綠色理念下的建筑節(jié)能設(shè)計研究

周小靖，龍 嘯，趙 劍，陳世榮

（中國石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司安全環(huán)保質(zhì)量監(jiān)督檢測研究院，四川 廣漢 618300）

0 引言

隨著綠色理念提出，我國相繼出臺多個文件圍繞綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)對城市建設(shè)發(fā)展提出具體要求。在政策指引下，眾多城市在優(yōu)化建筑格局方面加大了對建筑節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用力度，從建筑的布局、外觀、密度等方面重新調(diào)整方案，取得了一定的改造成效。部分地區(qū)在實(shí)際綠色建筑改造施工時，出現(xiàn)了規(guī)劃不合理，與城市整體發(fā)展格局不相適應(yīng)的問題，導(dǎo)致最終建筑的人類宜居度和整體環(huán)保性不盡如人意，造成對人力、物力、財力等資源的浪費(fèi)。由此可見，建筑節(jié)能設(shè)計的主要突破口在于節(jié)能環(huán)保，要對城市建筑進(jìn)行綠色規(guī)劃，而不僅限于外觀層面的改變，否則，建筑設(shè)計則無法體現(xiàn)出綠色理念和節(jié)能環(huán)保的作用和價值。

1 設(shè)計原則

1.1 居住需求

建筑設(shè)計采取節(jié)能理念和綠色理念的主要目的是為城市居民的生活、工作、出行等需求提供宜居環(huán)境，這一目標(biāo)決定了城市建設(shè)的第一原則就是要貫徹以人為本的理念。設(shè)計師在建筑設(shè)計的各個環(huán)節(jié)中只有遵循人類居住需求原則，才能使設(shè)計發(fā)揮現(xiàn)實(shí)作用。在綠色節(jié)能理念融入建筑設(shè)計中時，應(yīng)同步考慮人性化設(shè)計，比如在商業(yè)區(qū)規(guī)劃中，應(yīng)考慮人們的交通出行、飲食生活、購物娛樂等需求進(jìn)行一體化設(shè)計，努力提升其在商業(yè)區(qū)的生產(chǎn)生活舒適度。

1.2 節(jié)能環(huán)保

在綠色理念下，節(jié)能環(huán)保既是鄉(xiāng)村建設(shè)的重要原則，又是城市現(xiàn)代化建設(shè)需遵循的核心要求。設(shè)計師在制定建筑方案時，需從建筑物的外觀到內(nèi)部、局部到整體進(jìn)行綠色節(jié)能元素的思考和替換。同時，還需充分整合現(xiàn)有節(jié)能資源和技術(shù)手段，提高建筑設(shè)計的節(jié)能實(shí)用度和利用率。比如在建筑物外墻設(shè)計時，可在房頂或空曠的區(qū)域內(nèi)安裝多個太陽能板，利用太陽能轉(zhuǎn)化成電能，為外墻提供照明和保溫功能，從而減少對電能、泡沫保溫材料等資源的浪費(fèi)，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果（見圖 1）。

圖1 零能耗建筑

2 設(shè)計內(nèi)容

2.1 選材與施工

綠色理念下的建筑選材與施工十分重要，其是綠色建筑的建造基礎(chǔ)。當(dāng)前，我國城市建設(shè)中節(jié)能效果不佳的原因之一就是建筑材料使用不當(dāng)，消耗的資源與節(jié)省下的資源反差較大，同時造成了環(huán)境污染，故需在選材上嚴(yán)格把關(guān)，采用一些產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)合格、綠色無公害的材料進(jìn)行建筑設(shè)計（見表1）。

表1 綠色建材分類

在施工過程中，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先對建筑項(xiàng)目的現(xiàn)場作業(yè)區(qū)、生活區(qū)、管理區(qū)進(jìn)行明確區(qū)分，并采取有效環(huán)保措施對施工中造成的額外環(huán)境污染、光污染、噪聲污染等進(jìn)行處理，減少其帶來的消極影響。

2.2 使用與保護(hù)

綠色建筑的正常運(yùn)營階段是能耗最高、產(chǎn)生廢棄物污染最多的時期，因此設(shè)計者應(yīng)對綠色建筑的整個投入使用階段負(fù)責(zé)，及時對建筑物進(jìn)行保護(hù)或整修。從節(jié)能上分析，建筑物使用階段的資源與能源消耗主要分為業(yè)主消耗和公共消耗兩種情況，因此可由業(yè)主和物業(yè)公司達(dá)成使用與保護(hù)共識，共同承擔(dān)減少建筑物資源與能源消耗的責(zé)任，以達(dá)到有效節(jié)能、節(jié)源效果。

