绿色理念下的建筑节能设计研究

周小靖，龙 啸，赵 剑，陈世荣

（中国石油集团川庆钻探工程有限公司安全环保质量监督检测研究院，四川 广汉 618300）

0 引言

随着绿色理念提出，我国相继出台多个文件围绕绿色建筑标准对城市建设发展提出具体要求。在政策指引下，众多城市在优化建筑格局方面加大了对建筑节能技术的应用力度，从建筑的布局、外观、密度等方面重新调整方案，取得了一定的改造成效。部分地区在实际绿色建筑改造施工时，出现了规划不合理，与城市整体发展格局不相适应的问题，导致最终建筑的人类宜居度和整体环保性不尽如人意，造成对人力、物力、财力等资源的浪费。由此可见，建筑节能设计的主要突破口在于节能环保，要对城市建筑进行绿色规划，而不仅限于外观层面的改变，否则，建筑设计则无法体现出绿色理念和节能环保的作用和价值。

1 设计原则

1.1 居住需求

建筑设计采取节能理念和绿色理念的主要目的是为城市居民的生活、工作、出行等需求提供宜居环境，这一目标决定了城市建设的第一原则就是要贯彻以人为本的理念。设计师在建筑设计的各个环节中只有遵循人类居住需求原则，才能使设计发挥现实作用。在绿色节能理念融入建筑设计中时，应同步考虑人性化设计，比如在商业区规划中，应考虑人们的交通出行、饮食生活、购物娱乐等需求进行一体化设计，努力提升其在商业区的生产生活舒适度。

1.2 节能环保

在绿色理念下，节能环保既是乡村建设的重要原则，又是城市现代化建设需遵循的核心要求。设计师在制定建筑方案时，需从建筑物的外观到内部、局部到整体进行绿色节能元素的思考和替换。同时，还需充分整合现有节能资源和技术手段，提高建筑设计的节能实用度和利用率。比如在建筑物外墙设计时，可在房顶或空旷的区域内安装多个太阳能板，利用太阳能转化成电能，为外墙提供照明和保温功能，从而减少对电能、泡沫保温材料等资源的浪费，达到节能环保的效果（见图 1）。

图1 零能耗建筑

2 设计内容

2.1 选材与施工

绿色理念下的建筑选材与施工十分重要，其是绿色建筑的建造基础。当前，我国城市建设中节能效果不佳的原因之一就是建筑材料使用不当，消耗的资源与节省下的资源反差较大，同时造成了环境污染，故需在选材上严格把关，采用一些产品标准合格、绿色无公害的材料进行建筑设计（见表1）。

表1 绿色建材分类

在施工过程中，应当优先对建筑项目的现场作业区、生活区、管理区进行明确区分，并采取有效环保措施对施工中造成的额外环境污染、光污染、噪声污染等进行处理，减少其带来的消极影响。

2.2 使用与保护

绿色建筑的正常运营阶段是能耗最高、产生废弃物污染最多的时期，因此设计者应对绿色建筑的整个投入使用阶段负责，及时对建筑物进行保护或整修。从节能上分析，建筑物使用阶段的资源与能源消耗主要分为业主消耗和公共消耗两种情况，因此可由业主和物业公司达成使用与保护共识，共同承担减少建筑物资源与能源消耗的责任，以达到有效节能、节源效果。

3 设计现存问题

3.1 绿色节能意识仍较薄弱

在当前城市化进程中，虽然绿色环保元素越来越多，融入建筑设计中的节能技术也越来越广泛，但在部分绿色建筑设计中，设计者的绿色节能意识仍然较为薄弱，对绿色建筑理念的认识仍然停留在扩大绿化面积、设计复古建筑元素等层面，而忽略了减少能耗、使用环保材料等改造手段。部分设计者对绿色建筑和规划节能的区别缺乏了解，平时较少参观和学习其他环保型城市的建筑节能设计思路和方案，不利于绿色理念的宣传和渗透。

3.2 节能资源与技术有待引进

对于能源消耗量较大的建筑行业而言，调整以往的建筑设计模式，立足绿色理念开展建筑节能设计工作是响应国家绿色节能、低碳环保政策的必要举措。但是多年来在城市建设中，考虑成本利益和预期效益的因素仍然靠前，而使用环保材料、构筑生态人文环境的因素则较为靠后，造成这一现象的主要原因是节能环保材料和技术尚未全面推广与渗透，使用这些资源和技术需要前期投入更多的精力和更大的成本，比如太阳能、风能转化为电能需要创建发电厂、购置电热板，故相关部门和设计者便会弱化对此类资源和技术的使用。

3.3 建筑设计缺乏整体性

当前，我国城市化进程不断推进，给建筑行业带来极大的发展空间，城市建设规模持续增长，与此同时，建筑行业的整体资源与能源消耗量也在上升。高消耗、低使用率成为我国建筑行业面临的新问题，其根本原因主要与对绿色节能理念重视程度不够。建筑行业虽然对城市中的住宅区、商业区以及老旧区域进行了改造，但在改造设计中较少融入绿色建筑设计元素，反而侧重于让城市更具现代感和时尚感，故城市建筑的整体利用率一直处于较低水平。比如在城市住宅建筑设计中，较少考虑室内节能元素，室内空间的建筑材料、建筑结构等都呈现出绿色理念缺失的问题，从而影响人类对环境舒适度的需求，未能体现出设计的整体性、宜居性和环保性原则。

