綠色建筑技術在建筑設計中的優化及結合探析

楊偉梅

（廣東誠實建設工程設計有限公司，廣東 梅州 514021）

0 引言

綠色建筑技術指圍繞建筑全生命周期，基于綠色環保理念與技術手段實現能源資源節約與減少環境污染目標，為大眾提供舒適、健康、高效、環保的居住使用空間。將綠色建筑理念引入建筑設計中，能夠助力傳統建筑行業生產方式轉型，增強建筑使用價值、達成節能環保目標，推動可持續發展戰略的有效落實。

1 綠色建筑技術的核心理念分析

1.1 選用節能環保材料

綠色建筑技術是綠色建筑理念與先進技術手段的集合體，要求建筑設計人員應密切結合區域周圍環境狀況，保障建筑工程與單位區域范圍內的自然社會環境構成綠色、協調、可持續的發展體系。在建筑選材環節，應在考慮材料用途、性能的同時綜合分析材料的應用利弊，優先選取節能環保型建筑材料，采用具備能源轉化性的材料作為建筑結構材料，選取具備氣候調節作用的材料作為外層材料，借助建筑材料起到調節、優化建筑室內外環境的作用，并且針對材料的隔熱、保溫等性能進行綜合評價，切忌選用有毒材料、減少不可再生材料的使用，保證利用綠色環保材料提高建筑品質與建筑工程綜合價值。

1.2 適應地域氣候條件

在綠色環保理念的指導下，設計人員應秉持“因地制宜”原則進行建筑設計，通過實地考察掌握區域的自然環境與社會環境信息，借助科學選址保障建筑的居住質量。由于我國幅員遼闊，受緯度、氣流、地形等多重因素的影響導致不同地區的氣候條件存在顯著差異，例如南方地區夏季普遍潮濕、高溫、多雨，對此要求設計人員在建筑規劃設計時需考慮到氣候條件，采用大挑檐、坡屋頂的設計方案優化建筑物的遮陽與排水效果，并通過在屋頂增設太陽能熱水器等裝置起到節約能耗作用[1]。

1.3 可再生能源利用

綠色建筑技術通常具有清潔環保、可再生、可循環利用等特點，設計人員在進行建筑物內外環境設計與結構設計時需遵循能源、資源再利用原則，例如基于空氣動力學曲線進行建筑外形優化設計，達成良好的自然通風效果，減少夏季使用空調帶來的能耗；在建筑屋頂鋪設太陽能板，將太陽能轉化為生活能源；采用集中空調冷凝回收裝置進行空調系統的優化設計，實現節能環保與資源高效利用目標。

2 依托技術手段與設計理念優化打造綠色建筑的具體路徑

2.1 優化建筑設計規劃方案

2.1.1 選址設計與實地考察

基于綠色建筑理念進行建筑總體設計規劃的編制，設計人員可引入BIM 技術進行建筑選址設計，綜合利用Revit 等軟件模塊進行3D 建模與數據分析，完成建筑物BIM 模型的建立，并依托BIM 的可視化、模擬性等優勢提升建筑設計環節的質量與效率。具體來說，設計人員可將前期調查資料與以往工程設計數據輸入到BIM 模型中，在模型內部實現對區域范圍內自然、社會環境的模擬，配合實地考察獲取到當地真實的氣候條件、光照、降水等信息，利用BIM 模型實現對區域概況的大體掌握與了解，便于選取最佳擬建場址、為后續工程施工建設創設良好的前提條件。例如將光照數據輸入BIM 模型中，可實現對擬建場址光照情況的綜合分析（如圖1 所示），為照明系統的布置提供重要參考信息，并且可實現對自然光的充分利用；將水文地質數據輸入到BIM 模型中，可用于分析建筑物在擬建區域是否會出現局部沉降問題，并在設計方案中添加相應的預防性措施，有效起到防范建筑病害、減少工程損失等作用。

