现代绿色建筑节能设计应用浅谈

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摘要:现代建筑行业的高速发展给地球带来了巨大的负荷，在满足可持续发展的社会要求下，推进现代绿色建筑的建设，发展建筑节能设计刻不容缓。通过了解绿色建筑节能设计的发展意义，以现代绿色建筑节能设计的基本原则为基础，分析我国现代绿色建筑节能设计中面临的问题，提出从自然能源、建筑设计、规划设计方案3个层面进行现代绿色建筑节能设计的应用策略，促使现代绿色建筑的行业发展。

关键词:现代建筑;绿色建筑;节能设计;应用策略

0引言

现代建筑的设计思路，已经从追求表面上的高质、高量，转至科学运用自然能源，开展绿色环保设计的层面。此种理念既符合时代发展需求，又可以为使用者创造出回归自然的生活、工作条件。

1发展绿色建筑节能设计的意义

根据UNEP(联合国环境署)2020年全球建筑和施工状况报告，2019年建筑和建设行业占全球总能源使用量的35%，占与能源相关的CO2排放量的38%。因此，建筑成为了全球能源消耗的主要贡献者，降低建筑业的能源消耗，减轻建筑业造成的生态环境污染，对实行我国碳中和战略起着至关重要的作用。推进现代建筑的节能设计，发展绿色建筑对现代社会的可持续发展有重大意义。发展绿色建筑的节能设计，不仅可以高效地利用资源，通过可再生资源的使用来降低生活热源的成本，也可以通过建筑材料的循环使用来达到降低建筑成本及环境成本的作用，而且极大地拓宽了建筑材料的选择范围，对新型材料的研发起到推动作用，大大缓解地球温室效应产生的压力，也极大地保护了其他资源。

2现代绿色建筑节能设计的基本原则

2.1和谐性原则

为促进人与自然、人与社会的和谐发展，在进行现代建筑节能设计时应遵循和谐性原则，在设计过程中坚持因地制宜的设计理念，充分利用周围环境的资源条件，保证建筑与当地环境的整体性。只有人类建筑实践活动遵守生物因素和地理因素相互联系的规律，才能达到节约资源和可持续发展的目的，使建筑物真正变得安全、节能、舒适，与周围环境和谐共处。

2.2现代化原则

绿色建筑在当代科技迅速发展的大时代环境下应运而生，在这样的社会条件下，绿色建筑节能设计要符合现代化的基本原则。但这并不与传统本土建筑相对立，而是在继承和保护传统地域建筑及其技术的基础上，采用创新材料和技术策略，满足时代发展的需求，为绿色建筑增添新的活力，通过现代技术实现人与自然、技术与文化的共生。

2.3低耗能原则

绿色建筑的主旨便是在保障使用者的安全舒适下，实现能源的高效利用，最大程度地减少能量的消耗。建筑行业一直占据高投入、高消耗的行业前列，不符合现代可持续发展的趋势，只有将绿色可持续发展理念完全融入建筑建设的每一个环节，才能更好地实现真正的资源有效利用，例如在进行建筑外立面设计时，可以考虑利用当地的建设材料，既能减少资源消耗又实现经济利益的最大化。

3存在的问题

3.1可再生能源利用率低

到2020年，我国的一次能源消费依然是煤炭占主导，城市的能源供给主要来自煤炭，新能源的利用仍旧不高，意味着能源结构调整是我国发展正面临的重要任务之一，必须减少对石化能源的需求，降低对煤电的依赖，推进节能减排，向部分发达国家学习，大力开发新能源和可再生资源，积极利用风、水、太阳能等支持建筑行业的绿色设计发展。

3.2创新节能技术及节能材料应用少

目前建筑行业参与绿色建筑建设的积极性并不高，使绿色建筑节能技术的研发速度很慢，相关的科技创新技术很少，关键节能技术得不到开展，直接影响到绿色建筑的实现，导致绿色建筑的发展跟不上城市化的步伐。而改变传统高能耗建筑材料则将从源头减少建筑的能耗，节能环保材料不仅可以减少对不再生资源的使用，而且将改善使用者的空间体验感，将地球的负荷降到最小。因此，应加大对创新节能技术和节能建筑材料的投入，才能加快绿色建筑的建设进程。

3.3没有融入绿色设计理念

在绿色建筑的项目实施过程中，从前期设计到项目施工都应融入绿色建筑的设计理念，将节能环保贯彻到整个建设过程中。但设计人员在进行建筑设计时，并未实地考察，就无法了解当地的环境自然条件，不仅使建筑在周围环境中显得突兀，而且无法充分利用当地的气候条件，既影响建筑的采光或通风效果，又加大后期对建筑设备的耗能，降低了使用者对生活、工作感受的满意度。

