绿色建筑设计要点与必要措施

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摘要：随着我国经济建设的迅速发展，建筑行业涉及的领域越来越广阔，各项建筑工程项目的规模也越来越大。这些建筑工程项目极大地改善了城乡居民的居住环境，但是大规模的建筑项目也会在很大程度上破坏自然环境或造成环境污染，降低城乡居民的生活质量，进而阻碍社会的良性发展。因此，绿色建筑是建筑行业发展的根本方向。文章旨在通过对绿色建筑设计要点的分析和探讨，提出合理的、可行的建议，以便在建筑设计中有针对性地落实。

关键词：绿色建筑；建筑设计；设计要点

随着我国经济社会的发展进步，节能减排的观念在人们的心里深深扎根。绿色建筑具有节能、减排、环保、安全、健康、经济等诸多优势特点，因此建筑领域越来越注重绿色建筑项目，并逐渐把绿色建筑作为整个建筑行业的重点发展方向。在进行绿色建筑设计时，要准确掌握其中的设计要点，尽可能提高绿色建筑设计的科学性、合理性和可行性，从而体现绿色建筑的价值。

1绿色建筑的概念

绿色建筑是指在建筑有限的使用寿命周期内，能够最大限度地节约各种资源，有效减少对自然环境的污染，为人们提供安全、健康、舒适的生活环境的可以和大自然和谐共存的建筑。

2绿色建筑的设计目标

绿色建筑设计要以人们的身心健康为目标，创造出安全、健康，与自然和谐共生的生活空间。首先，绿色建筑设计应选择对人体健康无害的环保材料；其次，尽可能保证室内空气流通，增加室内的新鲜空气，还要增强房屋的保温和隔声性能；最后，绿色建筑设计应最大限度地节约资源，充分利用再生资源[1]。

3绿色建筑的设计要点

绿色建筑对整个建筑行业的长远发展意义非凡，因此一定要把绿色建筑的设计理念贯彻落实到建筑项目的设计中；同时应结合建筑的实际情况，抓住绿色建筑设计的重点，有选择性地实施。

3.1合理控制体形系数

合理的体形系数可以有效减小建筑单位空间的散热，有研究表明，体形系数每增大0.01，耗热量指标约增加2.5%。有效控制体形系数可以从以下两方面落实：方案设计中就要有控制体形系数的概念，建筑形体应尽量规整，以减小外表面面积；应适当增加建筑体量，加大进深，增加层数。以住宅为例，12～15m是比较合理的进深，6～18层是比较理想的层数。

3.2设计合理的朝向、采光与通风

（1）朝向选择。结合当地的自然条件，对建筑之间的楼距、朝向进行综合考虑；充分考虑太阳照射和自然通风，同时要考虑对太阳照射的利用。主朝向要尽可能避开当地的冬季主导风向。（2）采光与通风要点。尽量增加外墙采光面的长度，充分利用自然采光，为建筑使用者提供自然、宜人的使用感受，同时能节省能耗；外窗宜选用中透光玻璃，不应选用低透光玻璃；要结合立面设计和玻璃分格，合理布置开窗位置；可以采用底部内倒、中部或上部悬窗的通风形式，也可以采用通风柱形式；每个主跨的开启扇不宜少于2个，以便靠窗大空间分隔成小空间后仍然有开启扇[2]。（3）中庭采光与通风。上下空间贯通、融合又有自然采光的中庭设计，能极大地提升建筑品质和空间感受，是公共建筑设计中经常采用的方式。建筑的自然通风是因为存在室内外的压差，设计高大空间顶部的通风窗，由内部温差产生的空气对流能帮助改善室内空气环境。因此，采光中庭设置通风窗是合理且必要的。

3.3合理控制窗墙比

控制窗墙比是绿色建筑节能设计的关键，合理的窗墙比可以节省保温材料，节约玻璃造价，提高节能设计的整体合理性。以长江中下游地区（夏热冬冷地区）为例，甲类公共建筑的窗墙比不宜超过0.6（规范限值为0.7），实际上窗墙比超过0.6以后，玻璃的选择、外墙保温材料的增加都明显反映出节能设计的不合理性，因此需要避免[3]。

