探讨绿色建筑设计与绿色节能建筑的关系

【摘要】随着社会经济的不断发展,人们生活水平上升到了一个新的层次。同时环保意识也逐步加强,使得绿色节能理念在建筑设计中得到了广泛普及。节能建筑设计在有利于节约资源,避免浪费的同时降低了工程成本,实现了环境保护。如今已经成为我国建筑行业发展的主要趋势,其作用不可代替。因此在设计时,设计人员需结合工程的实际情况,使绿色节能理念得到充分的发挥,不但要能够满足基本生活需求,还要达到绿色环保的功效。

【关键词】绿色建筑设计；绿色节能建筑；节能理念

引言

在当今节能环保的大背景下,绿色建筑设计越来越受到人们的青睐。绿色建筑设计是基于绿色环保的理念,来对建筑物整体及构成来进行设计。绿色建筑设计不仅仅要求具有传统建筑设计的功能,而且还要在传统功能基础上实现环保节能,使得建筑物发挥其自身最大的节能优势。绿色建筑与传统建筑的最大区别就在于绿色建筑能够实现能源效益最优化和污染环境最小化。绿色建筑设计是实现绿色节能建筑的重要步骤和关键措施。绿色建筑的最终建成,要以可持续发展理念的绿色建筑设计为基础。

1　绿色节能建筑

绿色节能建筑是在绿色建筑设计的指导下最终动工完工的,绿色节能建筑是绿色建筑设计实际表现,同时也是可持续发展理念的具体体现。绿色节能建筑主要是指按照气候变化原理和节能环保的基本要义,来对建筑物进行整体布局、建筑朝向、阳光采集、风向等进行充分研究后设计出的低能耗、高效益建筑物。它的的基本要求是建筑物日照良好、平面布局有利于通风。

绿色节能建筑的最大特点是节能,而它的节能主要体现在室内热工环境的调整、空气质量的调节、声光环境的优化等。

1.1　室内热工环境的调整

室内热工环境的调整一方面是要提高居住的舒适度,另一方面是要实现能源利用的最优化。室内环境的调整主要是通过控制室内温度,空气流动速度等指标来实现。这对于技术的要求会更高,尤其是对于玻璃产品的要求,高性能玻璃产品的运用可以充分吸收光能。

1.2　对于新鲜空气的高要求

新鲜空气本是居民的基本需求,但是随着近些年来,我国环境污染越来越严重。居民对于新鲜空气的要求也越来越高。绿色节能建筑就是要保证充足的新鲜空气。

1.3　噪声的隔绝

城市建设为我们带来了便利,但同时又为我们带来了麻烦。在城市集中区尤其是闹市区,噪声污染日益严重。节能建筑的基本内涵是要降低环境污染,噪声污染是环境污染的一种。

1.4　照明光环境的优化与设计

照明是建筑物的基本功能,绿色节能建筑物对于照明的要求更高,一是要实现居民照明更加舒适,另一方面就是要通过技术提高,来降低能耗。照明是居民的基本需求,如何在照明上节能,是绿色节能建筑物必须要考虑的,也是实现节能的重点。照明节能是建筑物节能的关键,是绿色节能建筑的重点。

2　我国绿色节能建筑的现状

2.1　不够完善的建筑节能配套法规。目前,我国已出台的节能设计标准及法规,只在使用的局限范围和总的要求上对建筑节能加以规定,具体内容涉及不多,因此很难在不同的建筑类型上推广。

2.2　不健全的管理机构。目前地方领导不重视建筑节能工作的现象在很多地方存在,造成管理机构存在人员配备不全,再加上在广大群众中对建筑节能重要性的宣传教育不够,很大程度上影响环境治理措施与节能的措施落到实处。

2.3　不成熟的节能技术与产品。我国目前采用科技含量较低的建筑节能产品,使得高效保温建筑材料的高科技在开发应用范围上难以拓宽,节能率不高。

2.4　由于建筑与设备设计不协调,造成我国不节能的节能建筑大量存在。

3　绿色建筑节能设计

如今,人民的生活水平普遍提升,对建筑的要求也越来越高,直接促进了节能建筑这一发展趋势。节能建筑,就是以最少的资源和最低的污染使建筑价值得到最大发挥。在建筑节能设计过程中,其核心任务是节约资源,提高能源利用率,最大程度地降低消耗。和其他节能的目的有所差别,建筑节能不但要符合绿色环保的要求,还要综合当地具体情况全面进行分析,如气候条件、文化背景等,尽量建造出一批既绿色节能又能明显反映出当地特色的建筑。如天津华厦建筑设计有限公司设计的天津华厦科技园中的万和堂项目,就结合建筑的外观设计,巧妙地把太阳能光伏发电技术、被动式太阳能采暖技术、呼吸墙体技术、清水混凝土施工技术、植物降温、地下室土壤储能等较好应用到建筑设计中,建筑实现环保、节能、零能耗。

3.1　绿色建筑节能设计原则

3.1.1　整体协调

建筑物并不是独立存在的,它与周围事物时时刻刻有着密切联系,同时也是自然生态系统的一个构成部分。在进行设计时,需提前对当地文化、地域、气候、风情等做一个全面的了解,使其整体互相融合,处于一个和谐平衡的状态。与周围其他事物也应尽量吻合,散发出当地独有的特色。

