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建筑设计中绿色建筑设计要点探讨

作者

陈杰

上海开艺设计集团海南分公司 570228 海南省海口市

摘要:随着社会发展,人与自然和谐共处的理念深入人心。在建筑设计领域,如何使建筑物与自然环境相融合,对人类的长远发展意义重大。绿色建筑的实现体现了人与自然的相互协调,是建筑设计未来发展的必然趋势。本文探讨绿色建筑设计要点及落实途径。

关键词:建筑设计;绿色建筑设计;可持续发展

建筑行业存在碳排放问题且耗资源量大,解决其发展与生态破坏的冲突迫在眉睫。贯彻绿色理念、合理制定建筑设计方案,是重构建筑与自然共生关系的关键。本文结合绿色建筑发展理论与实际案例,探讨绿色建筑设计。

一、建筑设计中绿色建筑设计要点分析

(一)最大限度减少能耗

建筑能耗贯穿建筑设计与建造的全生命周期,采用绿色建筑设计理念需将能耗控制作为核心目标。

建筑体型系数优化:较小的体型系数可有效降低热量传导和损耗。尤其在寒冷地区紧凑建筑外形减少表面积,降低热交换。设计需兼顾功能与空间需求,采用规整外形,优化平面布局,减少不必要凹凸。

高效设备选型与智能控制:优先选用高能效电气及暖通设备,可从源头降能耗。以暖通为例,高效热泵较普通机型,相同供冷热需求下能耗更低。同时,智能控制系统借传感器实时监测温湿度、光照等,结合人员活动与需求精准控设备,实现按需供能。

合理利用自然光照与通风:建筑朝向选择适宜方位,可充分接收自然光照,减少人工照明。如北半球建筑朝南,冬季获更多辐射热,夏季通过遮阳减少直射热。良好自然通风能降室温,减少机械通风。据研究,在广州地区的科技博物馆案例中,通过通风廊道和结构遮阳等策略,形成了自然通风冷却效应,空调能耗节约了约41.2%。[1]

(二)合理运用现有资源

场地条件充分考量:项目选址需充分掌握场地地形、地貌、水文等自然条件。山地可结合地势采用台地设计,避免大规模土方工程;利用现有自然排水系统,降低雨水管网成本并减少对水文循环的干扰;保留有价值的树木植被,融入景观设计打造生态景观,实现建筑与自然和谐共生。

既有建筑与材料的再利用:深挖原有建筑或设施的再利用潜力。如北京 798 艺术区由老厂房改造,保留框架与工业设施赋予新功能,大量用再生材料实现资源循环。建材上推广再生骨料混凝土、再生金属等,较普通混凝土节约天然骨料、降碳排放;同时,优先采用本地生产的建筑材料,减少运输距离,降低运输过程中的能源消耗。

施工资源高效规划:依据场地实际情况,通过精确施工规划,合理安排预制构件生产、运输与安装,设置专门材料堆放加工区,提高设备周转使用率,减少材料损耗,缩短施工周期,减少建筑垃圾。采用装配式建筑技术,与传统现浇式建筑相比,施工周期通常可大大缩短,并有效减少建筑垃圾。[2]

(三)降低周边环境负荷

合理控制建筑密度与绿地规划:合理控建筑密度是维持场地生态平衡与生物多样性的关键。密度过高会压缩绿地、破坏生态完整性。城市高密度区需规划合理间距与布局,留足公共绿地和开放空间,供居民休闲及动植物栖息。绿地可美化环境、调气候、吸污染物并改善空气质量,同时优先选本地乡土适应性强的植物,更利维护生态平衡。

生态化雨水管理系统:采用生态化雨水管理系统,设置雨水花园、绿色屋顶与透水铺装,收集净化雨水用于灌溉等,减少对市政供水依赖,降低排水系统压力。

优化声学设计降低噪声污染:建筑运行噪声易扰居民。用双层中空玻璃、吸音墙板等隔音材料并加强门窗气密性,可阻噪声入室。布局上,噪声区与居住办公区保持距离并设屏障;建筑外种树成绿化隔离带辅助降噪。

二、建筑设计中绿色建筑设计要点落实途径

(一)合理运用绿色材料

建筑材料是建筑的基础构成部分,其质量和性质直接影响建筑的低碳性能与使用情况。

绿色材料的选择标准:需兼具良好使用性能,且生产、使用及废弃阶段环境影响低。在选择保温材料时,相较于传统的聚苯乙烯泡沫板,新型的真空绝热保温板(VIPs)具有更高的保温性能和更低的导热系数(热导率为0.008 W/(m·K)),比传统岩棉板(热导率为0.04 W/(m·K))效果更显著[3]。在装饰装修材料方面,选择无毒无害的环保材料,如水性涂料、天然木材等,可保障室内空气质量,为用户提供健康的居住和工作环境。绿色材料应全生命周期体现环保优势,减少资源消耗与污染。

