绿色节能建筑设计的探讨

　　从目前市场经济发展的状况来说，建筑行业已经成为市场上的领军产业，每年为国民经济创造了巨额的经济收益。这一方面归功于城市现代化建设时期的到来，另一方面是广大业主对建筑物使用需求的增多，使我国的建筑行业已经形成了相对稳定的产业链结构。建筑行业在创造经济收益的同时，也带来了一系列的不良影响，尤其是“环保”问题最为严重。建筑工程实施前后未能采取科学的管理策略，导致建筑施工的材料资源、资金资源、人力资源消耗过度，影响了工程效益的增收，坚持绿色节能设计道路是行业发展的趋势。

　　一、案例介绍

　　2009年12月25日由上海世博(集团)有限公司负责承建的上海世博会永久性建筑、“一轴四馆”中的重要场馆之一世博中心正式竣工。作为黄浦江边一座功能完善、配套齐全、绿色环保、技术创新的极具时代性和标志性的新景观，世博中心将为上海增添一张耀眼的城市新名片。世博中心是按中国和国际标准建成的“绿色低碳”建筑，创下了三个“世界第一”：第一个申请美国LEED金奖的世博会建筑;同时获得中国绿色建筑三星级和通过美国LEED金奖标准预评，这在国内外尚属首次;是已获得和正在申请的中国绿色建筑三星级和美国LEED金奖新建建筑中体量(指建筑面积)最大的公共建筑。作为中国公共建筑节能科技的典范，世博中心创造性地解决了国内外大型公共建筑节能、环保和减排的世界性难题。考虑到城市大型公共建筑能耗高，世博中心南北外立面的玻璃幕墙采用了不同的设计方法：北立面因临黄浦江、无夏季阳光暴晒，所以采用大面积透明中空玻璃幕墙，实现自然采光并能饱览浦江美景;南立面因日照充分，采用了可开启折线形玻璃幕墙和石材幕墙，其中双层玻璃幕墙中还精心设计了金属丝网和惰性气体，既有利于自然通风、遮阳、保温，又不失通透性。

　　二、先进的节能系统构造

　　节能系统是绿色建筑设计的关键，各种系统的联用不仅优化了建筑结构的性能，也能改善节能建筑物的内部构造，满足了业主的实际应用要求。“多功能”是绿色节能建筑设计的新概念，设计出一套集中实用、环保、低耗等优点的建筑方案能够为建设单位创造更多的经济收益。世博中心经过长时间对建筑设计、施工等方面的研究，把节能系统的结构划分为采暖系统、新风系统、隔音系统等方面，均是工程设计师需要考虑的重点问题。

　　1、采暖系统。采暖系统涵盖了两方面的功能，即采暖、制冷，属于现代建筑节能的新型技术之一，如图1。目前，市场上常用的采暖制冷系统是由内置式混凝土楼板天棚采暖制冷系统、置换式新风系统等作为辅助系统，并且由外保温节能技术指导施工的系统构造。设计该系统应考虑建筑物内部空间的大小，以及业主实际使用建筑的冷热源需求，再对系统进一步规划设计以保证节能效果。

　　图1 散热器采暖系统

　　2、新风系统。空气质量是提升建筑物内部环境的有利因素，及时把室内低指标的空气输送到建筑物外部，保证新旧空气正常更新的频率，可以为业主营造更加优越的室内居住环境。世博中心采用的新风系统包括：风机、进风口、排风口、管道、接头等模块，将其设置在室内合理的位置以提高空气输送效率，以免室内空气污染而影响到建筑物的舒适感。

　　3、外墙系统。为了防止室内热能消耗过度或散热过快等问题，设计外墙保温系统也是绿色节能建筑设计需要考虑的。外墙保温系统应根据现有的节能材料设计，将其分布于墙体的外表面以达到保证的作用，同时也能抵制墙体材料变形应力带来的破坏力。设计外墙保温系统必须要参照建筑物周围的环境变化情况，选择抗高温、抗低寒性能优越的材料装饰外墙体。

　　4、隔音系统。设计隔音系统是防止噪声污染的最佳方式，运用于绿色节能建筑可显著改善业主的居住环境，提高人们的日常生活质量。隔音系统功能要借助于相应的隔音材料，运用较多的是“隔音毯”，发挥出优越的宽频段隔音性能和高阻尼性能。如：墙体隔音，使用隔音毯可降低分户墙的音量传递大小，以免影响到相邻用户的生活;管道隔音，避免下水管道、供水管道等产生的噪声。

　　5、垃圾系统。无论是住宅建筑或商业建筑设计，垃圾处理系统是节能环保设计的必备结构。通过该系统不仅能定期收集建筑物内部所有的废弃物，还可经过循环处理系统进行二次回收，提高了建筑资源的使用效率。如：施工期间，利用垃圾处理系统可对现场作业产生的垃圾物集中回收，对垃圾详细分类后筛选可利用资源，大大提高了建筑资源的利用率且降低了成本投资。

　　三、内保温复合节能墙体的设计

　　墙体是建筑物的主要结构，绿色节能建筑设计方案编制过程中需把墙体节能作为重点。当前，施工单位针对墙体节能采用了一种新型的墙体结构，即“复合节能墙体”，该类型的墙体是相对于外墙体节能设计的，适用于建筑内部结构的环保节能。通常由绝热材料与传统墙体材料或某些新型墙体材料复合而成。如果绝热材料复合在建筑物外墙的内侧，则称为内保温复合墙体，如图2。

