浅谈在建筑设计中的绿色与节能

摘要：本文结合自己多年来的工作经验，对现代建筑设计中的绿色和节能进行了探讨。

关键词：建筑设计；绿色建筑；节能建筑

随着工业的发展和人口的增加，人类赖以生存的矿物燃料被大面积开采和消耗，全球的生态遭到了破坏，多种污染日趋加重，能源危机不断加剧。目前，城市及河流被污染、土地沙漠化和废弃物排放，成为环境恶化的大问题。

当环境问题危及国计民生的时候，人们才开始反省在改造生存环境的同时破坏了自然界的平衡。现在国际社会开始进行各种形式的活动，来号召人们保护环境和改善环境。建筑作为人类经济生活的重要活动场所，被时代赋予了强烈的使命。将绿色生命的概念赋予建筑，是为了让建筑有健康和再生的机理，使建筑与生态系统联系起来，从而为人们提供舒适和可持续的生活与工作环境。

绿色建筑包括4个基本的特征：一是节约资源，二是利用可再生资源，三是材料的循环再利用和再生，四是避免向外界环境排放有毒有害的污染物。在建设部发布的《绿色建筑评价标准》中，将绿色建筑定义为：在建筑全寿命周期内，最大限度地节约资源，保护环境减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。这是构建绿色建筑的核心技术，是我国绿色建筑事业的发展方向。

1 发展绿色建筑的必要性

一是建筑活动是人类对自然资源、环境影响最大的活动之一。一般讲，建筑活动使刚了人类所使用的自然资源总量的40％，能源总量的40％，而造成的建筑垃圾也占人类活动产生的垃圾总量的40％。因此在建筑领域中，遵循可持续发展原则，将对人类实现永续发展发挥极其重要的作用。而恰恰是在这个领域，可持续发展工作最难推动，最难取得成效。二是对我们国家而言，坚持可持续发展尤为重要。中国人口数量巨大，发展任务迫切，年建筑量世界第一，资源消耗总量增长迅速，而许多资源的人均拥有量居世界平均水平以下。三是我们当前已能感受到在石油、水、土地、林业等资源上不足的影响。我国人均耕地不足l6亩，大大低于世界平均水平，且土地沙漠化严重，沙尘暴频发。

2 基地策略设计

基地环境的整体组织与利用是一个项目首先需要考虑的问题，因其决定着建筑小环境的质量及其与大环境的关系协调。基地环境设计的目标是回归自然，营造一个绿色舒适的自然生态建筑环境。

3 采光通风设计

采光是影响人工环境质量的一项重要指标，可以将其分为人工照明和自然采光两种方式。采光的低能耗策略是在人工照明与自然采光之间达成一种平衡，即尽量减少人工照明，而充分利用自然光。

对于自然风的利用是体现可持续性与生态设计的另一重要方面。有效的自然通风可以创造一种清新自然的人工环境，同时减少依靠机械通风的能耗。

例如，在某大厦的设计中，大厦的圆形穹顶对大厦的采光照明和通风起到了至关重要的作用。它的核心是一个称之为光线雕刻家的倒锥体光反射装置，锥体上的反射板可以将水平光线反射成柔和的漫射光，照亮整个大厅。当天气晴朗时，白天的绝大部分时间不需要人工照明。此外，一个3600转动的舌形遮阳板装置，可根据每天中太阳高度角的变化而旋转，以遮挡过强的阳光照射和刺眼的光线。每当夜幕降临时，这一过程会颠倒过来，锥体上的反射板将大厅内的灯光反射进玻璃穹顶，穹顶变成了美丽的灯塔，也达到了减少人工照明的目的。

该大厦的自然通风策略很有新意。夏季的新鲜热空气通过建筑前的花园草坪和树林得以过滤，降温后通过门窗开口进入侧厅，经庭院进一步降温后进入大厅，再经由砖拱和新建玻璃拱的两重穹顶产生的有效正负压差，将暖空气由上部玻璃穹顶的开口排出。玻璃穹顶倒锥体光反射装置内安装的通风管和热转换器，也起到吸收、排除室内热空气的作用。