3.1.2　健康实用

建筑物的使用价值是其最基本的,不管是办公、居住或者是进行商业活动,这都是一个建筑物首先应具备的功能。为增加舒适感和健康程度,通风、采光、采暖以及污水处理等因素都应做具体考虑。

3.1.3　充分利用资源

就当前状况而言,建筑行业呈现出了“高能耗、低效率”的趋势。由于能源利用率低,不但造成了资源浪费,还对环境产生了污染。在设计中,必须对多个方案进行认真对比研究,最终选出最佳方案。借助一些新技术和有效的方法来提高利用率,从而减少消耗。

3.2　绿色建筑设计的步骤

绿色建筑设计的主要内容包括建筑物的生命周期概念、实现建筑物自身的节能环保、建筑物的根本功能要求、实现建筑物与人的整体和谐。绿色节能建筑设计的基本步骤主要是建筑物整体布局与规划、建筑物各个单元的设计与优化、对单元建筑结构自身优化。绿色建筑设计的总体目标就是要在满足建筑物的根本功能的前提下,实现建筑物的节能环保,实现人与建筑物的自然和谐,与整个生态环境的和谐。

3.2.1　对建筑物整体布局与规划

建筑物整体的布局,一方面要考虑现场的具体的地理环境,要充分利用现场的有利因素。另一方面就是要考虑建筑物自身的功能需求。我们在布局时对于现场环境的把握要十分清楚。周边环境包括自然环境（如河流、风向、阳光等）和社会环境（如附近基本设施是否完善、能否满足基本功能等）。对于自身环境的考虑,具体表现在布局有河流的地方,要在情况允许的条件下尽量布局在河流上游。对于风向的考虑则是尽量避免布局在西北或东南方向,建筑物朝向最好面南,因为这样一方面能更有利于采光,另一方面又可以实现建筑物能源的合理利用。对于社会环境的具体考虑,主要是建筑物布局时要注意周边是否有完善的基础设施,如超市、天然气、饮水供应等基础设施,我们只有在充分了解了周边环境的基础设施情况后,才能实现建筑物自身功能的多样化,从而更能满足人们的需求。对于建筑物的整体规划与布局必须要考虑到自然环境与社会环境这两方面因素,对两方面因素的考虑缺一不可。

3.2.2　对建筑物各个单元的设计与优化

建筑物是一个整体,它可以分为若干个单元。对各个单元的设计与优化,是绿色建筑设计不可缺少的一环。建筑物各个单元主要指的是建筑物内部结构的优化,通过对基本设施的布局优化,从而实现建筑物功能多样化,资源利用最大化,对环境污染最小化。建筑物各个单元的设计与优化,要遵从整体性与结构性相结合的原则。在对建筑物单元的优化与设计时,要从建筑物的整体布局这个大局来进行设计,要在满足各个单元基本功能的基础上实现建筑物整体的合理化。

3.2.3　各个单元内部结构的优化

对于各个单元内部结构优化主要指的是内部设施的布局与功能的发挥。对内部设施的布局一方面要满足使用的基本功能,另一方面是要实现能源的合理利用,使得能源效益最大化。最后就是要降低环境污染,实现人与环境相和谐。

绿色建筑设计的实质就是要实现建筑物的节能环保,使得建筑物自身功能更加多样化,更能满足人们的需求,同时实现自身污染能耗最少,最终目标是要实现人与建筑物、与周边环境的和谐相处。在绿色建筑设计时,要从建筑物的整个生命周期来进行考虑,要把满足建筑物根本功能同保护环境结合起来。只有这样,才能真正实现绿色建筑设计。

4　绿色建筑设计与绿色节能建筑之间的关系

通过以上分析,我们可以看出绿色建筑设计与绿色节能建筑之间联系紧密。可以说绿色节能建筑是绿色建筑设计的产物,是绿色建筑设计的实际表现。同时绿色节能建筑体现了绿色建筑设计的设计理念。绿色建筑设计是绿色节能建筑的重要步骤和必要节点,是实现建筑物节能环保的关键。

建筑物本身功能的多样化和节能环保是新形势下可持续发展的必然要求。随着城市化进程的加快,人们对于建筑物自身的要求越来越高,在满足人们的基本功能后,人们要求居住环境更加舒适,更加完善。照明、空调、通风等基础设施是提高人们舒适度的主要途径,通过照明的改善可以给人们提供不一样的感觉,空调多样化功能的实现,可以保证室内温度,通风设施的改善则可以进一步让人们呼吸到新鲜空气。

我们要清醒地认识到照明、空调、通风等方面的优化与改善,同时也是高耗能最严重的方面。节能环保是绿色建筑的另一个基本要求就是我们在对建筑物的舒适度进行改善的时候,还必须要考虑到对他们进行节能。

