現(xiàn)代綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)研究

王曉春

（太原理工大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，山西 太原 030024）

0 引言

中國社會(huì)經(jīng)濟(jì)正處在一個(gè)良好的發(fā)展勢頭下，然而整體的資源消耗總量卻呈現(xiàn)出嚴(yán)重的遞增狀態(tài)，環(huán)境污染問題也日趨嚴(yán)重。在這樣的環(huán)境背景下，為了能更好地實(shí)現(xiàn)資源和能源的可持續(xù)發(fā)展，中國針對建筑行業(yè)實(shí)行規(guī)范化管理，要求該行業(yè)必須按照國家的發(fā)展要求開展各項(xiàng)工作。綠色建筑工程是當(dāng)前國家重點(diǎn)關(guān)注和支持的項(xiàng)目，該工程不但達(dá)到了綠色節(jié)能的基本要求，而且也切實(shí)推動(dòng)了中國綜合國力的快速增長。但不可忽略的是，在中國大力推行綠色建筑理念的同時(shí)，綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中仍然存在一些實(shí)質(zhì)性問題沒有得到妥善處理和解決，因此一定要重點(diǎn)從環(huán)境的角度出發(fā)，做好綠色節(jié)能設(shè)計(jì)的宣傳和推廣工作，將建筑項(xiàng)目對環(huán)境的污染降到最低，給人類創(chuàng)造一個(gè)更加健康的環(huán)境，提升人們的生活幸福感。

1 節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)用在建筑設(shè)計(jì)中的重要意義

首先，在我國城市化進(jìn)程不斷加快的態(tài)勢下，建筑工程項(xiàng)目日益增多，建筑工程質(zhì)量要求不斷提升。同時(shí)，隨著我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的貫徹落實(shí)，人們的節(jié)能環(huán)保意識(shí)顯著提升，對建筑行業(yè)的節(jié)能環(huán)保要求也更加嚴(yán)格，因而，積極推動(dòng)節(jié)能設(shè)計(jì)在建筑設(shè)計(jì)中的大力應(yīng)用，已成為順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的必然舉措。其次，建筑設(shè)計(jì)作為建筑工程施工開展的前提和基礎(chǔ)要素，在建筑設(shè)計(jì)中融入節(jié)能理念已成為衡量建筑工程施工科學(xué)化的關(guān)鍵性因素[1]此外，建筑節(jié)能設(shè)計(jì)涉及眾多領(lǐng)域，涵蓋面較廣，若在建筑設(shè)計(jì)階段出現(xiàn)問題，不僅會(huì)嚴(yán)重影響施工進(jìn)度，造成建筑成本的提升和施工材料的浪費(fèi)，而且會(huì)對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不良影響，造成嚴(yán)重破壞，因此，加強(qiáng)節(jié)能設(shè)計(jì)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，體現(xiàn)了人與自然的和諧統(tǒng)一發(fā)展，兼顧房屋性能與建筑美觀，有利于促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定健康發(fā)展和建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2 現(xiàn)代綠色建筑特點(diǎn)

近年來，綠色建筑逐漸得到了更多人的關(guān)注和認(rèn)可。以下總結(jié)了現(xiàn)代綠色建筑的特點(diǎn)，并且分析了其優(yōu)勢。

（1）綠色建筑最突出的特點(diǎn)是節(jié)能環(huán)保。與傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)相比，不難發(fā)現(xiàn)，綠色建筑的優(yōu)勢不僅體現(xiàn)在綠色節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用上，還體現(xiàn)在建筑施工的各個(gè)階段和環(huán)節(jié)都必須以實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能為最終施工目標(biāo)。

（2）綠色建筑能有效滿足業(yè)主健康的消費(fèi)心理。通過采用現(xiàn)代節(jié)能環(huán)保技術(shù)，建筑企業(yè)可以為業(yè)主提供更健康、節(jié)能的生活和生活空間，讓人們感受到消費(fèi)的現(xiàn)實(shí)意義，認(rèn)同和認(rèn)可節(jié)能建筑的行為，這也可以在很大程度上改變業(yè)主的整體消費(fèi)觀念。但應(yīng)該清楚的是，節(jié)能建筑值得提倡，但前提是確保建筑工程的整體質(zhì)量，不僅要滿足國家有關(guān)建筑設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn)，還要滿足公共業(yè)主的宜居需求。

（3）綠色建筑的一個(gè)更重要的優(yōu)點(diǎn)是其壽命長。現(xiàn)代綠色建筑的使用壽命是業(yè)主關(guān)注的重要問題[2]。事實(shí)證明，與傳統(tǒng)建筑相比，綠色建筑的使用壽命更長。在整個(gè)項(xiàng)目的詳細(xì)規(guī)劃過程中，施工單位必須做好項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段、施工階段和其他方面的綜合研究和分析，包括施工材料的運(yùn)輸，施工現(xiàn)場建筑垃圾的分類和處理以及廢物和多余建筑材料的回收利用等重要工作內(nèi)容，要確保環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展雙贏，促進(jìn)人與自然和諧共生。

