環(huán)境特點，如采光、遮陽等情況，確定不同區(qū)域的光照強度和照度需求。然后根據(jù)照明需求和建筑結(jié)構(gòu)分析的結(jié)果，設(shè)計智能照明系統(tǒng)。例如，利用光感應(yīng)技術(shù)、智能控制技術(shù)等，實現(xiàn)按需照明、自動調(diào)光等功能。設(shè)計智能控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對照明系統(tǒng)的集中控制和調(diào)節(jié)，如通過智能控制器、傳感器等，實現(xiàn)對不同區(qū)域的照明強度、亮度、色彩等參數(shù)的控制和調(diào)節(jié)。使用能源模擬軟件對設(shè)計方案進行模擬分析，評估智能照明和控制系統(tǒng)的性能和節(jié)能效果，根據(jù)評估結(jié)果進行調(diào)整和優(yōu)化。

總之，通過上述的流程，可以實現(xiàn)建筑節(jié)能設(shè)計，降低能源消耗和碳排放，提高建筑的能源利用效率和可持續(xù)性。

2.2 廢物回收再利用

在進行建筑設(shè)計的時候，進行廢物回收再利用的設(shè)計，可以減少資源浪費，降低環(huán)境污染，并促進建筑材料的循環(huán)利用。首先，識別建筑施工和拆除過程中產(chǎn)生的各類廢物，如混凝土碎片、磚塊、木材、金屬等，然后對這些廢物進行分選，區(qū)分可回收的材料和不可回收的材料。然后對可回收的廢物進行收集和儲存，確保廢物不會被混合或污染，并且保持其原有的質(zhì)量和可再利用性。其次，就要進行廢物處理和再加工，主要是對收集到的廢物進行處理和再加工，使其能夠再利用于建筑設(shè)計中，例如，將混凝土碎片再加工成再生骨料，或者將舊木材加工成再生木材等。最后，把再利用的廢物材料可以應(yīng)用于建筑設(shè)計的各個環(huán)節(jié)，包括結(jié)構(gòu)、裝飾、園林等方面[3]。

例如，在建筑工地或拆除現(xiàn)有建筑時，將產(chǎn)生的廢棄混凝土碎片進行分類和收集。對收集到的廢混凝土碎片進行加工處理，一般包括破碎、篩分和洗滌等步驟，破碎過程將混凝土碎片破碎成適當(dāng)?shù)念w粒大小，篩分過程將粒度進行分級，洗滌過程去除其中的污垢和雜質(zhì)。根據(jù)混凝土配合比的要求，將經(jīng)過加工處理的再生骨料與新鮮水泥、砂、骨料等按照一定比例進行調(diào)配，再生骨料可以替代部分或全部傳統(tǒng)的天然骨料使用。將調(diào)配好的混凝土材料送入混凝土攪拌機中進行攪拌，確保再生骨料與其他材料充分混合均勻。然后就要將攪拌好的再生混凝土用于建筑施工中，例如澆筑地基、樓板、墻體等。通過廢物回收再利用的方式，可以實現(xiàn)可持續(xù)性和環(huán)保的建筑設(shè)計策略，減少對環(huán)境的污染，節(jié)約資源的使用，并實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟和可持續(xù)發(fā)展。

2.3 選擇可再生和可回收材料

在可持續(xù)和環(huán)保建筑設(shè)計中，選擇可再生和可回收材料能夠減少資源消耗、降低環(huán)境影響，并促進循環(huán)經(jīng)濟。首先，對建筑所需的各種材料進行評估，包括結(jié)構(gòu)材料、裝飾材料、隔熱材料等，評估考慮材料的可再生性、可回收性、環(huán)境友好性和性能等因素。在選擇可再生材料時，需要考慮材料的來源是否可持續(xù)，例如木材、竹材等可再生植物材料，以及可再生的生物基材料、再生金屬材料等。而選擇可回收材料時，則需要考慮材料的再利用潛力，如利用再生骨料、再生玻璃、再生金屬等，以及采用回收再利用的塑料、紙板等。對選定的可再生和可回收材料進行性能測試，確保其符合建筑設(shè)計的要求，包括強度、耐久性、隔熱性、防火性等。將選定的可再生和可回收材料整合到建筑設(shè)計中，考慮其在結(jié)構(gòu)、裝飾、隔熱、通風(fēng)等方面的應(yīng)用，確保符合建筑的功能和美學(xué)要求。對選用的可再生和可回收材料進行可持續(xù)性認(rèn)證，如LEED 認(rèn)證、BREEAM 認(rèn)證等，以確保其符合可持續(xù)發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)。在最后建筑施工過程中，對選用的可再生和可回收材料進行管理和監(jiān)督，確保其正確使用和處理，減少浪費和污染。

例如，在建筑外墻的設(shè)計中，可以選擇再生玻璃幕墻，要先收集廢棄玻璃材料，包括廢舊玻璃窗戶、容器、玻璃建筑材料等，這些廢棄玻璃材料將成為再生玻璃幕墻的原材料。然后對收集到的廢棄玻璃材料進行處理和加工，包括清洗、破碎、篩分等步驟。清洗過程去除污垢和雜質(zhì)，破碎過程將玻璃破碎成適當(dāng)?shù)念w粒大小，篩分過程將粒度進行分級。將經(jīng)過處理的廢棄玻璃材料送入再生玻璃生產(chǎn)線，進行熔化和成型。在熔化過程中，廢棄玻璃材料被加熱并熔化，形成再生玻璃。再生玻璃可根據(jù)需要進行加工和定制，以滿足建筑幕墻的設(shè)計要求。根據(jù)建筑設(shè)計的要求，進行再生玻璃幕墻的設(shè)計和制造，這涉及幕墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計、安裝系統(tǒng)、保溫隔熱層等方面的考慮。同時，也需要確保再生玻璃幕墻的可行性、安全性和耐久性。將制造好的再生玻璃幕墻進行安裝，包括幕墻的支撐結(jié)構(gòu)、密封系統(tǒng)、連接件等的安裝。采用再生玻璃幕墻，將廢棄玻璃材料再利用，減少資源消耗，降低環(huán)境影響，并創(chuàng)造可持續(xù)和環(huán)保的建筑外觀[4]。

