绿色理念在现代建筑设计中的应用

周峻岭 王伯勋 谢凌峰 张书源 王一帆

（1.广东技术师范大学美术学院，广州 510260；2.澳门城市大学创新设计学院，澳门 999078；3.广州大学建筑设计研究院，广州 510260；4.华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室，广州 510260）

0 引言

传统建筑设计没有融合绿色理念，导致出现了建筑布局及结构不合理，施工工艺落后，材料不符合生态环保要求，建筑设备系统能耗高、污染严重等问题。这些问题不仅影响了建筑建设和投入使用之后的能耗水平，还会影响人们的居住品质和居住体验。目前我国多数城市老城区以及乡镇地区的建筑都存在这样的问题，因此，在老旧建筑改造设计以及新建筑项目设计中，融合绿色理念是非常有必要的。

1 建筑设计中的绿色理念概述

绿色理念主要是指从节能、环保、健康、可持续发展等角度出发，对建筑布局、结构、能源系统等进行优化设计的理念。

（1）减少建筑能耗。基于绿色理念的建筑设计中，减少建筑能耗，一方面主要是通过优化建筑布局和结构，尽量利用自然光、季风等，减少建筑照明、供暖、空调能耗；另一方面是通过利用新技术、新材料，减少对传统能源的使用，或是提升建筑隔热、保温性能，达到节能目的。

（2）构建健康舒适的环境。在建筑设计中将绿色理念和以人为本的理念融合起来，打造自然、生态、健康、舒适的环境，主要方式包括优化建筑布局设计及使用环保建筑技术等，建筑环境和自然环境和谐共存，实现建筑系统资源、能源的优化配置[1]。

2 传统建筑设计中对绿色理念的忽视

为了有效节约土地资源，建筑的建设规模不断提高，但是，传统建筑设计对绿色环保的要求重视不够，导致建筑在布局结构、能源供应系统构成方面都较为落后。传统建筑设计中对绿色理念的忽视，主要体现在以下几个方面：

（1）建筑布局不合理。传统建筑在布局方面较少考虑生态环保及居住舒适度方面的需求，在楼栋布局、楼间距、朝向、建筑高度等方面存在一些问题。比如，楼间距过近，朝向不合理，导致建筑通风及采光条件不佳，影响居民生活舒适度，同时也会导致建筑照明和暖通空调能耗增高[2]。

（2）建筑外墙、屋面、门窗设计不合理。建筑的屋面、外墙及门窗是建筑内外环境的过渡部分，其结构及工艺特征，将直接影响建筑内部环境。传统建筑设计较少在这些部分考虑节能环保，主要表现在结构单一、工艺简单，很少使用环保材料，直接影响了建筑的隔音、隔热、保暖效果。人们为了满足生活舒适度需求，对暖通空调的依赖性较大，进而影响建筑能耗。

（3）材料工艺落后。建筑设计方案对施工工艺、材料类型有决定性影响。传统建筑设计没有融合绿色理念，部分建筑施工工艺在应用过程会产生较高能耗，或是排放废气、废水，产生较多垃圾等；材料方面，部分建筑材料在生产过程会消耗大量不可再生资源，在应用到建筑施工后会持续释放污染物质，或是材料本身的保温隔热性能差，等等。

（4）能源结构不合理。建筑设计中，电气系统、暖通空调系统、燃气系统、给排水系统设计是十分重要的内容，而这部分设计直接与建筑能耗有关。传统的建筑设计首先对电力依赖性较高，尤其受到设计理念和传统技术的影响，所有电力系统都没有应用先进的节能措施；其次，给排水系统中缺少节水设计，更没有水资源回收再利用的设计，甚至还存在水污染的情况；另外，水电系统用到的设备技术落后，能源利用率低、单位能耗高。

3 基于绿色理念的现代建筑设计要点

目前，不少设计单位响应国家节能降耗、生态环保、可持续发展的号召，在项目的规划设计中，开始全面融合绿色理念。河北省邯郸市某建筑工程项目为高层住宅项目，总建筑面积15.6 万m2。项目总共规划建造高层建筑7 栋，小高层建筑5 栋，其中高层建筑地上28 层，小高层建筑地上12 层，整个项目地下规划3层，作为车库及设备用房。本文结合该项目，对基于绿色理念的现代建筑设计要点进行阐述。

