安揚(yáng)

（中聯(lián)西北工程設(shè)計(jì)研究院有限公司 陜西西安 710000）

0 引言

綠色發(fā)展理念在當(dāng)前的各個(gè)行業(yè)中都得到了廣泛重視，對(duì)于建筑行業(yè)來(lái)說(shuō)，應(yīng)用綠色建筑技術(shù)有助于改善傳統(tǒng)建筑工程能耗較大的問(wèn)題，因此也成為了建筑設(shè)計(jì)行業(yè)的一種主要發(fā)展趨勢(shì)。

1 建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用綠色建筑技術(shù)的積極作用

綠色建筑是指在建筑的全壽命周期內(nèi)，最大限度的節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境和減少污染，為人們提供健康、舒適、適用和高效的使用空間。在其建設(shè)過(guò)程中，需要在綠色建筑設(shè)計(jì)理念的指導(dǎo)下合理制定規(guī)劃方案，并加強(qiáng)對(duì)節(jié)能環(huán)保材料的應(yīng)用。在充分滿足建筑各項(xiàng)功能的同時(shí)減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞。在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用綠色建筑技術(shù)的積極作用主要包括以下兩方面：①有利于優(yōu)化傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)方式。建筑行業(yè)作為我國(guó)的主要行業(yè)之一，對(duì)于我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要的推動(dòng)作用，傳統(tǒng)的建筑工程對(duì)電力等能源的消耗相對(duì)較大。通過(guò)綠色建筑技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)于減少建筑能耗具有顯著效果。②有利于達(dá)到節(jié)能減排的目標(biāo)，提升建筑使用功能。在我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略逐步落實(shí)的背景下，人們的環(huán)保意識(shí)得到了顯著提升，對(duì)于建筑的使用功能也產(chǎn)生了更高要求。應(yīng)用綠色建筑技術(shù)進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)，能夠使建筑與周邊環(huán)境充分結(jié)合，有效利用建筑周邊的太陽(yáng)能、風(fēng)能等新能源，更好保證建筑內(nèi)部人員的居住質(zhì)量。

2 綠色建筑技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的優(yōu)化結(jié)合要點(diǎn)

2.1 應(yīng)用綠色規(guī)劃方案

建筑的總體設(shè)計(jì)規(guī)劃對(duì)于建筑的能耗情況具有決定作用，同時(shí)建筑設(shè)計(jì)規(guī)劃也是一項(xiàng)具有較強(qiáng)系統(tǒng)性與綜合性的工作，具體內(nèi)容包括建筑的選址以及建筑內(nèi)部各個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在目前的綠色建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)工作中，可以有效利用BIM技術(shù)對(duì)建筑的周邊環(huán)境以及建筑形態(tài)進(jìn)行模擬。BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中主要依靠Revit等軟件，具體功能包括3D建模和數(shù)據(jù)分析等方面，具備模擬性、可視性與協(xié)調(diào)性等優(yōu)勢(shì)，在建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠確保后期施工的有序進(jìn)行。

2.1.1 建筑選址與環(huán)境考察

建筑的設(shè)計(jì)過(guò)程中，選址與環(huán)境考察是進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃設(shè)計(jì)的前提。在綠色建筑設(shè)計(jì)理念下，可以應(yīng)用BIM技術(shù)對(duì)建筑進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃選址，并結(jié)合相關(guān)的調(diào)查資料，對(duì)建筑周邊環(huán)境作出模擬，從而制定合理的規(guī)劃布局方案。根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂?、光照、自然景觀等條件，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)作出恰當(dāng)安排。比如在水文地質(zhì)方面，可以應(yīng)用BIM技術(shù)分析建筑物是否容易出現(xiàn)局部沉降問(wèn)題，在設(shè)計(jì)過(guò)程中加以有效預(yù)防。還可以利用BIM技術(shù)對(duì)建筑光照情況作出分析，在此基礎(chǔ)上制定合理的采光設(shè)計(jì)方案，對(duì)自然光加以充分利用，并將燈具布置于合理位置。此外還包括運(yùn)用BIM技術(shù)建立三維模型，根據(jù)建筑周邊通風(fēng)條件分析室內(nèi)通風(fēng)情況等方面。

