绿色生态可持续发展建筑设计关键点研究

前言：建筑行业是能源消耗与碳排放的主要行业，是我国实现“双碳”目标的重要研究课题。基于绿色建筑的绿色生态可持续发展建筑设计，可以通过技术革新，促进深度脱碳，逐步达成建筑领域节能降碳目标。现根据空间布局、围护结构、设备系统等关键点，对绿色生态可持续发展建筑设计展开深入研究。

1 绿色生态可持续发展建筑设计研究价值

1.1 降低环境负荷

在绿色生态可持续发展建筑设计中，可以通过优化资源利用方案、有效控制建筑生产建造全生命周期的污染排放等方式，有效降低建筑活动对生态环境的负荷，从而有效应对气候变化，科学保障生态环境安全与生物多样性。

1.2 改善人居环境

对于绿色生态可持续发展建筑设计，可以通过引入自然采光，提升通风效果，科学减少“病态建筑综合症”等疾病发生概率，改善人居环境，维持用户身心健康，提升生活舒适感与工作效率。

2 绿色生态可持续发展建筑设计具体要求

2.1 被动式设计优先

在绿色生态可持续发展建筑设计中，需要落实被动式设计优先要求。设计人员开展设计工作时，需要充分考虑建筑工程周边环境的气候、日照等自然条件，利用优化建筑形体、调整空间布局的措施，提高自然采光获取效果，强化自然通风，通过降低建筑工程对各类设施设备的依赖，打牢建筑工程节能基础。

2.2 资源高效循环利用

对于绿色生态可持续发展建筑设计，需要有序落实资源高效循环利用。设计人员需要从建筑全生命周期视角，科学选择具有可再生、可循环的建筑材料，合理引入雨水收集、中水回用等系统，合理控制建筑全生命周期的垃圾生产量，提升各类资源重复利用价值，逐步推动建筑全生命周期的绿色生态可持续发展目标。

3 绿色生态可持续发展建筑设计关键点研究

3.1 通过空间布局优化气候响应

在绿色生态可持续发展建筑设计中，需要通过空间布局优化气候响应，使建筑本体有效适应当地气候条件，充分利用光、热、风等自然能源，合理控制建筑能耗。在实践中，设计人员可以从以下三个方面展开设计作业。第一，基于微气候分析的形体生成。设计人员需要使用模拟软件，对施工现场风环境进行分析，确认施工区域的全年日照与辐射情况，开展建筑形体、建设高度等设计工作，提升自然通风路径设计质量，有效处理夏季的过热辐射问题。第二，功能分区与热缓冲空间设置。设计人员可以从热工需求角度，开展建筑工程功能分区。比如将热稳定性要求较高的区域，设置在建筑工程内部。科学增设阳光间、中庭廊等过渡空间，构成外部环境与内部空间的温度、空气的缓冲区，有效控制内部空间冷热负荷剧烈波动。第三，精细化遮阳与导风构件设计。设计人员可以通过日照轨迹分析，设计遮阳板、格栅等外遮阳系统。使用 CAD 工具，对风塔、捕风窗等导风构件进行设计，提升建筑工程自然通风质量[1]。在遮阳设计中，设计人员需要根据施工现场的太阳高度角特征优化设计方案。比如在低纬度地区，可以使用水平遮阳设计方案。在高纬度地区，可以将垂直遮阳与综合遮阳进行结合，保证室内空间温度的稳定性。

3.2 借助围护结构提升热工性能

对于绿色生态可持续发展建筑设计，需要借助围护结构提升热工性能，设置具有高性能、低能耗损失特点的建筑表皮，合理降低供暖供冷负荷。在实践中，设计人员可以从以下三个方面展开设计作业。第一，高性能保温隔热系统选型与构造。设计人员可以根据气候区划，结合热工计算，明确选择岩棉、气凝胶等保温材料，科学设计保温材料厚度。应用低热传递系数、低太阳得热系数的外窗系统，结合 CAD 进行窗台、阳台板等构造节点设计，有效消除建筑冷热桥。第二，动态响应式表皮技术应用。设计人员可以使用 PDLC、SPD 等智能调光玻璃，结合百叶窗、卷帘等外遮阳系统，通过相变材料设计建筑墙体、屋顶，使建筑工程围护结构可以根据季节、天气等环境参数，对热工、光学性能进行动态响应。第三，绿色屋面与垂直绿化集成。设计人员可以设置拥有保温隔热、雨水滞蓄等功能的绿色屋顶，利用建筑立面空间开展模块化绿色植物种植，有效改善建筑工程微气候 [2]。设计人员可以选择佛甲草、景天属等轻质耐旱植物，在绿色屋面上进行种植，结合屋顶排水板、过滤层等结构，建立相对完整的生态系统，为绿色屋面的可持续化提供保障。对于垂直绿化，可以引入模块化种植箱，配合自动灌溉系统，降低立面绿化的维护成本，控制建筑表皮温度。

3.3 利用设备系统追求智能高效

在绿色生态可持续发展建筑设计中，需要利用设备系统追求智能高效，开展能源生产与消耗的智能化管理，有效控制建筑工程运行碳排放。在实践中，设计人员可以从以下三个方面展开设计作业。第一，基于负荷精准预测的暖通空调选型。设计人员可以使用建筑能耗模拟软件计算建筑工程全年动态负荷，合理选择暖通空调设备，根据建筑工程内部空间功能进行智能暖通空调控制。第二，可再生能源系统集成。设计人员可以根据施工区域的太阳能资源评估报告，通过 CAD 工具设置光伏板的铺设规模、朝向、倾角，降低路灯、地下车库对市政供电的依赖。如果当地有丰富的风力、地热能等可再生能源，设计人员也可以对这些可再生能源进行开发应用。第三，智慧能源管理。设计人员可以设计集成照明、暖通等管理内容的建筑自动化系统，根据室内外环境的温湿度、光照度等数据，开展系统协同运行，实现智慧能源高效管理目标 [3]。设计人员可以在建筑工程内部设置物联网传感器，采集各个区域采集能耗数据，智能控制设备运行。比如在非办公时段，可以通过调低空调负荷、关闭非主要区域照明系统，避免建筑工程能源过度消耗。

结语：从绿色生态可持续发展视角，开展建筑设计工作，需要通过空间布局优化气候响应（基础性）、借助围护结构提升热工性能（技术性）、利用设备系统追求智能高效（系统性）等角度，合理发挥设计关键点应用价值，建立完整的绿色生态可持续发展建筑设计技术路径，为绿色建筑设计提供参考范例。

参考文献：

[1] 陈晓云 , 湛洋 , 庄昆明 , 等 . 绿色生态理念下建筑环境和空间布局设计分析——以南京理工大学教学科研楼项目为例 [J]. 中国建筑装饰装修 ,2024,(02):46-48.

[2] 邓盛双 . 邻近公路深基坑围护结构设计与应用分析 [J]. 安徽建筑 ,2023,30(01):165-167.

[3] 郑在富 , 祝竟梅 . 基于 KingSCADA 的建筑设备管理系统设计与实现 [J]. 现代信息科技 ,2022,6(07):22-25.