第五节　绿色建筑节能设计要求

绿色建筑是根据当地的自然生态环境，运用生态学、建筑技术科学的基本原理和现代科学技术手段等，合理安排并组织建筑与其他相关因素之间的关系，使建筑和环境之间成为一个有机的结合体，同时具有良好的室内气候条件和较强的生物气候调节能力，以满足人们居住生活的环境舒适，使人、建筑与自然生态环境之间形成一个良性循环系统。

绿色建筑实质上是生态环境与建筑的有机结合，在建筑生命周期内最大限度地节约资源、保护环境，为人们提供高效、舒适空间的建筑。近些年来，绿色节能建筑成为建筑节能中的一大亮点，体现了新世纪建筑节能更高的追求目标。建筑节能是一个非常复杂的系统工程，在进行设计的过程中，单依靠对某一方面设计的重视是不够的，必须严格按照国家现行的设计标准，结合工程所在地区的气候条件，全面考虑、综合比较、经过试验后确定。综合我国建筑节能设计的实践经验，建筑节能设计应符合下列要求。

一、整体及外部环境的设计要求

建筑整体及外部环境设计是绿色建筑首先必须确定的问题，即在分析建筑周围气候环境条件的基础上，通过对建筑科学选址、规划、外部环境和体型朝向等方面的设计，使建筑获得一个良好的外部微气候环境，从而达到建筑节能的目的。

1.合理选择建筑物地址

合理选择建筑物的建设地址，主要是根据当地的气候、土质、水质、地形及周围环境条件等因素的综合状况来确定。在进行建筑设计中，既要使建筑在其整个生命周期中保持适宜的微气候环境，为建筑节能创造条件，同时又要不破坏整体生态环境的平衡。绿色建筑的选址应当遵循如下原则。

（1）避免选择生态敏感区域　根据有关专家的研究成果，按照功能属性及对周围环境的影响、兼顾自然特征、土地利用性质，把生态敏感区划分为污染影响区、用地控制区、环境改善区、资源储备区和自然保护区。绿色建筑的选址应尽量避免上述五类生态敏感区，以免对周围环境造成不良的影响。

（2）选择生态安全区进行建设　生态安全区是指人类赖以生存的生态环境，包括聚落、聚区、区域、国家乃至全球，不受生态条件及其变化的胁迫、危害、损害乃至毁灭，能处于正常的健康的生存和发展状态。绿色建筑应尽量选在生态安全区。

（3）保护拟建场地的生态系统　在进行绿色建筑选址时，应充分利用并保护场地周边的自然条件，保留和利用地形、地貌、植被和自然水系，保持历史文化与景观的连续性，保护场地的生态完整性和生物多样性，尽量减少暴雨时场地的水土流失及其他因建筑行为而造成的灾害，尽量增大绿地面积，减少城市的热岛效应。

（4）选择修复后褐地进行建设　褐地（褐色土地或棕色土地）是城市工业化进程遗留的产物，是闲置的、废弃的、通常被污染的土地，褐地是一个与“绿地”相对应的概念，是指已被污染或有可能被污染的土地。绿色建筑的选址鼓励先对褐地进行治理，然后对释放出的土地进行建设，达到改良废弃土地和节约用地的目的。

（5）符合城市规划的程序要求　城市规划是指城市人民政府为了实现一定时期内城市社会经济发展目标，确定城市性质、规模、发展方向，合理利用城市土地，协调城市空间布局和各项建设的综合部署和具体安排。绿色建筑是城市的重要组成部分，是城市总体规划中不可缺少的部分，因此绿色建筑的选址与城市规划应当一致，必须符合城市规划的性质、容量规模、限高等方面的要求。

2.合理的外部环境设计

绿色建筑外部环境设计主要是协调和过渡建筑与周围环境的关系，包括自然条件与能源的利用、各种建筑小品的配置以及人流、车流的合理组织等，以丰富城市建筑的情趣。合理的外部环境设计重要的是从人类环境需求和行为心理的角度出发，结合城市的总体规划，城市绿化等要求，创造优美、舒适、安全、便利的外部环境。

