绿色建筑功能与环境并重的节能设计

绿色建筑功能与环境并重的节能设计

文江贤

广州博厦建筑设计研究院有限公司肇庆端州分公司526000

摘要：绿色建筑是一种先进设计理念，通过因地制宜地利用自然资源，为人们提供对环境友好又健康、舒适的使用空间，因此本文以功能与环境并重的整合设计分析了相关内容。

关键词：绿色建筑；节能设计；功能；环境；整合

绿色建筑是指在建筑全寿命周期内最大限度地节约资源、保护环境和减少污染，以便为人们提供健康、适用、高效的使用空间，这样的建筑能与自然共生、与环境和谐[1]，其中节约资源即节能、节地、节水、节材。可见，节能是绿色建筑非常重要的环节。但常规节能设计只关注与建筑用能相关的设计因素，忽视建筑功能与环境的有机结合，使得节能设计沦为时尚和噱头，偏离了绿色建筑的本质，因此本文对绿色建筑功能与环境并重的节能设计进行了分析。

1建筑功能、环境与节能

1.1建筑功能

《辞海》第六版对“功能”的解释是“与‘结构’相对，有特定结构的事物或系统在内部或外部的联系和关系中表现出来的特性和能力”。而《现代汉语词典》第7版对“功能”的释义为“事物或方法所发挥的有利的作用；效能”。因而，我们理解建筑功能是对人有用的特性、能力、作用或用途，但功能的含义其实非常广泛，有使用功能、审美功能等，当然不同建筑有不同功能，博物馆有展览功能，车站有售票、候车、检票功能，体育馆有比赛、观赛功能等。

1.2建筑环境

《辞海》第六版解释“环境”有两层含义，一是指“环绕所辖区域”；二是“围绕人类生存和发展的各种外部条件和要素的总体”，并将环境分为自然环境和社会环境。《现代汉语词典》第7版释义“环境”也有两层含义，一是指“周围的地方”；二是指“周围的情况和条件”。可见，两本工具书对“环境”的解释还是比较相近的，我们可以认为建筑环境是建筑周边的情况，包括自然环境、气候条件、地域环境、人文环境等。

1.3建筑节能

《辞海》第六版解释“节能”为“不降低社会生产活动量和人民生活水平的前提下，尽可能减少能源消耗的措施”，并认为“节能”有狭义和广义之分，狭义节能仅指“减少本系统能源消费量的措施”，广义节能泛指“减少全社会能源消耗量的途径，包括省能、合理用能以及用一种能源替代另一种能源等措施”。《现代汉语词典》第7版将“节能”解释为“节约能源”，相当于《辞海》的狭义节能。建筑是社会能耗大户，建筑节能不应局限于狭义节能，省能当然是建筑节能的重要部分，但不是全部，建筑节能的核心是提高能源利用效率。目前，公认的建筑节能内涵是在建筑中合理使用和有效利用能源，并且不断提高能源利用率和减少能源消耗。

2绿色建筑功能与环境并重的节能设计方法与应用

2.1关于整合设计理论

整合原意是指将原来工作目标、机制不统一或联系不紧密的事物，通过协调、重组、联合等方式使它们彼此衔接、组合、协同成一个高效的整体。就像建筑功能、环境、节能原本是孤立的目标，通过整合设计使它们成为绿色建筑体系中相互关联的指标，既保障了良好的功能需求，又与环境和谐共生，从而实现宜居、高效、节能、舒适、环保的绿色建筑设计目标[2]。整合设计基本要素包括外部环境、建筑自身和人。外部环境是建筑设计的背景或基准，其对建筑功能发挥和节能效果有直接影响。建筑自身是指建筑的所有系统，例如结构系统、设备系统、维护系统和空间系统等。人包括建筑的使用者、设计者、施工者等。整合模式包括物理整合、视觉整合和性能整合。物理整合就是通过空间整合合理利用空间，通过构件整合科学连接构件或材料。视觉整合是从审美或视觉舒适角度对空间、设备、构件进行整合。性能整合是前两种整合基础上的更高层次优化，以改善视觉舒适、热舒适并提高资源利用效率。

