绿色建筑设计要点探究与讨论

绿色建筑设计要点探究与讨论

曾花

湖南东方红建筑设计研究院有限公司      410000

摘要：能碳双控与节能优先是当前建筑行业在发展中面临的主要挑战，绿色低碳建筑逐步成为当前建筑行业发展者的重点关注对象。绿色建筑体现出科学为用、以人为本、环保节能的设计理念，其追求建筑的安全、健康、绿色与可持续发展，这就要求设计者转变设计思路，充分利用被动性设计策略。本文首先分析了当前建筑设计中的主要问题，而后从场地规划、外部环境、围护结构以及能源利用四个角度探讨了绿色建筑的设计要点，以此来为现代绿色建筑设计提供参考思路。

关键词：绿色建筑；设计要点；设计方法

“碳中和”与“碳达峰”发展目标愿景对建筑行业提出了全新的任务要求，建筑碳排放是当前城乡建设领域中的碳排放管理工作的重点。提升建筑节能标准，通过对现有建筑实施节能改造，优化升级建筑用能结构是推动建筑领域碳排放尽早达峰的主要对策。因此，设计者在建筑设计过程中，应树立绿色建筑理念，对建筑建造方式进行转变，加大对绿色建材的推广力度，以此来推动建筑行业朝着可持续化、低碳化、绿色化的方向发展。

1建筑设计现存问题

1.1场地规划不合理

建筑的具体位置与朝向需要基于多种因素进行衡量与选择，具体多选择正南方向。但基于建筑场地现状及通风环境方面的变化，设计者会对多栋建筑物的朝向及位置进行略微扭转，通过合理选择建筑所处位置来确保建筑相互之间能够形成良性影响，为建筑的自然采光及通风等被动式设计提供良好的环境条件附加及作用。但部分开发商过度关注容积率，导致在设计时，无法充分发挥出被动式设计的优势。

1.2绿化水体设计不到位

从建筑的室外环境来看，不少建筑场地都采取硬质铺装，当气温升高后，地面上将会储存大量的热量，导致建筑热岛效应加剧。也有的设计者为了提高建筑外环境的美观度，会在建筑周边设计多样化的水体景观，实现方式为人工开挖与破坏原本平坦的地貌，再引入水资源，实现对水体景观的构筑[1]。在消耗过大的物力及人力的基础上，还破坏了建筑环境的整体性。后续维护也需要花费较高的成本，同时也不利于水资源的有效节约，不少水景都面临着无法维持的结局。建筑缺乏对雨水资源的有效采集、下渗处理与回收利用。做好建筑所在场地的绿化与水体等景观设计，不仅仅能够改善建筑内部空气质量，同时还能够缩减房屋建筑的整体耗能。

1.3围护结构热工性能不佳

不少建筑都面临着复杂多变的气候环境，因此设计者在进行围护结构设计时，既要考虑到建筑在低温环境下的保暖性能，也要关注其在高温条件下的隔热性能。《绿色建筑评价标准》也对建筑围护结构的隔热、保温性能进行了强调，但部分建筑现有的围护结构所具有热工性能较差，既不利于保障室内环境的舒适度，同时还会导致能耗问题加剧[2]。窗户的遮阳设计也是绿色建筑设计中的重点内容，太阳辐射的热量需要通过建筑的窗户来影响室内环境，因此需要合理选择窗户构造形式以及材料。现有的不少建筑都采取外遮阳的形式，这就导致遮阳效果受到不利影响。有的建筑设计者过度追求内部环境控制，运用了较多的主动式设计来实现对室内环境的调节，缺乏对自然环境的有效利用，加剧了能耗问题。由于门窗设计的环保化、节能化水平较低，即使在白天，一些建筑还需要长时间开启照明设备，所选择的照明器材也并非节能型灯具。

1.4可再生能源利用率较低

在设计新型绿色建筑时，除了需要通过各种被动式技术来增强建筑的节能性能之外，还需要对可再生能源加以充分开发及合理运用，包括地热、光热以及太阳能光伏等零碳能源。但当前部分设计者对于能源利用方面的关注较少，相关专业之间也欠缺有效沟通及技术交流，再加上相关技术产品质量、标准规范等客观问题，导致可再生能源在当前的建筑中的实际利用率相对较低。