4 可再生能源利用的设计

以太阳能等可再生能源利用在建筑使用能耗中所占的比例或基于现有建筑CO2排放平均水平上的减排贡献率来定义太阳能建筑，是符合当今社会和技术发展现状的。太阳能热水器的生产已成为重要的产业，而太阳能光发电、太阳能供热水、太阳能采暖、太阳能制冷空调、太阳能通风降温以及可控自然采光等高新技术，也逐渐走进了建筑设计中。还有风能发电、生物物质的高效清洁利用、可再生能源的利用等，也在一定程度上缓解了能源紧张的现状，并为将来的多种绿色能源的有效利用提供了基础性的支持。

例如，太阳能热水器的普及，使建筑的运行成本有所降低；太阳能光发电板在一些节能建筑上的应用、农村大型沼气池的建设，都是可再生能源在建筑设计及使用中的利用。

5 水资源的利用设计

5.1 提高用水效率

按高质高用、低质低用的原则，生活用水、景观用水和绿化用水等按用水水质要求分别提供、梯级处理回用；采用节水系统、节水器具和设备；采用节水的景观和绿化浇灌设计。

5.2 雨污水综合利用

采用雨水、污水分流系统并合理采用雨水和中水回用系统。雨水的收集和污水的处理与回收利用是建筑节水的有效措施，通过低技术的建筑处理及后续工种的配合，收集的雨水可用于浇灌或景观水景，改善建筑的生态环境。污水的回收利用是建筑内的洗漱污水经特殊设备净化处理后，再用于冲厕或者浇灌等。人工湿地污水处理系统和雨水收集利用及灌溉技术的应用，使水资源的利用实现了最大化。系统可以长期稳定运行，且节省投资，运行费用低。对于水资源缺乏的我国，高效、合理的用水具有重大意义，并且对于水的充分利用还可以达到降低能耗、改善环境的目的。

6 其他方面的设计

在保温隔热的处理上，对建筑外墙外保温的处理，玻璃采用Low-E玻璃等K值小的节能玻璃，可以减少建筑外围护结构的能量交换，降低建筑运行中的能源消耗。节能建筑设计的关键，就在于承重结构设计的合理性，承重结构布局对于节能工程造价的高低影响极大。我国长期以实心粘土砖为主要墙体材料，用增加砌筑厚度来满足保温要求，这对能源和土地资源是一种严重浪费，一般的单一墙体材料往往难以同时满足保温、隔热要求，因而在节能的前提下，应进一步推广空心砖墙及其复合墙体技术。复合墙体越来越成为当代节能墙的主流。其一般做法是，用砖或钢筋混凝土作承重，并与绝热材料复合，绝热材料主要有岩棉、矿棉、玻璃棉、聚苯乙烯、膨胀珍珠岩、加气混凝土等。同时在建筑屋顶使用人工覆土，可以减小屋顶的热损失；屋顶种植绿色植被，既增加了绿化面积，又改善了生态环境。

建筑施工图设计要求进行节能设计，常用的方法包括：外墙保温、屋顶保温和采用节能玻璃等。在目前的施工技术水平下，这几种方法是最适宜且最为有效的节能技术。

７ 结束语

绿色建筑是许多发达国家长期发展后进行理性反思的结果。我们是发展中国家，发展是主题，因而推行绿色建筑是十分紧迫和必要的：随着越来越多的绿色建筑技术应用到居住小区中，将大大延长建设项目的建筑寿命，减少能耗。随着科学技术的发展，应用于建筑行业的技术在不断完善，建筑师可以大胆地尝试各种方法，将城市景观环境建筑与技术有机地结合在一起，创造出新的建筑形态与环境。

参考文献：

[1]林宪德．绿色建筑[M].北京：中国建筑工业出版社，2007.

[2]徐新光．绿色建筑中的建筑节能[J]山西建筑，2009，(23)．

[3]李向军．节水措施在绿色建筑设计中的应用[J]．中国建筑金属结构，2009，(8)．

[4]刘加平．建筑节能与建筑设计中的新能源的利用[J]．能源工程，2001.