3.1 设计技术的创新

现代建筑建设规模越来越大、各类设计要求越来越高，设计工作本身也需要从技术和管理等层面进行创新。需要将绿色理念融合到建筑设计的方方面面，依靠传统的管理模式，较难实现。在计算机软件、信息化技术全面发展的背景下，现代建筑设计也需要重视对新技术的应用，再从技术创新入手，推动建筑设计管理方式的优化[4]。例如，在该项目的设计中，设计单位全面应用了BIM 系统。通过三维模拟软件，开展可视化的建筑设计工作。在可视化的建筑模型条件下，设计单位可以实现多人同步的协同化设计，同时也可以让各个设计环节之间的联系更为紧密，提高设计效率，减少设计失误。同时，结合BIM 可视化建筑模型，可以对不同建筑布局、结构设计方案下的光照、季风条件进行模拟分析，通过模拟数据评估方案在节能环保方面的实际效果，以进一步提升设计方案的合理性。另外，通过BIM软件，对建筑设计方案涉及到的施工资源消耗、能耗数据进行计算，结合项目建造现场环境及项目开发需求，持续优化设计方案，提高资源利用率，降低能源消耗。值得一提的是，基于BIM 的现代建筑设计，可以将绿色理念以可视化的设计模型以及详细的数据呈现出来，作为后续绿色施工管理的基本依据，对全面提升建筑设计施工的绿色环保水平有积极意义。

3.2 科学选址

在建筑项目的前期筹备及决策阶段，基于绿色理念进行选址非常重要。

（1）项目的选址中，设计单位需要在现场实地考察的基础上，结合勘察报告及相关资料，分析所在地区存在的污染源情况，尽量避免在污染企业下风向、公共交通密集区建造住宅项目；

（2）考虑当地地势地貌条件，选择地质稳定、地势平坦的地区建造房屋，减少大量爆破、挖填土方对地质环境的影响；

（3）选址时还要尽量避免影响森林、草甸、生态保护区及生态脆弱的区域，避免建筑施工及应用带来的生态破坏。

3.3 优化布局

基于绿色理念的现代建筑设计，需要充分结合建筑所在地的自然条件、气候特征，优化建筑布局。建筑布局主要包括建筑项目内各个楼栋的分布及朝向，对建筑环境及能耗水平都有重要影响。在该项目中，设计单位在国家规定的楼间距标准基础上，采用错落式布局方案，确保每栋建筑能够获得良好的采光通风条件。在建筑的朝向布局方面，考虑到邯郸市所在区位特征，将建筑内大部分房屋的客厅、卧室朝南布局，适当增大偏南方向的窗户面积，增加采光面。同时，适当缩小偏北方向的窗户面积，减少秋冬季节北方寒流对房屋的影响。另外，结合该项目整体面积和楼栋布局情况，增加项目内绿化面积，甚至在植物布局方面也充分考虑了对附近房屋采光的影响。通过细节化的设计，充分兼顾了节能环保和环境美化方面的需求。

3.4 选用绿色材料

基于绿色理念的现代建筑设计，需要深入到建筑建设施工以及后续使用的各个环节，对工程材料选型和应用方式进行优化。在该项目的建筑设计中，设计单位严格杜绝使用不符合环保要求的材料。在建筑整体设计和细节设计中，强调对绿色环保材料的使用要求，对材料中甲醛、苯等污染物含量标准进行把控。另外，通过设计优化，强化对保温、隔音及天然材料的使用。例如，在该项目的屋面设计中，设计单位除了采用多层保温隔热结构设计方案以外，还明确选择防水保温材料。更为关键的是，在屋面还规划了绿化区域，通过种植绿色植物，进一步提升屋面的隔热保温性能，同时也达到了美化建筑环境的目的[5]。在外墙设计方面，设计单位在钢筋混凝土结构的基础上，选用加气混凝土砌块作为外墙部分的基础结构，再在表面使用保温隔热材料和防水砂浆工艺，进一步提升建筑外墙的隔音、保温性能。在窗体设计方面，考虑到该项目位于闹市区，环境噪音源较多，决定选用多层铝结构窗体，结合真空玻璃材料，强化隔音保温效果。

3.5 结构功能优化

考虑到现代人们对建筑各项功能的要求越来越高，设计时需要对建筑整体结构及不同功能区、功能系统进行优化设计。在该项目中，设计单位结合当地光照条件和建筑布局情况，通过增加通风采光井、适当增加反光材料的方式，改善建筑内部的采光通风条件，减少照明及暖通空调系统的使用。在热水系统设计方面，选用太阳能热水系统，减少传统能源消耗。在给排水结构设计方面，除了严格对生活污水系统和雨水系统进行独立设计以外，增加了雨水再利用装置和污水预处理装置，不仅充分满足了现代城市环境管理的水污染控制需求，也有效改善了房屋使用者的居住环境。

4 结束语

综上所述，如今人们对生活质量的要求越来越高，同时生态环保理念在各个领域也备受重视，建筑设计作为建筑项目开发建设的关键环节，建筑设计单位需要充分理解绿色建筑设计的概念及价值，通过利用现代化的BIM 技术，建立高质量的绿色建筑设计管理机制。在此基础上，通过科学选址、优化建筑布局、选用绿色材料等方式，全面提升建筑隔音、保温性能，减少建筑能耗，美化建筑环境，为人们创造生态、健康、舒适的工作生活环境，为社会的可持续发展做出贡献。