中国市政工程中南设计研究总院有限公司青岛分院 266103
摘要：随着城市化进程的加快，建筑与环境之间的关系逐渐进入人们的视野，绿色建筑的概念也成为一个研究热点。为了实现生态环保及可持续发展，在城建中应该大力引入绿色建筑。绿色建筑能够充分体现出人类与自然的共生，通过在传统建筑基础上附加先进的技术和合理的工艺、环保材料，使建筑能够实现节能减排，符合生态城市与宜居城市的目标。
关键词：建筑设计；绿色建筑设计；可持续发展
1绿色建筑设计要素
1.1绿色建筑节约能源设计
节约能源能够有效的实现能源的可持续发展。而绿色建筑节约能源设计就是把建筑设计与气候、能源的有效利用进行科学的结合起来，首先在建筑总体规划中，可考虑南边摆放独立式住宅，中间规划小体量住宅，北边高层建筑，同时楼宇间距要有足够的距离，便于绿化。在规划布局时，避免垂直水平或圆形应折叠，建筑物应错开，使自然风通过回旋区，可以获得良好的通风效果，达到节能的目的;其次，从分析地区气候条件分析入手，例如我国南方气候特点是冬暖夏热，那么进行建筑的节能设计时就主要针对这个特点实施。最后，日照及朝向的选择，夏季能利用自然通风并防止太阳辐射，冬季能获得足够的日照并避开主导风向。
1.2绿色建筑节约用地设计
从建筑的角度出发，有效的节约用地，最大限度的减少建筑物的占地面积，提高土地合理利用率。目前，绿色建筑设计主要作用：多层和高层建筑的施工中，为提高建筑容积率，降低建筑密度;利用地下空间，增加城市容量，改善城市环境;城市的住宅区，提高住宅土地集约利用，为未来的可持续发展，增加绿化面积，改善生态环境。
1.3绿色建筑追求和谐统一
绿色建筑设计的关键内容是最大化的降低能源、资源的损耗，以此降低环境的破坏，并尽可能的加大新工艺、新材料的利用。要有合理的选址和规划，尽可能地保护原有生态系统，减少对周围环境的影响，充分考虑自然通风、日照、交通等因素。尽可能减少废水，废气，固体废物排放，利用生态技术，实现废物无害化和资源管理。控制室内空气中多种化学污染物，保证室内通风，日照条件良好。
1.4绿色建筑节约材料设计
绿色建筑是一个能积极地与环境相互作用的、智能的、可调节系统，进行设计工作时要考虑环保节能材料和高新施工技术的应用。因此，它要求建筑外层的材料和结构：一方面，外层必须具备调节气候的能力，以消除、减缓甚至改变气候的波动，使室内气候趋于稳定;另一方面能源转换的界面，需要收集、转换自然能源，并且防止能源的流失。
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2绿色建筑设计的相关措施
2.1绿色建筑设计中太阳能利用
可以将自然界的能源划分成可再生与不可再生两个类别，绿色建筑的设计与建造，尤其应该注重对于不可再生资源的耗费，通过开发新的能源利用模式，实现节能减排。绿色建筑对于太阳能的利用，可以划分成被动式和主动式两个类别。最为常见的是被动式利用，在建筑设计中，结合当地的地理情况和外界环境，使建筑物的朝向与环境间的关系进行合理分配，通过合理安排建筑内部的空间使用以及建筑外部的形状，并且选取环保的材料，最终实现当温度较低时可以通过对于太阳能的吸纳及贮存，实现建筑物保温;而在外界温度较高的时候可以通过遮蔽照射及排除内部热量来达到自然降温。为了实现以上目标，通常的设计方式是使阳光经过南边的窗户照射进来，以一些密度较大的材料吸收并储存能量，将大部分房间设计为靠近贮热体，在需要升温的时候可以减少对于管道式供热的需求。由此可知，这种能源利用模式是可以节约对于采暖设备的耗费，将建筑设计为一个小型的太阳能系统，建筑物的很多组成部分均有两方面的作用，举例来讲，外窗的功能主要是采光与观景，但在绿色建筑设计中，使其也具备了收集太阳热量以及分隔空间的功能。可知，这种太阳能的利用模式并不需要配置额外的设备，在成本方面没有压力，其效果的显现与投资额关系并不大，而与建筑本身的设计具有很强的相关性。