3.4做好外墙保温与隔热

（1）选择合适的墙体材料。合适的墙体材料首先要有良好的自保温性能，其次要有合适的蓄热性能（隔热性能）。现在常用的有加气混凝土砌块、陶粒混凝土砌块等导热系数为0.13～0.5W/（m·k）的材料。对于白天人员活动多的建筑，应选用蓄热性能较好的墙体材料来延迟内表面的升温，也就是说同样的材料应选用容重较大的；对于昼夜温差不大的地区，宜选用轻质墙体，外表面升温快、散热也快，室内热量可以通过加强通风带出室外[4]。（2）首选外保温。外保温能有效减小温度变化导致的结构变形，保护主体结构，延长建筑寿命；外保温能消除冷热桥的影响，提高保温效率；外保温有利于保持室内温度稳定，改善室内环境质量；外保温有利于室内装修改造，不会破坏保温层[5]。外墙的传热系数应控制在0.7W/（m2·k）以下。

3.5综合考虑外遮阳措施

外遮阳措施能有效阻挡太阳能向室内传递，是一种经济有效的节能方式，夏热冬冷地区尤其适合设置。但是外遮阳的形式、材料选用，需要合理地结合建筑立面设计，使之成为立面构成的积极因素，而不是一个立面效果的破坏者。（1）立面外遮阳。从形式上分，外遮阳可以分为水平遮阳、垂直遮阳和综合遮阳（水平和竖向遮阳相结合）。水平遮阳以南向遮阳为主，适用于低纬度地区，如图1、图2所示；垂直遮阳适用于南向以外的方向。外遮阳形式既要服务于立面设计，又要考虑室内视觉效果。遮阳构件的形状、尺寸需要仔细推敲、选择[6]。（2）中庭外遮阳。采光中庭由于顶部玻璃窗，得到的太阳辐射热量特别大，内遮阳实际效果有限，建议在玻璃上方进行外遮阳，可以选择滑轨式的遮阳布帘，采用电动方式；有条件时可以安装温感、光感元件，实现智能化的自动控制。从采光、通风、遮阳、节能等方面综合考虑，中庭顶部可以通过采用非采光实体来解决遮阳、节能问题，高出屋面的四周可采用玻璃窗来解决自然采光和通风问题。

3.6采用绿色保温屋面

绿色建筑的屋面必须满足防水、保温、隔热的基本要求，还应结合平面功能，设置种植屋面，实现以人为本、以环境为本的绿色建筑理念。（1）做好屋面保温。屋面的保温和隔热要求类似于外墙，但是屋面的面层主要有找坡层、找平层、保温层和保护层，总体隔热性能比较好，因此重点是选用低导热系数材料，可选用挤塑聚苯板、发泡聚氨酯和泡沫玻璃等导热系数介于0.03～0.04W/（m·k）的材料。（2）选择倒置式屋面。由于屋面兼有防水要求，因此保温设计和防水设计应该是相辅相成的关系。结合工程经验，倒置式屋面是一个合理的选择。倒置式的做法是把保温层置于防水层上方，使防水层的作用更加可靠，可以最大程度上避免屋面漏水问题。倒置式便于施工，天气局限性较小；选用憎水性保温材料后不需要设置排气孔，使屋面更加干净整洁，有利于屋面活动。（3）设置种植屋面。屋面上的植物能有效阻止和吸收太阳热辐射，降低屋面的综合温度，同时覆土层解决了屋面的保温和隔热问题。种植屋面还能有效地优化室外环境，为人们提供休息、活动及交流的场所，是绿色建筑设计理念的具体体现。屋面的覆土厚度在30～50cm比较合适，草皮外可以种植高度在3m以下的灌木。种植屋面的做法如图3所示。