2绿色建筑设计要点

2.1建筑场地规划设计要点

绿色建筑场地内应避免发生泥石流、滑坡以及洪涝等自然灾害，同时也要尽量避免遭受到含氧土壤、电磁辐射、易爆易燃危险源以及危险化学品的威胁。在整体布局中需以场地当前的地貌地形为基准，对设计范围内的自然植被、湿地、自然水域进行有效保护，同时应当尽量减少出现大填大挖土方的设计内容。

在对建筑朝向进行规划时，需要优先考虑通风及日照因素，其中需要将日照置于首要位置，避免夏季时有过多的热量直接照射到外墙结构中或者直接照射到室内。以住宅建筑为例，包括客厅、主卧室等主要功能性房间应当选取朝向夏季风的方向，而卫生间、书房等辅助性房间则可采用面对冬季风的朝向。具体还要综合地理位置上的环境、风向及日照等因素，来为建筑选取最优朝向。另外，还应关注周边环境，确保场地内的各个建筑物之间保持合理间隔，从而使每日光照与得热量达到相应指标。

通过对场地通风环境的合理组织也有益于充分发挥出被动式设计策略的作用。比如在夏热冬冷的典型气候条件下，当风速变化速度过快时，也会导致空气携带的热量过多，因此在设计时需要针对空气流动进行严格把控[3]

。但若空气流速过慢，则可能会无法满足建筑环境对新风的要求。所以可以借助建筑内部的通风方式或者通风设备来确保风力条件的适宜性。基于通风角度来考虑建筑布局方式时，既要确保其在低温条件下能够实现有效防风，在夏季高温时也能提供良好的通风条件。还要避免进入到冬季后，建筑主导风向直面建筑内部主要功能空间。改善通风环境时可借助调整地貌的方式来实现，比如增加树木的种植数量或者将风障设置到室内。

设计群体性建筑时可选取周边式、错排序、斜排序以及行列式等方法，斜排序与错排序的效果最佳。面对建筑单体通风环境设计，夏季主导风向与建筑长轴间的夹角变化达到零时，能够形成最好的通风环境。但相对地，建筑背后的实施风影区域也将达到最大深度。在控制这一风影深度因素时，则需要适当扩大主导风向与建筑间的夹角来实现。

在建筑中增设底层架空的结构形式也可以实现对风环境的改善，具体是提高建筑物底层地面的高度，从而形成较为通透宽阔的空间，多采用无柱型、大面积空间模式。这种底层被架空的设计模式可以使底层风速提升，利用穿堂风来强化楼底散热效果，还能发挥出防湿防潮的作用。

2.2建筑室外环境设计要点

设计绿色节能建筑时，不能忽视场地范围内的生态环境给建筑小气候环境带来的影响，因此在植被选择、地面铺装以及景观设计等环节都应关注其给建筑内部空间的舒适度以及能耗带来的影响。

进入夏季之后，地面在对热辐射进行反射后，窗户与外墙的热量在总热量中占有极高的比重，所以可适当扩大绿化面积，在建筑周边种植草坪、乔木以及灌木，从而缩减建筑表面被反射的热量，具体的植物需结合建筑所在区域的气候与土壤环境进行选择，优先选择乡土植物，同时还要注意植物的后续维护难度以及植物本身是否具有毒害问题[4]。在地面铺装方面可选取透水材料来实施铺装，比如植草砖等。针对非机动车道及地上停车场等区域，可设计与布置下凹绿地景观，从而强化场地的整体蓄水能力，也使地表排水压力得到减轻。基于节约水资源以及保障整体经济效益的设计目标，需尽量减少水体景观，或者选择生态透水池、雨水调节塘、雨水花园等既具有美观性，同时还能够满足蓄水以及循环利用水资源的实用性需求的水体景观，以此更符合绿色建筑设计理念。在复层绿化设计中，可将乔木类与灌木类植物相结合，实现对寒风的有效阻隔，使建筑周边的风速有效减缓。

垂直绿化可以避免过多地占用建设土地，提高对建筑空间的利用率，形成立体化的绿化效果。墙壁上的绿化植物可避免绿色建筑过多地受到阳光的直射，降低建筑温度，特别是朝向西方的建筑，降温的效果更加显著。另外，墙面绿化还有减轻噪声的作用，据相关研究显示，藤叶可以吸收噪声声波。由于攀缘植物叶片具有凹凸脉纹及绒毛，其能够对飘尘进行吸附，从而净化空气。在选择绿化植物时，需要遵循适地适栽的基本原则，同时还要注重对不同品种的植物进行搭配使用，从而形成四季差异化的景观，比如爬山虎可和络石或者常春藤等搭配运用。