3 設(shè)計現(xiàn)存問題

3.1 綠色節(jié)能意識仍較薄弱

在當(dāng)前城市化進(jìn)程中，雖然綠色環(huán)保元素越來越多，融入建筑設(shè)計中的節(jié)能技術(shù)也越來越廣泛，但在部分綠色建筑設(shè)計中，設(shè)計者的綠色節(jié)能意識仍然較為薄弱，對綠色建筑理念的認(rèn)識仍然停留在擴(kuò)大綠化面積、設(shè)計復(fù)古建筑元素等層面，而忽略了減少能耗、使用環(huán)保材料等改造手段。部分設(shè)計者對綠色建筑和規(guī)劃節(jié)能的區(qū)別缺乏了解，平時較少參觀和學(xué)習(xí)其他環(huán)保型城市的建筑節(jié)能設(shè)計思路和方案，不利于綠色理念的宣傳和滲透。

3.2 節(jié)能資源與技術(shù)有待引進(jìn)

對于能源消耗量較大的建筑行業(yè)而言，調(diào)整以往的建筑設(shè)計模式，立足綠色理念開展建筑節(jié)能設(shè)計工作是響應(yīng)國家綠色節(jié)能、低碳環(huán)保政策的必要舉措。但是多年來在城市建設(shè)中，考慮成本利益和預(yù)期效益的因素仍然靠前，而使用環(huán)保材料、構(gòu)筑生態(tài)人文環(huán)境的因素則較為靠后，造成這一現(xiàn)象的主要原因是節(jié)能環(huán)保材料和技術(shù)尚未全面推廣與滲透，使用這些資源和技術(shù)需要前期投入更多的精力和更大的成本，比如太陽能、風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能需要創(chuàng)建發(fā)電廠、購置電熱板，故相關(guān)部門和設(shè)計者便會弱化對此類資源和技術(shù)的使用。

3.3 建筑設(shè)計缺乏整體性

當(dāng)前，我國城市化進(jìn)程不斷推進(jìn)，給建筑行業(yè)帶來極大的發(fā)展空間，城市建設(shè)規(guī)模持續(xù)增長，與此同時，建筑行業(yè)的整體資源與能源消耗量也在上升。高消耗、低使用率成為我國建筑行業(yè)面臨的新問題，其根本原因主要與對綠色節(jié)能理念重視程度不夠。建筑行業(yè)雖然對城市中的住宅區(qū)、商業(yè)區(qū)以及老舊區(qū)域進(jìn)行了改造，但在改造設(shè)計中較少融入綠色建筑設(shè)計元素，反而側(cè)重于讓城市更具現(xiàn)代感和時尚感，故城市建筑的整體利用率一直處于較低水平。比如在城市住宅建筑設(shè)計中，較少考慮室內(nèi)節(jié)能元素，室內(nèi)空間的建筑材料、建筑結(jié)構(gòu)等都呈現(xiàn)出綠色理念缺失的問題，從而影響人類對環(huán)境舒適度的需求，未能體現(xiàn)出設(shè)計的整體性、宜居性和環(huán)保性原則。

3.4 綠色建筑設(shè)計監(jiān)管較薄弱

通常情況下，建筑設(shè)計中融入綠色理念不僅需要設(shè)計者的細(xì)致規(guī)劃，還需要相關(guān)部門的全方位監(jiān)管。部分地區(qū)在城市建設(shè)中，存在對節(jié)能材料偷工減料、技術(shù)運(yùn)用不夠等問題，主要原因與地方管理部門監(jiān)管不到位有關(guān)。長久以來，部分地區(qū)相關(guān)部門尚未更新經(jīng)濟(jì)低碳、綠色環(huán)保理念，致使在政策法規(guī)、建筑設(shè)計激勵政策以及評估中的監(jiān)管政策落實(shí)上有所缺漏，城市建筑規(guī)劃節(jié)能設(shè)計中的監(jiān)管工作缺位現(xiàn)象較為明顯，給綠色節(jié)能要求的融入造成了管理上的阻礙。

4 設(shè)計優(yōu)化對策

4.1 注重對綠色理念的宣傳

隨著物質(zhì)生活水平的提升，大眾對建筑綠色環(huán)保的重視程度也越來越高，無論在生活還是在工作中，對周邊建筑物設(shè)計的綠色節(jié)能要求愈加嚴(yán)格，但部分設(shè)計者在城市建設(shè)中存在綠色理念缺失的問題。建筑行業(yè)需要增強(qiáng)設(shè)計者貫徹綠色理念的能力和水平，平時多集中組織一些綠色建筑分析會、研討會，或者到周邊環(huán)保型城市集中進(jìn)行參觀，并就設(shè)計理念與當(dāng)?shù)氐脑O(shè)計者進(jìn)行溝通與交流，以強(qiáng)化設(shè)計者對綠色建筑設(shè)計的重視程度。

4.2 加強(qiáng)對節(jié)能資源和技術(shù)的開發(fā)

1）科學(xué)引入可再生資源 設(shè)計者為深入貫徹綠色節(jié)能理念，在建筑規(guī)劃設(shè)計階段，需科學(xué)利用可再生資源，減少對不可再生資源的消耗量，如風(fēng)力資源。當(dāng)前城市中高層建筑拔地而起，但也伴隨產(chǎn)生通風(fēng)及采光問題。傳統(tǒng)的空調(diào)設(shè)計方式不僅會消耗大量資源，而且還會污染環(huán)境，不能滿足綠色節(jié)能的需求。對此，可在高層、超高層建筑設(shè)計中引入風(fēng)能資源，使其代替?zhèn)鹘y(tǒng)空調(diào)設(shè)計，從而提高對可再生資源的利用效能。