2.2绿色建筑整合设计方法

由于建筑所处地区、设计规模、建筑类型、设计目标等错综复杂，整合设计内容也差别很大，这种情况决定了整合设计的可变性，通常设计流程如下：（1）拟定目标。根据设计任务书拟定设计目标，包括功能目标、环境目标、节能目标、经济目标等。绿色建筑对功能目标的要求高于普通建筑，例如对影响使用环境舒适度的自然通风、采光提出要求。绿色建筑是环境友好建筑，为提高能源利用率，应使用太阳能、风能等可再生能源；另外，还应通过合理布局以及体型、朝向的选择减少能耗。节能目标通常是与基准模型用能或与相关耗能标准比较的节能效果，一般可将节能目标分为终端能量需求、设备系统用能和初级能源消耗3个层级。经济目标一般采用投资回收期等。（2）信息收集与分类。尽可能全面地收集与设计相关的信息资料，例如地理位置、气候资料、周边物理环境、基地条件、地方技术经济条件、地域文化、当地节能设计经验等。（3）设计假设。设计参数的变化无穷无尽，必须限定一定的条件才能设计，否则无从下手。设计假设就是确定模型变量取值范围以及可能的组合。（4）能耗模拟。采用适合的软件对假设的变量及组合进行模拟。（5）综合评价，将模拟结果与设定目标值进行比较，然后评价节能效益、经济效益等。

2.3绿色建筑功能与环境并重的节能设计案例

现以外遮阳与立面整合设计为例，阐述如何通过两者的整合实现功能与环境并重。遮阳是为了避免阳光直射室内，具有节能和改善室内环境的双重作用。遮阳形式包括窗口遮阳、建筑表皮遮阳、屋顶遮阳、建筑形体自遮阳等，或水平遮阳、垂直遮阳、综合式遮阳、挡板遮阳、植被遮阳等[3]。建筑立面主要指建筑外墙。立面设计除了满足基本功能需要，在节能、美学上也具有重要价值。建筑外遮阳与立面整合就是要将原来视为孤立的要素进行统一处理，使之成为既满足功能需要又有环境友好性的整体。整合设计在方案设计阶段，通过分析环境要素（自然环境与人文环境），选择遮阳形式、遮阳技术，并将技术要素建筑化。同时分析体量组合、空间造型和平面功能，实现对物理层面、视觉层面和性能层面的整合。完成初步方案后进行技术评价，最后确定方案。选择遮阳形式时，应根据气候条件、周边环境、建筑朝向、建筑特征等因素来确定。遮阳技术主要考虑遮阳位置、控制方法以及角度、尺寸、材料等。在南粤地区，南向窗口应采用水平遮阳，北向窗口采用垂直遮阳，东西向采用调节式遮阳，同时遮阳构件要保证良好通风。整合设计需考虑遮阳对立面整体形象影响，要进行美学优化，使其不仅成为立面的“闪光点”，而且与建筑整体和谐统一。所以，遮阳形式要契合立面形态特点，例如玻璃幕墙的遮阳构件可采用网状金属板或金属百叶形式，以体现幕墙轻巧完整的特性。遮阳满足功能方面，例如采光、通风等需根据实际情况进行性能优化。另外，还要协调周边环境，例如周边为历史文化保护区，那么遮阳形式就应与历史文化建筑风格相协调。总之，遮阳构件设计时应考虑气候条件、建筑朝向、内部功能、周边环境、立面形态、节能效果等众多因素。

3结语

随着建筑技术的发展，学科分化和整合成为必然的趋势。功能与环境在节能设计中常被人为割裂为孤立的两部分，以致未能充分挖掘设计本身的潜力。通过整合设计可让绿色建筑功能与环境并重，因此设计人员应建立系统思维，立足整体，通过多学科融合创作更加完善的作品。

参考文献：

[1]张智健，杨莉琼，李甜.BIM技术在绿色建筑节能设计中的应用[J].建筑节能，2018，46（3）：26-30.

[2]林国华，管佳佳.基于绿色建筑整合设计理论与应用的相关问题分析[J].科技风，2017（5）：86.

[3]黄海静，刘雁飞.基于遮阳形式的建筑立面设计[J].西部人居环境学刊，2015（2）：59-64.