屋顶绿化也有益于提高绿色建筑的外部美观度与环境舒适程度，其实用性价值体现在隔声、隔热保温、缩减废水排放量以及蓄水等方面。在植被的设计与选择方面，需要考虑其抵御极端气候的能力与生存能力，优先选择少肥、种植土较为稀薄的花灌木，还要确保选择的植被可以抵抗屋顶区域的大风以及高热风。具体可选择的设计形式包括苗床式、棚架式、地毯式、花园式等。

2.3建筑围护结构设计要点

2.3.1墙体设计

绿色建筑可选择的墙体保温技术主要有以下几种：其一为内保温技术。该保温技术已经在长期使用过程中发展到成熟化的程度，保温材料将会被安装到主体保温结构内侧，外墙隔热结构及保温层共同构成保温体系[5]。该保温技术的施工方法简单便捷，对于性能与节能要求较低，成本也比较低。但由于保温层过厚，室内使用空间将会随之缩小，进行墙体装修时，保温材料容易被破坏，其保温性能将遭到破坏。冷热桥处也会形成较为严重的电热损失。保温层的寿命也被缩短，受到外部环境的反复热胀冷缩现象的影响，保温材料容易产生裂缝，从而给外墙质量带来不利影响。因此，这种墙体保温技术在绿色建筑中的使用较少，大多数的设计中，将其和外保温技术结合运用，仅在局部采用内保温技术。其二为外保温技术。保温材料被贴置与安装到建筑外表面，和砌体层共同形成复合型墙体，外层设置瓷砖或者水泥等材料形成具有保护与装饰功能的饰面层，有助于使建筑拥有更长的使用年限。这一保温技术能够有效解决热桥问题，确保建筑室内形成更好的热稳定性，降低热量损失的基础上，还能够预防结露现象。由于墙体波动幅度不大，所以还可最大程度避免出现温度裂缝。其三为新型节能墙体，即由相变储能材料制造的控温墙体，这种墙体在高温条件下可以实现储热，储存太阳光所带来的辐射热，在温度降低后再将热量释放出来，这种墙体的耐热性能也非常强。

2.3.2屋面设计

基于增强绿色建筑节能能力的需求出发，为屋面保温层选择保温材料时，需要关注导热系数以及密度两方面影响因素，二者均应相对较小。普通建筑屋面上所运用的保温材料多具有较大吸水率。若保温层的吸水性相对较大，其往往难以达到隔热与保温方面的设计要求，还会使建筑能耗问题更加严重。因此可借助一些高效保温材料来进行屋面施工，如聚氨酯硬泡材料，其吸振、隔音、防水及保温等性能突出，隔热性能与耐热性能均较为卓越，由于保温层可实现无接缝，因此可将其运用到绿色建筑的无缝屋顶上；另外该材料还具有稳定的化学性能，本身可用时间较长，不会给周边环境带来污染，进行燃烧时仅会出现碳化现象，形成的碳化层可实现对空气的隔离，消防安全性能也能够满足绿色建筑的使用需求。将其运用到屋顶区域时，该种材料还能够表现出稳定的抗负风压及抗风性，所形成的喷涂结构可预防“冷桥”。其他可选用的屋面材料还包括聚苯板与岩棉板等。

针对屋面可采用架空隔热层设计形式，通过空气流动来加快散热速度，并发挥出隔热作用。在对其架空层进行设计时，需要结合基层的实际承载能力来进行选择，尽量选择较为简单的构造形式，并且架空板应满足便于生产制造与施工的需求。风道及屋面的长度应在15m之内，空气间层应在200mm左右。基层上方需要设计符合节能标准要求的保温隔热基层。设置架空平台位置时，不仅要考虑其功能，还要确保其下方具有良好稳定的通风状态，可将其设置到屋面的端部或者角部。