3 綠色節(jié)能建筑施工原則

3.1 創(chuàng)新原則

創(chuàng)新能夠促進(jìn)發(fā)展，因此，為促進(jìn)建筑行業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展，就需遵循創(chuàng)新原則。目前我國科技發(fā)展較為迅速，能夠更好地在建筑領(lǐng)域當(dāng)中發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢、材料優(yōu)勢和設(shè)備優(yōu)勢，所以在工程建設(shè)時(shí)，既要使用綠色節(jié)能技術(shù)，同時(shí)還要遵循創(chuàng)新原則，不斷完善施工技術(shù)，從而改善施工技術(shù)應(yīng)用效果。

3.2 要嚴(yán)格遵循安全性原則

房屋建筑作為人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活的重要場所，其安全性直接關(guān)乎人民群眾的人身財(cái)產(chǎn)安全，因而將節(jié)能設(shè)計(jì)積極融入建筑設(shè)計(jì)的過程中，首先就要對安全性做出切實(shí)保障，積極打造建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的安全建設(shè)。

3.3 堅(jiān)持和諧相處的原則

要想從根本上實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代建筑的生態(tài)化和綠色化，相關(guān)設(shè)計(jì)人員在開展設(shè)計(jì)工作時(shí)就必須從生態(tài)的角度出發(fā)，重視人與自然之間的和諧發(fā)展，使有限的生態(tài)資源能夠得到更高效的利用，進(jìn)而促進(jìn)環(huán)境保護(hù)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)增長的完美統(tǒng)一，保證綠色和諧的建筑設(shè)計(jì)理念能在具體的建筑設(shè)計(jì)工作中發(fā)揮其自身獨(dú)特的優(yōu)勢，并與最終的設(shè)計(jì)相融合。此外，在開發(fā)建設(shè)的過程中，對環(huán)保性資源要進(jìn)行合理利用，如生長在自然中的一些綠色植被等，這樣能促進(jìn)綠色建筑價(jià)值的提升，充分展現(xiàn)出建筑的整體優(yōu)勢，為居住者創(chuàng)造一個(gè)更為舒適、健康的居住空間，同時(shí)減少環(huán)境污染。

3.4 低能耗原則

加強(qiáng)材料使用管理，由于建筑工程工程量較大，使用材料較多，進(jìn)行材料使用管理能夠控制材料使用，減少材料浪費(fèi)。此外，嚴(yán)格制定施工方案，確保規(guī)劃科學(xué)合理，并合理應(yīng)用各種資源，尤其是電能、水資源等，減少能源、資源浪費(fèi)，達(dá)到預(yù)期綠色、節(jié)能效果。

3.5 堅(jiān)持舒適的原則

建筑設(shè)計(jì)的最終目的，既是要保證建筑的外部和內(nèi)部結(jié)構(gòu)都具備一定的美觀性，滿足人們的審美需求，也是要讓居住者在居住環(huán)境中獲得身心的放松，并能夠處在一個(gè)健康的生活環(huán)境中，這樣很有利于提升居民的生活幸福感。因此，在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)和施工時(shí)，一定要從居住者的內(nèi)心需求出發(fā)，注重環(huán)保技術(shù)的運(yùn)用，對建筑采光、通風(fēng)、供暖等方面的設(shè)計(jì)一定要科學(xué)合理，在最大程度上滿足居住者的切身需求，使居住者能夠獲得更加舒適的居住體驗(yàn)[3]。此外，在選擇建筑材料時(shí)，一定要從低碳環(huán)保的角度出發(fā)，盡量選用一些性價(jià)比較高且節(jié)能環(huán)保效果更突出的建筑材料。

4 節(jié)能設(shè)計(jì)在建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用中的現(xiàn)存問題

4.1 對新能源利用不足，能源消耗量較大

建筑行業(yè)為了滿足人們的設(shè)計(jì)需求，往往不惜消耗大量能源，不僅與環(huán)保綠色發(fā)展理念背道而馳，而且也給能源資源的使用與管理帶來一系列負(fù)面影響。國家頒布的《建筑節(jié)能與可再生能源利用通用規(guī)范》中明確提出，新建的居住建筑以及公共建筑等平均設(shè)計(jì)的能耗水平基于2016 年所執(zhí)行的節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)分別降低30%與20%，不同氣候區(qū)內(nèi)的平均節(jié)能率要達(dá)到以下規(guī)定：嚴(yán)寒以及寒冷地區(qū)內(nèi)居住建筑要達(dá)到平均75%的節(jié)能率，除了嚴(yán)寒以及寒冷地區(qū)，其他的氣候區(qū)內(nèi)居住建筑要達(dá)到平均65%的節(jié)能率，公共類建筑要平均達(dá)到72%的節(jié)能率。但在一些建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)中，沒有關(guān)注建筑內(nèi)部和周邊環(huán)境的有效協(xié)調(diào)，裝飾的選擇和使用與節(jié)能要求標(biāo)準(zhǔn)不符，這也導(dǎo)致所設(shè)計(jì)的建筑存在過高能耗，并不能達(dá)到節(jié)能的效果[4]。