在建筑位址确定之后，应研究其微气候特征。根据建筑功能的需求，应通过合理的外部环境设计来改善既有的微气候环境，创造建筑节能有利且美好的环境，外部环境设计的主要方法为：①在建筑周围布置树木、植被，既能有效地遮挡风沙、净化空气，还能加以遮阳、降噪；②创造人工自然环境，如在建筑附近设置水面，利用水来平衡环境温度、降风沙及收集雨水等；③在主体建筑的周围布设附属建筑或景点，如雕塑、喷泉、假山等。

3.合理的规划和体型设计

合理的建筑规划和体型设计能有效地适应恶劣的微气候环境，它包括对建筑整体体量、建筑体型及建筑形体组合、建筑日照及朝向等方面的确定。像蒙古包的圆形平面、圆锥形屋顶，能有效地适应草原的恶劣气候，起到减少建筑的散热面积、抵抗风沙的效果；对于沿海湿热地区，引入自然通风对节能非常重要，在规划布局上，可以通过建筑的向阳面和背阴面形成不同的气压，即使在无风时也能形成通风，在建筑体型设计上形成风洞，使自然风在其中回旋，得到良好的通风效果，从而达到节能的目的。

日照及朝向选择的原则是冬季能获得足够的日照并避开主导风向，夏季能利用自然通风并尽量减少太阳辐射。然而建筑的朝向、方位以及建筑总平面的设计应考虑多方面的因素，建筑受到社会历史文化、地形、城市规划、道路、环境等条件的制约，要想使建筑物的朝向同时满足夏季防热和冬季保温通常是困难的，因此，只能权衡各个因素之间的得失，找到一个平衡点，选择出适合这一地区气候环境的最佳朝向和较好朝向。

二、建筑单体的节能设计要求

单体的节能设计，主要是通过对建筑各部分的节能构造设计、建筑内部空间的合理分隔设计，以及一些新型建筑节能材料和设备的设计与选择等，来更好地利用既有的建筑外部气候环境条件，以达到节能和改善室内微气候环境的效果。

1.建筑各部位的节能构造设计

建筑各部位的节能构造设计，主要是在满足其作为建筑的基本组成部分功能的同时，通过对各部位（屋顶、楼板、墙体、门窗等）的造型、结构、材料等方面加以进一步设计，充分利用建筑外部气候环境条件，达到节能和改善室内微气候环境的效果。

（1）屋顶的节能设计　屋顶是建筑物与室外大气接触的一个重要部分，主要节能措施为：①采用坡面屋顶；②加强屋面保温措施；③根据需要设置保温隔热屋面（架空隔热屋面、蓄水屋面、种植屋面等）。

（2）楼板层的节能设计　楼板层的节能设计主要是利用其结构中空空间，以及对楼板吊顶造型加以设计。如将循环水管布置在其中，夏季可以利用冷水循环降低室内温度，冬季利用热水循环取暖。

（3）建筑外围护墙体的节能设计　墙体的节能设计除了适应气候条件做好保温、防潮、隔热等措施以外，还应体现在能够改善微气候环境条件的特殊构造上。如寒冷地区的夹心墙体设计、被动式太阳房中各种蓄热墙体（如水墙）设计。

（4）建筑门窗的节能设计　据统计资料，在我国既有的高耗能建筑有40%的耗能是通过门窗散失的。因此，解决好门窗节能的问题相当重要。

（5）建筑物围护结构细部的节能设计　细部的节能设计对于建筑物的整体节能也非常重要，应从以下各部位着手：①热桥部位应采取可靠的保温与“断桥”措施；②外墙出挑构件及附墙部件，如阳台、雨罩、靠外墙阳台栏板、空调室外机搁板、附壁柱、凸窗、装饰线等，均应采取隔断热桥和保温措施；③窗口外侧四周墙面，应进行保温处理；④门、窗框与墙体之间的缝隙，应采用高效保温材料填堵；⑤门、窗框四周与抹灰层之间的缝隙，宜采用保温材料和嵌缝密封膏密封，避免不同材料界面开裂，影响门、窗的热工性能；⑥采用全玻璃幕墙时，隔墙、楼板或梁与幕墙之间的间隙，应填充保温材料。