功能服务、生态环境、节约能源三者并不是孤立的事物,他们之间是相互联系相互影响的。这三个方面是绿色建筑设计和绿色节能建筑所共同要求的,这是它们之间的共同点,是把它们连接起来的纽带；这三个方面是绿色建筑设计与绿色节能建筑的真正本质和真正内涵所在。

5　绿色节能理念在建筑设计中的应用

5.1　规划设计

在设计之前,需要对工程的实际状况有一个大致了解,将绿色节能理念融入到每一个具体的环节。首先是选址和布局,我国地形复杂,气候多变,因此建筑类型也相当繁多,每一类型都应有与其相适应的规划方式。如在北方,因为寒冷,为充分利用太阳能,通常遵循避风向阳布置。相反,南方由于天气炎热,为加快空气中的热量流动,建筑物经常会顺着夏季主导风向而建；其次是建筑的朝向。我国北方通常是南北方向,门窗设计多是坐北朝南,方便冬天取暖。南方则不是那么固定,需根据实际情况做具体规划,主要是解决遮阳和风向的问题；再者是室外环境的绿化。建筑师在设计时,对室外空间的设计常能体现出其创造力和审美能力,这部分环境不但要保持良好的舒适度,还应具有一定的审美价值。环境绿化是较为常见的做法,栽种符合当地土质和气候的绿色植物,可以达到保护生态、降噪降污的目的。

5.2　围护结构设计

在围护结构设计中,热传导性对建筑物的能耗有着决定性的影响。如果对其把握不好,可能会出现冬季室内热量四处漏散、夏季室外热量侵袭的情况。前者加大了供暖消耗,后者增强了制冷消耗,无论哪种都不符合节能要求。因此,需对围护结构的隔热功能加以重视,主要体现在以下几个方面。

5.2.1　墙体节能

在整个建筑工程中,外墙占的面积最大,其能源消耗量也最大。因此,决不能有半点忽视。进行外墙节能设计,关键在于传热系数,其节能效果主要是依靠保温隔热材料来实现的。所以,必须选择适宜的结构和材料。当前的保温结构主要有三种,一是外保温、二是内保温、三是夹心层保温,且都各具特色。在实际中,常会出现冷桥、热桥的现象,外保温在一定程度上能避免其发生,不但如此,还能保护主体结构,减少能源消耗,有效延长建筑物的使用寿命。因此,在节能设计时,外保温体系多被人们采用。

5.2.2　屋顶节能

在建筑物受太阳辐射的各个外表面中，屋面是接受太阳直射时间最长的部位，因此受辐射得热也是最多的，相当于东西向墙体的2～3倍，所以它的保温隔热也显得尤为重要。屋顶节能不但对生态环境有所改善,还能避免资源浪费,减少成本投入。保温隔热的材料宜选用密度小、导热系数小、憎水或吸水率较小的材料，隔热保温层依靠其自身特点,能够最大限度的阻挡屋面对太阳辐射热的吸收。

5.2.3　门窗节能

门窗主要起着通风、采光的作用。其传热最大,应作重点考虑。近些年来,随着技术的不断进步,为使采光、通风工作更为方便,出现了玻璃门、大落地窗等新的形式。目前,较为常见的隔热保温玻璃主要有中空玻璃、热反玻璃和吸热玻璃等,以此来发挥隔热保温效果。门窗框材应具有良好的保温性能,还具备一定的刚性、抗压性能,目前主要有断桥铝合金、塑钢材料、铝塑复合、铝木复合等。设计时应尽量提高窗框的隔热性能,减少窗框的外露面积,以及提高气密性来减少冷风渗透或热量流失。

5.3　建筑设备设计

5.3.1　采暖空调

在采暖空调节能设计中,设计人员应从采暖系统热源出发,对其供暖系统进行完善。这不但能使其供暖效果有所改进,而且还有利于降低实际消耗。在整个空调节能系统中,设计人员应避免建筑外表面过多接受太阳辐射。且在实际设计过程中,要结合工程建筑的实际内部构造,将外窗大小与朝向相融合,以此来达到节能效果。

5.3.2　其他电气设备

在建筑节能的设计中,电气及卫生器具的节能与人们的整个生活息息相关。针对电气节能,需要设计人员能够结合光源的实际状况。利用自然界的一切光源,并将其与实际设计相融合,确保电能的节约。与此同时,在选择灯具的过程中,要尽量使用高效节能的荧光灯,避免不必要的浪费。而在卫生器具的节能上,则表现为节约用水。通过选择节水器具来减少日常用水,避免水资源的浪费。

结束语

随着城市化进程的加快,我国面临着能源短缺的困境,且环境污染较为严重。为缓解这一情况,必须节能减排。在经济的高速发展下,建筑行业逐渐成为了我国的支柱产业之一,但其消耗能源量大,造成的污染也颇为严重。如今,人们的环保意识不断提升,绿色节能理念也开始普及。这不但能够节约资源,还有利于提高其利用率,继而降低建筑成本,实现了环境保护。可以说,建筑设计决定着以后的每一个环节,为建筑施工提供所需的数据资料是整个建筑工程的前提条件,因此,必须在设计中充分展现绿色节能意识。

注：原文发表在2014年第6期《天津勘察设计》,2015年04《建筑知识》