4.2 節(jié)能技術(shù)起步較晚，建筑節(jié)能方式落后

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，人們的日常生產(chǎn)生活對能源的需求量也日益增多，能源短缺的問題進(jìn)一步凸顯。相比其他西方國家，我國建筑節(jié)能設(shè)計(jì)方面還有很大的進(jìn)步空間。以集中供暖為例，我國將煤炭作為集中供暖的主要材料，但是在燃燒過程中并未實(shí)現(xiàn)對煤炭的充分利用，從而造成能源嚴(yán)重浪費(fèi)的現(xiàn)象。

5 現(xiàn)代綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的發(fā)展及運(yùn)用

5.1 綠色建筑朝向設(shè)計(jì)

建筑朝向設(shè)計(jì)問題與光線、風(fēng)向問題有著密切關(guān)系。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中，需要充分考慮建筑物的光線情況，并利用風(fēng)向條件實(shí)現(xiàn)科學(xué)通風(fēng)。如果朝向的設(shè)計(jì)不符合建筑要求，就很容易影響建筑的舒適度。因此，只有對建筑物的間距、組合關(guān)系等進(jìn)行科學(xué)計(jì)算，才能提升建筑的節(jié)能效果，增強(qiáng)建筑的自然通風(fēng)效果。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)建筑朝向時(shí)，結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂蛞蛩睾腿照諘r(shí)間進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)設(shè)計(jì)，能有效節(jié)約能源。同時(shí)由于傳統(tǒng)思想的影響，中國的房屋建筑大多數(shù)采用南北朝向的格局?？紤]光照、通風(fēng)等建筑朝向設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵因素，可在房屋的東西兩面墻體上設(shè)置大小適合的窗戶。另外對于房屋內(nèi)部格局的設(shè)計(jì)問題，需要將房屋按照相應(yīng)的功能劃分為不同的格局，方便日后暖通設(shè)備和空調(diào)等系統(tǒng)的安裝。設(shè)計(jì)人員可基于外表面積小，房屋內(nèi)部的冷負(fù)荷就相應(yīng)變小的原理，實(shí)現(xiàn)能源使用率的降低，確保建筑的冷暖優(yōu)勢都能充分體現(xiàn)出來。

5.2 自然通風(fēng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

（1）朝向調(diào)整是根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件、風(fēng)向來計(jì)算建筑物的最佳朝向，通過調(diào)節(jié)風(fēng)向投射角來提高室內(nèi)通風(fēng)順暢程度。例如，在本項(xiàng)目中，擬建建筑物的高度為30m、寬度為20m、長度為60m，當(dāng)?shù)叵募局鲗?dǎo)風(fēng)為東南風(fēng)，開展建筑屋后旋渦分析工作，發(fā)現(xiàn)在風(fēng)向投射角為45°時(shí)的風(fēng)速衰減系數(shù)較小，且迎風(fēng)建筑物身后部位未出現(xiàn)明顯旋渦。

（2）建筑群布局調(diào)整是根據(jù)當(dāng)?shù)仫L(fēng)向來選擇建筑群平面布局結(jié)構(gòu)，如在擬建多座高層建筑與底層建筑時(shí)，可采取錯(cuò)列式作為建筑群布局，交錯(cuò)布置高低層建筑物，通過引導(dǎo)湍流形成的方式增加風(fēng)速。

（3）單體建筑平面布局是通過布置中庭空間、在外墻與房間內(nèi)墻上設(shè)置窗戶、調(diào)整建筑進(jìn)深、增加窗口離地高度等手段來改善建筑室內(nèi)自然通風(fēng)效果。

5.3 門窗安裝

門窗是建筑的必備部分，門窗質(zhì)量合格與否與用戶居住體驗(yàn)感密切相關(guān)，但因門窗并不密閉，所以若是安裝不好日后極易出現(xiàn)漏風(fēng)、漏水的情況，嚴(yán)重影響用戶日常生活，所以必須重視門窗安裝，安裝過程中還需注意以下方面。

（1）玻璃選用，玻璃是門窗安裝的關(guān)鍵，具有保溫隔熱、遮風(fēng)擋雨的作用，所以必須重視玻璃的選擇，盡量使用低輻射玻璃，以免因反射性較強(qiáng)造成光污染。