2.1.2 內(nèi)部設(shè)計(jì)

在綠色建筑的內(nèi)部設(shè)計(jì)中，可以應(yīng)用BIM技術(shù)，對(duì)建筑物能耗等情況作出系統(tǒng)分析。比如可以將建模軟件Revit與能耗分析軟件Ecotect結(jié)合使用，對(duì)建筑的能耗情況進(jìn)行可視化模擬，調(diào)整其中的不合理的參數(shù)，確保其符合綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[1]。在給排水管道布局以及給排水附屬設(shè)施的安裝上，也可以事先通過(guò)BIM軟件進(jìn)行模擬，避免實(shí)際施工時(shí)安裝沖突的問(wèn)題。

2.2 采用綠色建筑技術(shù)

在建筑內(nèi)部各個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上，也應(yīng)采取綠色建筑技術(shù)對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，具體可以包括通風(fēng)采光系統(tǒng)、圍護(hù)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等方面。

2.2.1 門窗幕墻設(shè)計(jì)

門窗是建筑能耗的重要部分，在建筑總能耗中占有50%左右。綠色建筑設(shè)計(jì)理念下需要保證門窗的傳熱系數(shù)與空氣滲透系數(shù)符合國(guó)家相關(guān)規(guī)定。門窗和幕墻的設(shè)計(jì)上具體可以從以下幾方面優(yōu)化節(jié)能環(huán)保效果。

在門窗的設(shè)計(jì)上：①要正確選擇窗墻比與窗型。一般情況下門窗的能耗在外墻的6倍左右，在窗墻比較大的情況下，會(huì)造成建筑物能耗的顯著增加，不利于實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能。窗型對(duì)于建筑能耗以及門窗成本都具有一定程度的影響，在窗型的設(shè)計(jì)上，需要依據(jù)少框架、多玻璃、小開(kāi)啟、大固定的設(shè)計(jì)原則，對(duì)于降低能耗與提高采光水平都具有積極作用[2]。②需要確保門窗的氣密性良好。門窗設(shè)計(jì)中要選擇性能良好的密封材料，通常情況下應(yīng)選擇彈性良好的松軟材料，在粘接性能方面，聚硫膠、聚胺脂膠與硅酮膠要強(qiáng)于熱熔丁基膠和聚異丁烯。③要合理選用門窗材料，目前我國(guó)應(yīng)用較為廣泛的門窗材料包括鋁合金節(jié)能門窗、鋁塑復(fù)合門窗、玻璃鋼節(jié)能門窗等，玻璃材料上可以選擇中空玻璃等環(huán)保材料。

建筑幕墻主要發(fā)揮遮陽(yáng)與保溫作用。在幕墻的設(shè)計(jì)上，可以應(yīng)用中空雙層玻璃材料提升保溫效果，其原理在于減少玻璃內(nèi)部空氣對(duì)流，從而降低熱傳遞與能量交換。對(duì)于遮陽(yáng)設(shè)計(jì)，由于不同建筑之間具有顯著差異，因此在建筑幕墻的設(shè)計(jì)上也應(yīng)選擇不同形式。其中包括擋板式、格柵式、水平式、垂直式、遮陽(yáng)簾等種類。具體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)依據(jù)《建筑門窗玻璃幕墻熱工計(jì)算規(guī)程》（JGJ/T151—2008）的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.2.2 暖通空調(diào)設(shè)計(jì)