4现代绿色建筑节能设计的应用策略

4.1从自然能源的运用层面进行节能

现代建筑绿色节能设计的核心思路在于充分运用自然能源。使建筑的空间设计具备“生态属性”，充分运用可再生能源，使可持续发展理念得到实践。比如在进行建筑暖通、光照系统、空调系统设计时，可以充分运用太阳能资源、风能资源、地热能资源等，通过自然调节，即可满足消费者需求。如太阳能热水器，通过太阳能电池板，即可将可再生的太阳能资源转化为热能，达到加热水的目的。随着技术的发展，除了热水器外，在建筑的顶层及部分墙体表面，可以铺设太阳能板和太阳能管道，目的在于将太阳能转化为热能后，储存在器件中，在特定时候，可以成为建筑的辅助热能，从而降低电力资源的消耗。

4.2从建筑设计层面进行节能

4.2.1围护结构设计。围护结构节能技术指通过改善建筑物围护结构的热工性能，达到夏季隔热、冬季保温，使建筑物室内温度尽可能达到人体的舒适温度，以减少通过辅助设备达到合理舒适室温所产生的负荷，最终达到节能目标。双层幕墙就以其丰富的美学效果和生态节能的理念在绿色建筑中应用日益广泛，通常由外层幕墙、热通道和内层幕墙构成，且在热通道内能够形成空气有序流动的建筑幕墙，具有通风换气、隔热、隔声、节能环保功能，使室内生活环境与室外自然环境达到完美融合［1］。4.2.2室内环境设计。现代绿色建筑在进行室内照明设计时常用智能照明系统，可以做到有人时自动识别光线和冷暖需求，在光线充足时只开空调不开灯，无人时自动关闭。通风设计则可通过合理的建筑及室内空间设计，充分利用自然通风排除室内不新鲜的空气，从而达到通风节能的目的。如被动式绿色建筑常采用自然通风，它不仅可以降低建筑物夏季辅助设备的能耗，也可以改善室内空气质量。以上海市的绿地集团总部大楼为例，其所有天窗的可开启面积达到了41%，所有幕墙的可开启面积大于13%，因基地邻近黄浦江边，在亚热带海洋性季风气候作用下，在过渡性季节也能够引导建筑室内通风［2］。4.2.3建筑材料选择。围绕“绿色、节能、环保”等进行建筑设计时，不应盲目追求价格昂贵的材料，应该基于科学分析，选择材料时应评估资源的消耗量(见图1)，选择资源消耗少、可集约化生产的建筑材料。比如建筑施工时可以选用硅酸盐混凝土、含硫石膏等。此类材料通过科学方法，将煤炭等化石资源充分燃烧之后产生的含硫化合物、二氧化碳等加以处理，制作成与普通石膏、混凝土性能相近的材料。应用此类工艺，不仅极大地降低了天然石膏的开采率，还有效保护了不可再生资源。此外，使用含硫混凝土等材料，还可以使建筑具备一定的生态属性，让消费者仿佛置身于天然环境之中。

4.3从规划设计方案层面进行节能

现代建筑多为高层建筑，采用此种设计理念的根本目的在于提升土地资源利用率。在保证此项目标不变的前提下，还应合理规划设计方案，降低后续使用过程的资源消耗率。本文提到的充分运用风能资源，可以在夏季炎热天气发挥重要作用，弱化空调、电风扇等电力设备的存在价值。假设在一个单元、4户型的高层建筑中，东西2个边缘为大户型，同时设有南北阳台或卧室，在高温天气时，如果有自然风流经，将会产生“过堂风”，能够充分调节室内温度。但夹在2个大户型中间的小户型，往往只具备单一方向的阳台或者卧室，无法形成对流风向，为了应对夏季高温，选择此户型的消费者必然开空调或者电扇。基于此，设计人员应该尽可能地调整小户型房间的结构，使其在南北两面都具备“空气开口”(比如在防盗门上方设置小型窗户，由内部开启，既可以保证室内安全，又能够形成“过堂风”)［3］。

5结语

发展现代绿色建筑的节能设计能够减少对地球自然资源的消耗，在一定程度上，实现可持续发展的目标。相关人员在设计过程中，应融入绿色环保的设计理念，充分把握建筑与自然环境、人文环境的和谐性，符合现代化的发展需求，重视对资源的高效利用，给使用者创造一个安全舒适的生活环境。尽管当前的绿色建筑设计还存在不少问题，但随着国家对节能环保设计的关注，相关行政法规的不断完善，以及人们绿色环保意识的普遍觉醒，将促使我国绿色建筑建设走上更明确、更清晰的发展道路，从各个层面进行节能设计，将绿色建筑的环保理念融会贯通，发展以绿色建筑为主流的城市建设。

作者:黄钰茹 王锡琴 单位:成都大学建筑与土木工程学院