2.1.2 建筑內部環境設計

在建筑內部設計上，利用BIM 模型可實現對建筑能耗的統計分析，便于設計人員結合節能標準進行設計參數的調整，規避不必要能耗浪費問題；利用BIM 技術針對建筑物內部管線布局進行可視化模擬與碰撞檢查，有助于及早發現設計方案中存在的不合理問題，防止在后續管道、設備、構筑物施工環節引發安裝沖突問題；利用BIM 模型分析室內環境的采光條件，可供設計人員在指定節點增加天井、反光板等元素的設計，借此有效增強室內采光效果、提高采光強度。

圖1 建筑日照分析

2.2 綠色建筑技術的應用

2.2.1 節地與建筑形態設計

將綠色建筑技術應用于建筑室外環境設計上，可基于CAD軟件、BIM 模型與地理信息數據進行場地范圍內建筑物數量、布局、密度、朝向等參數的精確化設計，在節約土地資源的同時提高建筑的空間使用率，并配合屋頂、墻面綠化工程的設計進一步擴大區域綠化面積，營造良好的生態結構與生活環境。在建筑形態設計上，可基于能源利用原則進行建筑物形態的優化設計，例如選用“子彈頭”的曲線形態作為建筑外形，可發揮對建筑周圍氣體的引導作用，配合建筑邊緣的鋸齒形輪廓將氣體導向窗扇位置，并利用上下樓層的風壓差驅動自然風逐步流向室內，有效節約空調能耗；再如結合室外風環境特點，通過調整建筑物結構布局形成穿堂風，提升建筑的通風效果，如圖2 所示[2]。

圖2 室外風環境CFD 模擬

2.2.2 門窗與幕墻設計

在建筑門窗設計上，通常門窗能耗約為外墻能耗的6 倍，對此設計人員需合理調節窗墻比，基于少框架、多玻璃、小開啟、大固定原則進行窗型的設計，選用密封性能、彈性、粘接性能良好的材料，保障門窗具備良好的氣密性，并優先選用鋁合金、鋁塑復合板、玻璃鋼、中空玻璃等環保材料。在建筑幕墻設計上，可選用中空雙層玻璃優化幕墻的保溫效果，并采用擋板式、水平式等裝置進行遮陽設計，兼顧建筑外形的美觀性。

2.2.3 暖通空調設計

在暖通空調系統設計上，可采用熱能回收技術、變頻技術進行空調系統的設計，利用換熱器加快傳熱速度、提升空調熱回收效果；采用內外分區形式設計變風量低溫送風空調系統，借此有效調節室內外溫度、優化節能效果。

2.2.4 水資源循環利用

為實現水資源節約與循環利用目標，可增設雨水收集裝置進行屋面雨水的收集，經由凈化處理后作為綠化用水灌溉植物，有效發揮水資源的利用價值；同時選用節水型坐便器、沖洗閥等器具，實現節水目標。

2.3 應用案例與效果評價

以某建筑工程項目為例，該建筑占地面積為523.73m2，容積率為0.38，建筑年總能耗為59851kWh。設計人員基于《綠色建筑評價標準》（GB/T 50378—2019）進行建筑總體規劃設計，選用300 厚擠塑板依照每層100 厚的標準分三層進行錯縫鋪設，完成屋面保溫層的設計，設計傳熱系數為0.1W/（m2·k）；在外墻設計上，選用200 厚砌塊與140 厚石墨聚苯板進行外保溫結構設計；在門窗設計上，選取三層Low-E 玻璃、內充氬氣、加設金屬間隔條，并填充發泡聚乙烯保溫砂漿，整窗傳熱系數為0.8W（m2·k）、氣密性達到8 級；此外，還采用雙源熱泵、箱變水箱采暖系統，配合太陽能板、節水灌溉裝置等進行屋頂結構的設計。通過將綠色節能技術應用于建筑設計中，可有效節約建筑使用能耗、提升建筑物性能與質量，獲得良好的節能效果與價值效益。

3 結論

在生態文明戰略的指導下，建筑設計行業應徹底扭轉以往高污染、高能耗的生產作業方式，基于《綠色建筑評價標準》（GB/T 50378—2019）標準進行建筑物總體規劃設計方案的創新編制，引入綠色建筑技術進行建筑工程中各分項工程的優化設計，更好地提高建筑節能效率與環保價值，助力建筑行業的可持續發展。