暖通空調(diào)在我國(guó)建筑能耗中占有20%左右，因此建筑暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)對(duì)于實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能具有重要作用。暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)上可以應(yīng)用以下幾種技術(shù)手段：①熱能回收技術(shù)，其核心部分為換熱器的應(yīng)用，主要包括金屬壁換熱器、熱管換熱器、轉(zhuǎn)輪式換熱器、板翅式換熱器等，目前熱管換熱器由于具有熱傳遞速度快、控制簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，在空調(diào)系統(tǒng)熱回收中得到了較為普遍的應(yīng)用。②變頻技術(shù)，其原理主要是通過(guò)改變供電頻率，對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)。比如對(duì)于中央空調(diào)系統(tǒng)，一般采取冷熱源制冷主機(jī)變頻控制、冷凍卻水泵變頻控制兩種變頻控制方案。

2.2.3 照明設(shè)計(jì)

建筑照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上也應(yīng)采取節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)方案，降低建筑總體能耗。進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要事先開(kāi)展市場(chǎng)調(diào)查工作，對(duì)不同光源的特點(diǎn)進(jìn)行深入了解，還應(yīng)科學(xué)計(jì)算三相平衡、照度與光照曲線等數(shù)值。此外也可以應(yīng)用智能控制系統(tǒng)，對(duì)建筑照明系統(tǒng)進(jìn)行有效控制。例如某照明控制系統(tǒng)能夠利用光敏元件采集光照強(qiáng)度，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換發(fā)揮控制作用。硬件設(shè)計(jì)主要包含微處理器模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、按鍵模塊、液晶顯示模塊與繼電器控制模塊，軟件設(shè)計(jì)上利用C語(yǔ)言編程，并通過(guò)定時(shí)器實(shí)現(xiàn)各個(gè)功能的設(shè)置，具有液晶顯示、按鍵手動(dòng)控制等功能[3]。

3 綠色建筑技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用案例

目前我國(guó)許多地區(qū)都對(duì)綠色建筑設(shè)計(jì)理念進(jìn)行了實(shí)踐。比如某高校內(nèi)一棟建筑的設(shè)計(jì)上，有效結(jié)合了被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)理念與綠色建筑集成技術(shù)。該建筑占地面積561.33m2，容積率0.39，總能耗59847kWh/年。建筑屋面保溫采用300厚擠塑板，每層100厚分三層錯(cuò)縫鋪設(shè)，設(shè)計(jì)傳熱系數(shù)為0.1W/（m2·k）。

外墻設(shè)計(jì)上，東、北、西向外墻采用200厚砌塊加兩層各140厚石墨聚苯板外保溫。外門窗設(shè)計(jì)上，中心外窗采用三層Low-E玻璃，玻璃間充氬氣，玻璃間隔條采用非金屬間隔條。玻璃的太陽(yáng)能總透射比g≥0.45。窗框?yàn)樗芰闲筒牟⑻畛涓咝阅馨l(fā)泡保溫芯材。整窗傳熱系數(shù)K值達(dá)到0.8W/（m2·k），外窗的氣密性為8級(jí)。同時(shí)該建筑的機(jī)電系統(tǒng)與可再生能源系統(tǒng)采用主動(dòng)式設(shè)計(jì)，包括雙源熱泵與箱變水箱采暖系統(tǒng)、地道新風(fēng)及排風(fēng)余熱回收系統(tǒng)、可再生能源系統(tǒng)、中水系統(tǒng)與節(jié)水灌溉等。通過(guò)綜合應(yīng)用各類綠色建筑設(shè)計(jì)技術(shù)，取得了良好的節(jié)能效果。

4 結(jié)論

綠色節(jié)能建筑設(shè)計(jì)是當(dāng)前建筑設(shè)計(jì)的重要發(fā)展趨勢(shì)。在建筑規(guī)劃方案的制定以及建筑技術(shù)的選擇上，都要對(duì)綠色環(huán)保理念進(jìn)行全面落實(shí)，從而對(duì)建筑設(shè)計(jì)作出進(jìn)一步優(yōu)化。