2.合理的建筑空间设计

合理的建筑空间设计是在充分满足建筑使用功能要求的前提下，对建筑空间进行合理分隔（平面分隔和竖向分隔），以改善室内保温、通风、采光等微气候条件，达到节能目的。

3.选用建筑节能的材料

合理选用建筑节能材料也是全面建筑节能的一个重要方面。建筑材料的选择应遵循健康、高效、经济、节能的原则。随着科技的发展，大量的新型高效材料不断被研制并应用到建筑设计中去，更好地起到节能效果。如新型保温材料、防水材料在墙体屋顶中的应用，达到了更好的保温防潮效果；新型透光隔热玻璃（如Low-E玻璃等）在门窗中的应用，起到了更好的透光隔热效果；采用可调节的铝材遮阳板，达到遮阳的目的。

三、绿色建筑的设计对策

绿色建筑是一个宏观的概念，材料的循环再利用，新能源开发等很多问题都不应停留在个体建筑上，建筑师应该着眼大局，将其放在城市整体规划中进行思考；绿色建筑中出现的许多技术问题，例如污水处理、太阳能的采集和利用，不仅仅是建筑专业范围内的问题，还需要建筑师和其他专业的工程师相互配合，共同解决。

从设计目标上看，绿色建筑在满足功能和空间需求的前提下，还应该强调集约资源、减少污染。设计师在工作中应该遵循绿色建筑的基本原则：尊重自然，强调建筑与自然的协调统一。应该尊重当地的生态环境，增加对自然环境的理解，使人们的行为与自然环境的发展协调统一起来。

因地制宜地利用一切可以利用的因素和高效地利用自然资源，正确处理节能、节地、节水、节材、环保及满足建筑功能之间的辩证关系。建筑师在建筑过程中，应当注意结合公众的需要，按照当地的气候特点，采取相应的设计策略，利用简单的实用技术，选用节能的建筑材料。

加强资源节约与综合利用，减轻建筑环境的负荷，营造舒适与健康的环境。设计中要注意：①避免使用易破坏环境、产生废物的建筑材料；②完善建筑空间的灵活性，坚持越小越好的原则，将建设运行的资源和不利因素降到最少；③减少建筑过程中对环境的损害，为所有人提供舒适的空间环境。

在发展绿色建筑的过程中，应特别注重地域性，尊重当地民族习俗，依据当地自然资源条件、经济状况、气候特点等因素，因地制宜地创造出具有时代特点和地域特征的绿色建筑。同时还要注意尊重当地的历史，加强对已建成环境和历史文脉的保护和再利用，尽量在建筑中融入当地独特的人文风情。

先进绿色技术的选择决定绿色建筑的设计水平，一般绿色技术包括两种情况：第一种是在传统的技术基础上，按照资源和环境的要求，共同改造重组所做成的新技术；第二种是把其他领域的新技术，包括信息技术、电子技术和其他先进技术等，按照要求移植过来。一般来讲，简单技术和常规技术属于普及推广型，高新技术属于研究开发型，从我国的实际情况来看，经济发展总体水平不高，技术和材料不太完善，还不能把整个生态技术发展建立在高新技术的基础上，在建设中还应该以常规技术为主体。

由于绿色建筑不同于一般建筑的绿色特性，它的目标是使建筑得到充分利用和适应气候条件。因此，建设者在工作中应当因地制宜，合理利用环境资源，以规划、设计、环境配置的建筑手法来改善和创造舒适的居住环境，使建筑有效地成为环境的过滤器和调节器，创造出健康舒适的室内外环境。