2.4 綠色空間和景觀設(shè)計

在可持續(xù)和環(huán)保建筑設(shè)計中，綠色空間和景觀設(shè)計起到了重要的作用。綠色空間和景觀設(shè)計旨在創(chuàng)造一個與自然環(huán)境融合的、可持續(xù)的室外空間，提供人們與自然互動的機會，并降低建筑對環(huán)境的影響。在進行綠色空間和景觀設(shè)計時，應(yīng)該尊重和保護現(xiàn)有的生態(tài)系統(tǒng)，保留并恢復(fù)建筑區(qū)域內(nèi)原有的植被、濕地、水體等自然要素，并提供適宜的棲息地供動植物生存。在建筑四周選擇適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂蚝屯寥罈l件的本地植物，以降低植物的灌溉需求和維護成本。合理布局植物，考慮到它們的生長特性和功能，以創(chuàng)造舒適的戶外空間和景觀效果。此外，也可以在建筑中設(shè)計雨水收集和處理系統(tǒng)，將雨水用于灌溉綠化區(qū)域，降低對公共供水的依賴，并減少雨水徑流對城市排水系統(tǒng)的壓力。

例如，在建筑設(shè)計階段，確定雨水收集的區(qū)域和設(shè)備，如屋頂、露臺、雨水桶或地下水箱等，確保收集到的雨水不受污染，并有足夠的儲存容量，以滿足灌溉需求。為了確保儲存的雨水質(zhì)量，需要進行預(yù)處理和過濾，可以通過設(shè)置沉淀池、濾網(wǎng)、濾器等設(shè)備來去除雜質(zhì)、懸浮物和污染物。設(shè)計合適的蓄水和輸送系統(tǒng)，將收集的雨水儲存起來，并輸送到需要灌溉的綠化區(qū)域，如采用泵站、管道、噴灌設(shè)備等進行輸送。根據(jù)綠化區(qū)域的需要和植物的特性，設(shè)計合適的灌溉方案，考慮到植物的水需求、土壤條件和降雨情況，確定灌溉的頻率、時長和水量。建立監(jiān)測系統(tǒng)，定期檢查和監(jiān)測雨水收集和處理系統(tǒng)的運行狀況，確保系統(tǒng)的正常運行和雨水的合理利用。

此外，綠色空間和景觀設(shè)計應(yīng)該提供豐富的社交和休閑空間，如露臺、座椅和戶外活動區(qū)域，以鼓勵人們與自然互動、交流和放松。通過綠色空間和景觀設(shè)計，不僅可以提高生活質(zhì)量和工作效率，還可以改善城市環(huán)境、社區(qū)關(guān)系和人們的健康狀況。同時，綠色空間和景觀設(shè)計也能夠提升建筑的價值和市場競爭力[5]。

2.5 優(yōu)化室內(nèi)采光、通風(fēng)設(shè)計

良好的室內(nèi)采光和通風(fēng)設(shè)計可以提高建筑的舒適度，減少能源消耗，降低建筑的碳足跡。在進行采光設(shè)計時，可以通過合理的窗戶設(shè)計和布局，最大化利用自然光線，減少對人工照明的依賴。合理選擇窗戶的材質(zhì)和型號，通過窗戶的尺寸和布局，來最大程度的利用自然光，同時也能達(dá)到最佳的保溫和隔音效果，同時保證室內(nèi)的采光質(zhì)量和視野。在滿足采光的同時，也要保證建筑內(nèi)人員的舒適度，所以就要進行合理的遮陽設(shè)計，在設(shè)計時需要考慮到夏季陽光的強度和照射角度，并采用合適的遮陽措施，如窗簾、百葉窗或遮陽板等，以降低室內(nèi)溫度和光照強度，提高室內(nèi)舒適度。

在進行通風(fēng)設(shè)計時，也要通過合理的通風(fēng)設(shè)計，將新鮮空氣引入室內(nèi)，排出污濁的空氣和有害物質(zhì)，提高室內(nèi)空氣質(zhì)量。例如，采用自然通風(fēng)和機械通風(fēng)相結(jié)合的方式，以適應(yīng)不同季節(jié)和天氣條件。在通風(fēng)系統(tǒng)中使用高效的空氣過濾器和凈化設(shè)備，去除空氣中的有害物質(zhì)和污染物，提高室內(nèi)空氣質(zhì)量和健康水平。此外，采用智能控制系統(tǒng)，根據(jù)室內(nèi)和室外環(huán)境的變化，自動調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度、濕度、采光和通風(fēng)等參數(shù)，以達(dá)到最佳的舒適度和能效。通過優(yōu)化室內(nèi)采光、通風(fēng)設(shè)計，可以提高建筑自身的舒適度和健康水平，減少能源消耗和碳排放，降低建筑的運營成本和環(huán)境負(fù)擔(dān)。

3 結(jié)語

綜上所述，對建筑設(shè)計中的可持續(xù)性和環(huán)保設(shè)計進行分析，可以提升建筑綠色設(shè)計的效果，進而增強建筑自身價值和吸引力。在進行設(shè)計時，主要是從節(jié)能、廢物利用、材料、景觀、采光等方面入手，實現(xiàn)建筑全方位的可持續(xù)環(huán)保設(shè)計，既能降低對環(huán)境的污染，也能增強建筑的舒適程度。