　　1、结构层。复合节能墙体的结构层主要是指混凝土现浇或预制品的外墙，内浇外砌或砖混结构的外砖墙，以及诸如承重多孔砖外墙等其他承重外墙。对结构层进行节能设计可降低墙体的自重力，减轻建筑结构需要承担的荷载，防止载重过大引起的裂缝、沉降等病害。如：节能设计方案对墙体结构的材料配制详细计算，设计合适的墙体结构保护层以改善墙体的性能。

　　图2 内保温墙体结构

　　2、空气层。空气在0℃时导热系数为0 024VV/(m·k)。在25℃±5℃时为0 0256W/(m·k)，即使在200℃的情况下仍有00：384 W/(m·k)。因而，空气也是一种优良的保温材料，在建筑物中常用材料围成的空气隔离层，不但可以保温隔热。而且具有切断液态水份的毛细渗透、防止保温材料受潮的功能。

　　3、隔热层。保温隔热层是建筑墙体的主要功能部分，隔热层效果的好坏对绿色节能作用的发挥影响较大。常用绝热材料可分为有机、无机 金属等三大类，设计时可根据不同的建筑需求筛选不同的材料。出于导热系数、抗压强度、蒸汽渗透率、燃烧性能等方面的考虑，此处选用挤塑型聚苯板(XPS)为保温材料。

　　4、保护层。世博中心作为大型公用建筑，在建设期间要顾及到相应的安全问题，尤其是火灾防范的性能。设置保护层的主要功能是防止保温层受破坏，并阻止室内水蒸汽侵入保温层。出于防火、抗冲击和环保等方面的考虑，一般情况都选择A级无机防火板为保护层材料。

　　5、饰面层。由于A级无机防火板具有优良的表面亲和特性，所以各种饰面材料均可使用，选用的内墙涂料和粘贴瓷砖都有良好的效果。结合各地的气候和地理环境，借鉴各方面成功和失败的经验，在优化组合的基础上开发的墙体内保温板，具有保温、隔热、隔音等功能。

　　四、建筑物周围绿色景观的设计

　　城市建筑绿色景观的设计可发挥多方面的作用，不仅美化了建筑物的四周环境，也有效控制了灰尘、烟气等因素对建筑物的污染系数。因此，设计单位在规划城市建筑时需利用部分空间构造出绿化带，种植相应的景观植物以达到美化住宅区域或商业区域的效果。城市建筑景观设计应从植物选种、景观布局、绿化隔离、定期养护等方面综合考虑。

　　1、植物选种。植物选种是景观设计解决的主要问题。从以往建筑景观设计效果判断，许多施工单位由于景观植物选择不当，导致植物种植的成活率偏低，严重影响了植物的美化、环保作用，也增加了绿化工程的成本投资。设计单位应根据城市的气候特点合理选择植物栽培，如：北京、上海、广州等商业城市建筑，以槭树科、蔷薇科、忍冬科、禾本科等植物为主。

　　2、景观布局。景观布局是建筑绿化设计的核心内容，布局环节需从整体、局部两方面考虑建筑的绿化设计。景观设计人员必须要掌握足够的资料才能开展景观布局规划工作。整体上，应对植物景观的分布位置深入分析，如：从植物生长、绿化效果等角度选择最佳布局方案;局部上，对植物搭配的种类、外形、尺寸等全面考虑，在视觉上塑造更加优美的建筑绿化带。

　　3、绿化隔离。绿化隔离是对植物景观生长的一种保护措施，能让植物长久性地发挥绿化作用。此次研究的世博中心建筑，在设计建筑周围的植物景观时均配备了“隔离带”，从而防止景观植物遭到破坏。绿化隔离带的设计，也可避免人为因素造成的破坏，如：在植物景观四周用铁栅栏保护，防止行人进入景观区域造成的不利影响。

　　4、定期养护。定期养护是保证植物景观长期发挥绿化作用的前提，也是控制建筑景观工程建设成本的必要措施。设计人员确定景观方案后，可根据城市区域的季节变化规律，制定一套符合景观养护的策略，让植物在相对稳定的环境下生长壮大。此外，景观养护时对一些常见的植物病害要及时处理，以达到最佳的建筑绿化作用。

　　五、结 论

　　综上所言，自社会主义科学发展观提出之后，我国对建筑行业的改革发展提出了新的理念，节能环保必将成为未来建筑行业的新趋势。设计环节是建筑工程的重点阶段，建筑设计方案决定了后期工程施工的质量高低。因此，为了让建筑物发挥更大的绿色节能效果，设计单位必须抓好设计环节的工作，既要考虑建筑物内部结构的节能方案，也要从外围环境分布绿化景观，从多个方面保证建筑物的绿色节能质量。

　　参考文献：

　　[1] 建筑的低碳节能与现代城市的可持续发展——第四届绿色建筑与节能国际大会综述[J]. 上海城市管理. 2011(05)

　　[2] 胡毅.阿尔瓦·阿尔托建筑设计研究及对中国建筑设计的启示[J]. 重庆科技学院学报(社会科学版). 2011(18)

　　[3] 吴俊杰,马秀琴,黄超,赵妍.天津中新生态城绿色建筑评价体系及节能效益研究[J]. 河北工业大学学报. 2011(04)

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