2）合理引進(jìn)先進(jìn)技術(shù) 在綠色理念下，設(shè)計者對建筑進(jìn)行節(jié)能設(shè)計時，需考慮引入先進(jìn)的技術(shù)手段。杭州科技館設(shè)計采用了許多先進(jìn)的生態(tài)節(jié)能技術(shù)，比如風(fēng)能轉(zhuǎn)化技術(shù)、地源熱泵技術(shù)、雨水回收技術(shù)等，既降低了建筑設(shè)計環(huán)節(jié)的資源能耗，又合理利用資源回收技術(shù)，減少了污染物的排放，被評為國家三星級綠色建筑，對綠色建筑設(shè)計起到典型示范作用（見圖2）。

圖2 杭州科技館

4.3 重視建筑整體設(shè)計

1）位置和布局 我國領(lǐng)土遼闊，人員分布十分廣泛，因此建筑設(shè)計應(yīng)考慮到南北方、東西部地區(qū)的特殊性和人員分布特點(diǎn)，確定地區(qū)建筑物的位置和布局。具體來看，設(shè)計者需從各地建筑文化差異性出發(fā)，充分結(jié)合當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件和建筑風(fēng)格，確定建筑位置。比如在北方，冬天氣溫較低，故建筑設(shè)計需充分利用太陽能，保證建筑物室內(nèi)溫度適宜人類居住和生活，滿足北方民眾的生活宜居需求。而南方地區(qū)夏季氣候較為炎熱，因此在建筑布局規(guī)劃中，可根據(jù)風(fēng)向的變化規(guī)律選擇建筑位置，進(jìn)而緩解南方建筑室內(nèi)的濕熱難題。

2）外部公共空間 在綠色理念下，建筑外部公共空間設(shè)計也是設(shè)計者需要考慮的環(huán)節(jié)。眾所周知，建筑物外部空間品質(zhì)會影響最終的節(jié)能效果，故設(shè)計者需根據(jù)建筑物的外觀特點(diǎn)和空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行綠色規(guī)劃。比如可在商業(yè)辦公區(qū)域的外圍適當(dāng)種植綠色植物，擴(kuò)大公共綠化面積，以緩解大眾辦公疲勞、商業(yè)區(qū)建筑物溫度過高。同時，綠色植物的大面積種植還能減少商業(yè)區(qū)的外圍噪聲，阻擋部分紫外線照射，提升人類辦公生活的宜居度，實(shí)現(xiàn)建筑綠色節(jié)能目標(biāo)。

4.4 健全綠色建筑管理體系

1）健全建筑監(jiān)管的政策法規(guī) 從宏觀層面上，政府與相關(guān)部門需注意加強(qiáng)對建筑監(jiān)管體系設(shè)置。在設(shè)計、施工過程中建立明確的懲罰機(jī)制，對于隨意改變或降低綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)或等級的，實(shí)行責(zé)任到人的追究制度。在建筑選材與使用階段，應(yīng)不定期進(jìn)行質(zhì)量抽查，確保材料的綠色安全。同時，政府及相關(guān)部門應(yīng)細(xì)化政策法規(guī)中的相關(guān)內(nèi)容，對“綠色建筑”“節(jié)能設(shè)計”等理念進(jìn)行合理定義，針對綠色建筑節(jié)能設(shè)計中的建筑材料、建筑規(guī)格、環(huán)保評估標(biāo)準(zhǔn)等細(xì)節(jié)內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)區(qū)分和規(guī)定，為建筑企業(yè)解決節(jié)能設(shè)計問題提供明確的政策指引。

2）完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系 在建筑節(jié)能設(shè)計中，還需要建筑企業(yè)完善自身技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，按照有關(guān)文件中的技術(shù)要求開展節(jié)能設(shè)計。以吳中太湖新城地下商業(yè)建筑的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為例，從單體與周邊環(huán)境相適應(yīng)、地下空間充分利用、綠化面積開發(fā)與保護(hù)、優(yōu)化建筑布局等指標(biāo)上進(jìn)行逐項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)確定。與GB/T 50378—2019《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》的專業(yè)指標(biāo)對比可知，蘇州建筑物的節(jié)能節(jié)源利用項(xiàng)目共有19項(xiàng)，整體節(jié)能效果較好。其他地區(qū)在建筑規(guī)劃節(jié)能設(shè)計時也可參考這一評價標(biāo)準(zhǔn)，以降低能源消耗總量。

5 結(jié)語

在建筑設(shè)計中，設(shè)計者需要基于城市整體格局、預(yù)期運(yùn)營效益等多重因素，重新對城市建筑進(jìn)行節(jié)能化設(shè)計，使其符合城市可持續(xù)發(fā)展的綜合化要求，確保建筑與環(huán)境協(xié)調(diào)，保證城市資源與能源的最大化利用。