（2）窗墻比例，根據(jù)房屋實(shí)際情況調(diào)整門窗朝向，例如，東側(cè)、北側(cè)窗墻比例大約控制在兩成以下，西側(cè)、南側(cè)窗墻比例可適當(dāng)提高，此種方式能夠有效降低能源消耗。

（3）外墻氣密性，門窗是安裝與墻體之上的，因此，門窗與墻體之間不可避免地會(huì)存有一些縫隙，為保證建筑保溫隔熱、遮風(fēng)擋雨的作用不受影響，就需選用密閉性較好的材料輔助門窗安裝。

（4）溫度阻尼區(qū)，設(shè)置此區(qū)域能夠保證建筑保溫性、隔熱性，從而改善居住環(huán)境[5]。

5.4 建筑設(shè)計(jì)中對新能源的應(yīng)用設(shè)計(jì)

對新能源的大力應(yīng)用，不僅能夠起到降低建筑能源消耗的效果，而且在落實(shí)綠色節(jié)能理念，防治生態(tài)污染方面也有積極作用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷突破，新能源也在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。建筑設(shè)計(jì)中對新能源的應(yīng)用進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，可以大量選用無污染的可再生能源。比如太陽能，就是建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中新能源利用的重點(diǎn)，不僅可以有效降低建筑能源損耗，而且可以起到節(jié)約能源，緩解能源危機(jī)的作用，為此，可以充分發(fā)揮太陽能優(yōu)勢，加大對太陽能空調(diào)、太陽房等應(yīng)用領(lǐng)域的開拓。此外，可以將地源能應(yīng)用在建筑設(shè)計(jì)中，充分發(fā)揮建筑空調(diào)中的節(jié)能作用；還可以加大沼氣在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，積極打造日光溫室、沼氣池等配套設(shè)施，從而有效實(shí)現(xiàn)對能源物質(zhì)的多重利用，推動(dòng)形成能源利用的良性循環(huán)。

5.5 建筑照明技術(shù)的節(jié)能設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)模式下的照明技術(shù)往往需要投入大量電能，照明過程中產(chǎn)生的熱量會(huì)造成室內(nèi)溫度上升，從而造成建筑應(yīng)用過程中能源資源的額外浪費(fèi)。融入現(xiàn)代科技手段的建筑照明節(jié)能技術(shù)可以對照明電能浪費(fèi)現(xiàn)象進(jìn)行有效改善。為了達(dá)到理想的采光與節(jié)能效果，可以促進(jìn)自然光源與人工照明的有機(jī)融合。具體可以通過使用新型節(jié)能燈具等方式加以實(shí)現(xiàn)，例如，可以對電子鎮(zhèn)流器、節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器等低能耗光源加以推廣使用，如某工程改造中，之前所用T8 熒光燈換成高效化LED 燈具后，通過對比分析，發(fā)現(xiàn)節(jié)能了50%～60%[6]。除此之外，還可以對燈具的控制方式進(jìn)行改進(jìn)，采用節(jié)能型開關(guān)裝置等方式對建筑照明進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)。例如，臥室的床頭燈采用調(diào)光開關(guān)、公共區(qū)域采用聲控開關(guān)、高級(jí)客房采用電鑰匙開關(guān)等，據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，和傳統(tǒng)照明控制模式相比，此類照明控制能耗降低了40%～80%。

6 結(jié)語

在建筑工程中，科學(xué)地運(yùn)用當(dāng)前先進(jìn)的綠色節(jié)能技術(shù)，不但能保證建筑整體的實(shí)用性，而且能有效促進(jìn)國家的可持續(xù)發(fā)展。在具體的應(yīng)用過程中，一定要嚴(yán)格遵循綠色、環(huán)保的設(shè)計(jì)理念。針對綠色節(jié)能技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用，一定要從設(shè)計(jì)工藝和設(shè)計(jì)技術(shù)方面入手，重點(diǎn)突出技術(shù)的優(yōu)勢和特點(diǎn)，進(jìn)而滿足現(xiàn)代綠色節(jié)能建筑的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，實(shí)現(xiàn)資源的高效利用，為人們創(chuàng)建一個(gè)更加健康、舒適的生活空間。為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能設(shè)計(jì)在建筑設(shè)計(jì)中的優(yōu)化應(yīng)用，可以從各個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的細(xì)化與深入滲透入手，貫徹落實(shí)建筑施工的全過程，本文也從建筑照明、墻體、屋面、門窗、新能源等方面展開論述，旨在積極促進(jìn)建筑設(shè)計(jì)與節(jié)能設(shè)計(jì)的有機(jī)結(jié)合，推動(dòng)建筑工程行業(yè)實(shí)現(xiàn)高效優(yōu)質(zhì)發(fā)展。