本地材料与可循环材料的应用:优先用本地材料,减少运输能耗。本地材料适配当地气候环境,可降维修更换成本。同时注重用再生骨料混凝土、再生金属等可循环材料,降低对天然资源的依赖。

绿色材料的性能评估与认证:选择绿色材料时,需严评性能并参考绿色认证。保温材料看导热系数、防火性、耐久性;环保装饰材料关注甲醛释放量、VOC 含量。优先选获 LEED、中国绿色建材标识等权威认证的材料,以保障绿色建筑设计目标实现。

(二)根据环境推进设计

基于气候条件的建筑设计:设计前期需实地考察,掌握当地气候特征。南方建筑用架空楼板、通风屋顶及遮阳百叶降室温,减空调能耗;合理设计自然通风系统,借穿堂风、热压原理促空气流通,营造舒适环境。

结合地形地貌的建筑布局:依场地地形地貌布局,可减环境破坏,实现与地形有机融合。如重庆建筑借巧思与山地结合,省成本又成独特风貌;平原地区可利用水系与地形起伏,设计生态景观和雨水收集系统,像苏州水乡依水而建,经规划实现水资源利用与生态保护。

融入地域文化元素的建筑设计:地域文化元素含传统建筑形式、装饰图案及生活习俗、民风等。福建土楼保护改造保留圆形建筑与内部布局,结合现代需求更新功能,既传文化又适居住;建筑外观用本地材料与色彩显地域氛围,如丽江建筑以当地石材木材为主,青灰与木色展民族风情与文化魅力。

(三)合理运用再生能源

合理运用再生能源可减少对传统化石能源的依赖,提高建筑的能源自给率。[4]

太阳能:光伏板将光能转电能供照明、电器使用。光伏系统设计需考量当地太阳能资源、建筑朝向与屋顶面积,优化安装提效;结合储能系统解决发电间歇性,保障供应稳定。

风能:沿海或高原风力充足区可装小型风机供建筑辅助电力。选型依当地风速、风频等风力特性,需考虑噪声并采取降噪措施防干扰居民。风电与太阳能结合成互补系统,提升能源供应可靠性。

地热能的开发与利用:地源热泵系统高效利用浅层地热。较传统系统显著降能耗与污染。需详查地质条件,合理布置热交换器保高效运行;注意可持续开发,防过度开采致地下温度失衡。

(四)重视推进建筑绿化

屋顶绿化:结合顶层特点种植佛甲草、垂盆草等耐旱耐寒速生植物,形成天然隔热层,可降屋顶温度、减空调能耗,兼具滞雨、净化空气作用。设计需兼顾承载力,选适配基质与植物,配灌溉排水系统保生长防积水伤结构,同时为鸟类昆虫提供栖息地,提升生物多样性。

垂直与墙面绿化:增加绿化面积、改善热环境。外墙种植攀爬植物,可美化环境、降低热岛效应。

建筑绿化效益:生态上,吸收二氧化碳、释氧净化空气,降温减热岛效应、提升宜居性;社会上,为居民提供亲近自然机会以提生活品质,如社区屋顶花园和垂直绿化可作休闲交流空间增强凝聚力,还能提升建筑价值、促进房地产可持续发展。[5]

三、结束语

综上所述,绿色建筑设计推行标志建筑学从形式主导转向性能驱动革新。建筑从业者应与时俱进,设计中遵循绿色理念、贯彻可持续思想与低碳核心。需多维度落实绿色理念,将环境责任化为创造韧性人居的动力,为可持续未来提供可行建筑路径。

参考文献

[1] 白宇凯、蒋晓慧、周丽梅、张梦龙、张兵.《应用科学》第14卷,第610页:自然通风用于冷却节能:中国广州公共建筑设计优化的典型案例。Natural Ventilation for Cooling Energy Saving: Typical Case of Public Building Design Optimization in Guangzhou, China [J]. Applied Sciences, 2024, 14(2): 610.

[2] 张层. 装配式建筑工程施工技术在建筑施工管理中的应用 [J]. 工程建设, 2020, 3(6).

[3] 岳建伟、刘佳慧、宋晓、闫超.《热力工程案例研究》2024, 64: 105437。Research on the design and thermal performance of vacuum insulation panel composite insulation Materials [J]. Case Studies in Thermal Engineering, 2024, 64: 105437.

[4]项忠荣.建筑设计中掌握绿色建筑设计的要点探讨[J].居业,2023,(11):90-92.

[5]晏风,谢伟红,王莉芸.海绵城市与绿色建筑的相关性技术要点及设计措施探讨[J].给水排水,2023,59(S1):625-628+633.