在设计种植屋面时，可以将蛭石、锯末等松散材料铺设到屋面防水层上，或者进行覆土，从而通过种植植物来发挥出隔热、保温以及防水的作用。其结构层应选取现浇钢筋混凝土，同时要确保荷载不超过屋面结构体系的承载力范围。同时必须要注重排、防、蓄植并重的基本原则。若设置超过二道防水层，处于最上一道防水层应当选择耐根刺穿型的材料，同时防水层材料需确保相容，若建筑处于寒冷区域，则应针对女儿墙、种植土进行防冻胀保护措施。种植植物需选择可以适应气候条件且生存能力较强的植物。

2.2.3门窗设计

在自然通风方面，可选择平开窗的开窗形式，若室内具有良好的通风条件，可借助这种窗户来使室内通风面积得到进一步的扩大；若室内的通风条件不佳，该窗户还能够发挥出导风板的作用，则可借其来实现对气流方向的有效调整。若出现两侧风压差值过小的情况，则可增设挡风板来通过人为的方式来调节风压差值。若窗口之间的距离较长，增设挡风板可对室内气流进行有效改善。窗户间的距离较近时，可省略这类附加建筑构件。

在门窗材料方面，既要考虑到热反射能力、隔热性能，同时还应关注透光性。当前可选择的门窗材料越来越多样化。PVP塑料材料重量较轻，在阻燃隔热与保温性能方面有着突出的优势，抗弯强度与抗拉强度也远高于木质门窗。在传统铝合金材料的基础上进行优化，从而得到导热系数更低、保温性能更强的隔热断桥材料，其可以确保热桥处的热能损耗得到有效降低，除了具有更加卓越的实用性能，还支持回收再利用。环氧树脂玻璃钢窗属于节能型框材，具有极强的可塑性与较高的强度，其优点还包括自重较轻、收缩率较低，其传热系数也低于普通的铝合金框材，保温性能也更强。酚醛泡沫材料不仅保温性能良好，燃点也更高，耐火性与节能性均比较强。

2.4建筑能源应用要点

在太阳能的设计与利用方面。可通过集热器装置来实现对其的有效利用，进行设计时需要确保吸热面积满足其需求，以集中化的方式将太阳能向热能进行转化，将其运用到洗浴热水供给以及炊事等方面。考虑到屋面区域需要长时间受到太阳的直接照射，因此可将太阳能集热器安装到屋面等外表结构上，可将其与建筑的遮阳构件、阳台栏板与坡屋顶进行一体化设计。以蒸发式集热器为例，可将其使用面安装到建筑于南面墙体上，集热器与建筑墙体之间需要保留15cm的空气间隙。将室内通风系统与该集热器相结合，通风系统可借助太阳能吸收板来使外部未被加热的空气得到有效升温，进而发挥出采暖的作用，减少建筑内部的冷荷载。

在满足建筑的炊事需求、热水获取需求以及采暖需求时，还可对生物质能、空气热能以及地热能等可再生能源加以及利用。但需要关注这些新能源的利用条件。以地热能为例，需要预先对建筑所在地区的实际地热能分布情况进行调查与了解，而后再进行选用与设计，并且确保地源热泵系统能够与建筑的冷暖调控系统进行有效结合。另外，还可在经济条件以及技术条件均能得到满足的前提下，考虑对建筑热水、通风、空调、供暖等系统中排放的热能进行回收与再利用。

3结论

绿色建筑能够满足当前社会的环境保护与能源节约的发展需求，同时也符合人们对于高品质、高标准生活空间的追求。在实际的设计过程中，设计者需要注重建筑的功能布局，做好场地规划；加强内外环境的联系性，重视建筑外部与周边环境的设计；同时还要对围护结构进行优化，充分挖掘墙体、屋面、门窗等设计要素的节能环保潜力；最后，需要重视对可再生资源的创新化利用。

参考文献

[1]申倩.基于绿色建筑设计要点的分析探讨[J].佛山陶瓷,2022,32(08):102-104.

[2]张海宏.被动式绿色建筑设计要点研究[J].中国住宅设施,2022(04):25-27.

[3]罗杰,平晓雷,殷姿.绿色建筑施工与设计要点分析[J].工程建设与设计,2021(16):169-171.

[4]马晓东.基于绿色建筑设计视角的高层民用建筑设计要点探讨[J].中国住宅设施,2020(09):12-13.

[5]宫思远.建筑设计中绿色建筑设计的要点[J].内蒙古煤炭经济,2020(11):153-154.