3.4 绿色建筑设计监管较薄弱

通常情况下，建筑设计中融入绿色理念不仅需要设计者的细致规划，还需要相关部门的全方位监管。部分地区在城市建设中，存在对节能材料偷工减料、技术运用不够等问题，主要原因与地方管理部门监管不到位有关。长久以来，部分地区相关部门尚未更新经济低碳、绿色环保理念，致使在政策法规、建筑设计激励政策以及评估中的监管政策落实上有所缺漏，城市建筑规划节能设计中的监管工作缺位现象较为明显，给绿色节能要求的融入造成了管理上的阻碍。

4 设计优化对策

4.1 注重对绿色理念的宣传

随着物质生活水平的提升，大众对建筑绿色环保的重视程度也越来越高，无论在生活还是在工作中，对周边建筑物设计的绿色节能要求愈加严格，但部分设计者在城市建设中存在绿色理念缺失的问题。建筑行业需要增强设计者贯彻绿色理念的能力和水平，平时多集中组织一些绿色建筑分析会、研讨会，或者到周边环保型城市集中进行参观，并就设计理念与当地的设计者进行沟通与交流，以强化设计者对绿色建筑设计的重视程度。

4.2 加强对节能资源和技术的开发

1）科学引入可再生资源 设计者为深入贯彻绿色节能理念，在建筑规划设计阶段，需科学利用可再生资源，减少对不可再生资源的消耗量，如风力资源。当前城市中高层建筑拔地而起，但也伴随产生通风及采光问题。传统的空调设计方式不仅会消耗大量资源，而且还会污染环境，不能满足绿色节能的需求。对此，可在高层、超高层建筑设计中引入风能资源，使其代替传统空调设计，从而提高对可再生资源的利用效能。

2）合理引进先进技术 在绿色理念下，设计者对建筑进行节能设计时，需考虑引入先进的技术手段。杭州科技馆设计采用了许多先进的生态节能技术，比如风能转化技术、地源热泵技术、雨水回收技术等，既降低了建筑设计环节的资源能耗，又合理利用资源回收技术，减少了污染物的排放，被评为国家三星级绿色建筑，对绿色建筑设计起到典型示范作用（见图2）。

图2 杭州科技馆

4.3 重视建筑整体设计

1）位置和布局 我国领土辽阔，人员分布十分广泛，因此建筑设计应考虑到南北方、东西部地区的特殊性和人员分布特点，确定地区建筑物的位置和布局。具体来看，设计者需从各地建筑文化差异性出发，充分结合当地的自然条件和建筑风格，确定建筑位置。比如在北方，冬天气温较低，故建筑设计需充分利用太阳能，保证建筑物室内温度适宜人类居住和生活，满足北方民众的生活宜居需求。而南方地区夏季气候较为炎热，因此在建筑布局规划中，可根据风向的变化规律选择建筑位置，进而缓解南方建筑室内的湿热难题。

2）外部公共空间 在绿色理念下，建筑外部公共空间设计也是设计者需要考虑的环节。众所周知，建筑物外部空间品质会影响最终的节能效果，故设计者需根据建筑物的外观特点和空间结构进行绿色规划。比如可在商业办公区域的外围适当种植绿色植物，扩大公共绿化面积，以缓解大众办公疲劳、商业区建筑物温度过高。同时，绿色植物的大面积种植还能减少商业区的外围噪声，阻挡部分紫外线照射，提升人类办公生活的宜居度，实现建筑绿色节能目标。

4.4 健全绿色建筑管理体系

1）健全建筑监管的政策法规 从宏观层面上，政府与相关部门需注意加强对建筑监管体系设置。在设计、施工过程中建立明确的惩罚机制，对于随意改变或降低绿色建筑标准或等级的，实行责任到人的追究制度。在建筑选材与使用阶段，应不定期进行质量抽查，确保材料的绿色安全。同时，政府及相关部门应细化政策法规中的相关内容，对“绿色建筑”“节能设计”等理念进行合理定义，针对绿色建筑节能设计中的建筑材料、建筑规格、环保评估标准等细节内容进行详细区分和规定，为建筑企业解决节能设计问题提供明确的政策指引。

2）完善技术标准体系 在建筑节能设计中，还需要建筑企业完善自身技术标准体系，按照有关文件中的技术要求开展节能设计。以吴中太湖新城地下商业建筑的技术标准为例，从单体与周边环境相适应、地下空间充分利用、绿化面积开发与保护、优化建筑布局等指标上进行逐项技术标准确定。与GB/T 50378—2019《绿色建筑评价标准》的专业指标对比可知，苏州建筑物的节能节源利用项目共有19项，整体节能效果较好。其他地区在建筑规划节能设计时也可参考这一评价标准，以降低能源消耗总量。

5 结语

在建筑设计中，设计者需要基于城市整体格局、预期运营效益等多重因素，重新对城市建筑进行节能化设计，使其符合城市可持续发展的综合化要求，确保建筑与环境协调，保证城市资源与能源的最大化利用。