3.7利用可再生资源

可再生资源是指从自然界中获取的，可以不断再生、永久利用的非矿物能源，主要有风能、太阳能、生物能、地热能和海洋能等。可再生资源的有效利用是绿色建筑的重要措施，适合利用的可再生资源有风能、太阳能、地热能和雨水[7]。（1）风能利用。风能的利用主要分为利用风能发电和利用风能促进室内通风换气，后者是建筑利用风能的主要形式。风能的利用与建筑平面和内部空间及建筑形态有密切关系。通常所说的“穿堂风”就是水平通风，它是利用建筑迎风面和背风面的空气压差，促进室内空气流动，改善室内热环境，从而满足人体舒适度要求。建筑平面布置对通风效果有最重要的直接影响，建筑内部空间需要畅通，要让风“有径可走”。另外，利用风能垂直分布的特性和空气的烟囱效应，可以设置导风竖井，与室外空调平台相结合，可以极大地提高空调外机的换热效率，从而达到节能目的。总之，风能的有效利用并不是简单地开些外窗，而是要充分利用空气的风压、烟囱效应等特点，为风设计好路径，这才是建筑利用风能的关键。（2）太阳能集热的应用。太阳能集热是最先推广应用的太阳能利用方式，常见的是以水为载热体，也就是太阳能集水器。有条件的建筑屋面可有规划地实施，应该接管入户，避免二次装修带来的破坏。太阳能集热器设置在平屋面时，集热器应朝南布置，东西方向偏转应小于30°；条件受限时也可以水平放置，不受朝向影响。太阳能集热器设置在坡屋面时，集热器应设在朝南方向或者东南、西南方向。（3）太阳能光电技术。太阳能光电技术是利用太阳能组件将太阳能转变为电能，它能使建筑物从单纯的耗能型转变为供能型，产生的电能既可以独立储存，又可以并网应用。现有技术下的光电转化效率可达31%，一般地区5～8年可收回成本，经济效益显著。光电池板可以设在建筑屋面和外墙立面，可以和装饰材料结合使用[8]，如图4、图5所示。优先选用替代传统玻璃幕墙材料的面板材料，集发电、隔热、遮阳、装饰于一身，这是太阳能光电技术的发展和应用方向。（4）地热在建筑中的应用。根据建设场地的地质、水文状况，充分利用土壤和地下水等天然能源作为夏季冷源和冬季热源。以地源热泵系统为例，该系统冷热供应平衡，舒适程度高；该系统运行效率比普通空调要高40%，可以节省30%～40%的运行费用，经济效益显著[9]；该系统的制冷剂灌充量比普通空调减少25%，污染物和CO2排放都大大减少，环境效益显著，是绿色建筑节能、减排、舒适的集中体现，值得优先选用，如图6所示。水源热泵系统是利用地表面浅层水源作为冷热源进行能量转换的空调系统，若场地周边水源条件允许，也可以采用水源热泵系统，同样能达到地源热泵的效果。（5）雨水回收利用。雨水利用系统可以缓解自然水资源的压力，减少雨水径流，保护环境，是经济环保的选择。首选屋面雨水回收，将雨水通过排水管路接入地下水池，经过净化处理再储存，可用于家庭和公共场所的非饮用水，如灌溉、冲刷、洗车等，可以减少生活用水。公共建筑的可实施性较大，值得推广使用。另外，可以选用地面雨水截污回收，相比屋面雨水，地表水进入蓄水池之前要设置截污装置。雨水回收系统如图7所示。

3.8其他必要措施

（1）尽可能选用新型环保材料，新型的环保材料具有绿色健康、低碳节能的特点，可以极大程度上改善和优化室内环境，保障人们的身体健康。（2）选用节水、节能设备，如节水龙头、节水便器、节能水泵、节能灯、节能空调等。

4结束语

要使建筑行业长远发展，就必须注重绿色建筑的设计和建造，专业的建筑设计师只有将绿色环保的理念融入建筑设计，才能够设计出低碳、环保、节能的绿色建筑，也才能够改善人们工作和日常生活的环境，实现人与自然和谐相处。

参考文献

[1]王建斌.绿色建筑设计理念在工业建筑设计中的体现[J].工业建筑,2021,51(6):237.

[2]陈斯莹.基于自然通风的教育建筑空间形态设计研究[D].呼和浩特:内蒙古工业大学,2021.

[3]胡启力.基于绿色建筑理念下夏热冬冷地区高校教学楼设计研究[D].南昌:南昌大学,2021.

[4]王文平,高鹏.绿色环保建筑材料在建筑工程墙体施工中的应用[J].工程技术研究,2021,6(18):141-142.

[5]刘玉章,张君,王家赫,等.建筑外墙外保温做法对结构安全性影响分析[J].建筑材料学报,2021,24(6):1300-1306.

[6]周涵宇,刘刚,王立雄,等.不同气候区遮阳控制策略的节能与舒适度优化[J].重庆大学学报,2021,44(9):67-76.

[7]张青风.现代绿色建筑节能设计的发展及运用[J].高铁速递,2021(5):136.

[8]王茹,王海云,范添圆,等.基于不同面积比例的屋顶光伏光热系统设计[J].科学技术与工程,2021,21(34):14576-14581.

[9]杨先亮,牛帅,毛杭倩媛,等.基于光伏发电余热的地源热泵系统动态模拟分析[J].太阳能学报,2021,42(10):341-348.

作者：胡永超 单位：中国联合工程有限公司