在主动式太阳能利用方面，绿色建筑的设计也有很大的发挥空间。其较为广泛而成熟的应用包括：一是太阳能热水。通过太阳能进行冷水的加热，完全不会造成环境的污染，目前较为多见的加热方法是太阳能集热器，其使用效率能够超过40%，而且投入不高，使用年限很长，但其不足之处是容易造成较大的热损失，因此，在冬季的效果并不能尽如人意。还有一种是真空集热器，其原理是使来自太阳的能量可以在设备之内进行单向流动，热能的散失被限制在最小的范围。其优势在于具有较好的热效率，并且不受季节影响，不足是设备的投入较大。
2.2绿色建筑设计中的风能利用
绿色建筑可以利用自然风，来形成和建筑体内部的空气流动;除此之外，在风力足够的地区，也可以通过风能进行发电，作为建筑内部能量的来源之一。结合外界环境的特点，可以集中布置发电设备，也可以分散布置。其中，集中式布置系统可以将一个建筑群或者一个居民小区作为整体供电单位，在合理的位置安装风力发电机组，一方面能够为城市增添景观，另一方面也实现了绿色能源的供给。上海市的金茂大厦等建筑均装有风力发电设备，国外的此类设计模式也很常见，例如位于美国夏威夷群岛的P.E.I建筑，充分利用了该地区风能充沛的特点，将总输出功率10kW的风力发电机组设立在地势较高处，能够给该建筑提供相当比例的能源。利用风能发电的模式之一，是首先将风能纳入到电网，然后对建筑进行供电，这种方式需要外加的电网;另一种方式则是直接将风能转化为电能，引入到建筑体的能源系统之中。后者的效率更高，值得推广使用。
2.3绿色建筑设计中保温与隔热
在绿色建筑的设计中，为了实现保温，应该尽量将建筑物的位置设计在避风向阳的地方，使建筑的大部分房间能够有尽可能多的日光照射时间。结合对于建筑物“体型系数”的要求，在外形设计上尽可能减小其系数值。对于建筑表面，应降低其凹凸面的数量，由统计结果可知，在建筑物体积不变的情况下，切面为十字的建筑耗能可以达到切面为矩形建筑的2倍以上。因此，怎样设计出科学的建筑体外形，也是绿色建筑保温的重要元素之一。为了尽可能降低建筑物的“体型系数”，应该首选简洁、完整的造型，不建议将建筑物外部设计出过于繁杂的轮廓，当然这不代表为了节能而牺牲了建筑物的艺术性。所以，在设计绿色建筑形体的时候，应该综合各类因素来平衡建筑的艺术目标与节能目标之间的关系，找到最合适的切入点，实现二者的均衡。为了使建筑物在冬季降低热量的散失，一般可以选择立方体外形，而为了能够尽可能吸收太阳热量，建筑外形应该在南部方向有较大的面积。而在夏季，为了实现隔热，绿色建筑应该主要利用自然遮阳与自然通风的方式，在建筑结构的设计上，使用平、剖面设计，从而引入尽可能多的自然通风。一些有益于隔热的元素，包括屋檐、外廊等，均可在设计时引入。
3结语
建筑是人类文明发展到一定阶段之后的产物，是人类居住和生产的重要要素之一。而随着工业文明的发展，建筑逐渐成为消耗自然能源的主要角色。怎样才能基于生态和环保的理念，设计出绿色建筑，值得我们研究和探讨。目前，此研究领域依旧处在起步阶段，需要更多的力量参与，共同实现建筑设计理念及方法的革新。
参考文献：
[1]任莹.绿色建筑设计方法在医院建筑中的应用研究[D].山东大学,2015.
[2]江潮.基于河西走廊地域性的绿色建筑设计策略研究[D].兰州交通大学,2015.
[3]王丹.绿色建筑设计在高层民用建筑设计的应用[J].四川水泥,2014,11：239.
论文作者:王春伟
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第9期
论文发表时间:2017/8/14
标签：建筑论文; 建筑设计论文; 建筑物论文; 能源论文; 自然论文; 太阳能论文; 风能论文; 《建筑学研究前沿》2017年第9期论文;