基于可持续原则的现代建筑设计方法研究

基于可持续原则的现代建筑设计方法研究

刘鸿

广东博亚建筑设计有限公司  广东广州  510250

摘要：当今时代，可持续建筑设计日益成为全球建筑行业关注的焦点。面对资源枯竭、环境退化、气候变化等紧迫问题，探讨和实施可持续的建筑设计方法显得尤为迫切。本研究旨在探究现代建筑设计中如何有效地实施可持续设计，提出了具体的设计策略和建议，以期为未来建筑项目的可持续设计提供指导。

关键词：可持续原则；建筑设计；方法

随着全球人口的增长和资源的日益紧张，建筑业面临着前所未有的挑战。传统建筑活动因其对环境的负面影响而受到越来越多的批评。建筑不仅是造成全球能源消耗和温室气体排放的重要来源，还涉及到水资源管理、废物产生和材料使用等一系列环境问题。因此，寻求一种能够减少环境负担、提高居住生活质量、并具备经济可行性的建筑方式变得十分必要。可持续建筑设计原则提供了一种解决这些问题的框架，它要求建筑师在设计过程中考虑建筑的全生命周期，从选址、设计、建造到运营和拆除的每一个环节。这些原则鼓励使用可再生能源、优化自然资源的使用、选择环境影响小的建材、增加生物多样性，并鼓励社区参与和个人健康的生活方式。

一、现代建筑设计存在的问题

1.能源和资源消耗

现代建筑设计常见忽视能源效率的重要性，导致建筑在运营期间的能耗过高。这一问题通常源于设计师在设计阶段未充分考虑建筑的绝热性能、光照利用、通风效果以及建筑方位等因素，从而增加了对人工照明和空调通风系统的依赖。此外，建筑材料的选择往往偏向于性能和成本的考虑，而忽略了材料的生命周期影响，包括原料的采集、加工、运输以及最终的废弃处理。这些环节中的非可持续实践会导致过度的资源开采和浪费，进一步加剧了对环境的负担[1]。

2.环境保护不足

在现代建筑设计中，环境保护经常被忽视，这导致了建筑项目在建造和运营过程中对生态环境造成负面影响。缺乏对建筑所在地特有的自然环境和生态系统的深入认识和考虑，在设计上未能与自然景观和生物多样性的保护相协调。例如，一些建筑项目可能会破坏原有的地形和水系，影响地面水体的流动和质量，或者采用错误的植被种植策略，干扰本地植物和动物的生存。同时，施工过程中的噪音、粉尘和废物管理不当也会对周围环境造成短期和长期的影响。这些问题的存在说明现代建筑设计需要在保护环境和促进可持续发展方面做出更加积极和创新的努力。

二、基于可持续原则的现代建筑设计方法

1.节能设计策略

有效的节能设计应从建筑规划阶段开始，充分考虑场地选择、建筑定位、形态设计等因素。通过优化建筑设计，可以实现对自然光的最大化利用，减少人工照明需求；同时，合理布局可以提高空间使用效率，减少不必要的能源消耗。建筑外皮是节能设计的关键部分，包括墙体、屋顶、窗户等元素。高效保温的墙体和屋顶可以显著降低建筑的采暖和制冷需求。利用高反射性材料可以有效地反射太阳光，减少冷负荷。此外，选择性能优良的窗户和门，以及合理的窗墙比例，可以进一步提高建筑的能源效率。利用可再生能源是节能设计的另一关键策略。太阳能光伏板和太阳能热水系统可以将太阳能转换为电能和热能，为建筑提供清洁能源。地热能、风能等其他可再生能源技术也可以根据地区的资源条件和项目需求进行考虑[2]。

图1 EPS外墙外保温系统

2.水资源管理与利用

水资源管理与利用是可持续建筑设计的重要组成部分，它涉及雨水、地表水和地下水等水资源的收集、处理和循环使用。有效的水资源管理不仅能够减轻对传统水源的压力，还能降低建筑的水资源消耗，增强城市应对干旱和洪水等极端天气事件的能力。雨水收集系统是水资源管理常用的策略之一，它通过收集建筑物屋顶和硬化地面的雨水，经过过滤和净化处理后，用于灌溉、冲洗等非饮用水需求。这种方法不仅减少了城市排水系统的压力，还缓解了地下水位下降的问题。在建筑设计中，采用节水型卫浴设备和智能水表也是实现水资源可持续利用的有效措施。这些设备和技术可以根据实际用水情况自动调节水流量，减少不必要的浪费。例如，低流量淋浴头和双按钮马桶可以在满足用户需求的同时，显著降低用水量。同时，使用透水性材料铺设人行道和广场可以减少径流，增加地下水补给。

3.材料与资源的可持续利用

在现代建筑设计中，材料与资源的可持续利用是实现建筑环境友好和长期经济价值的关键因素。选择具有环境认证标志的材料，如绿色建材标识、森林认证体系认可的木材等，可以确保材料的采集和生产过程对环境影响最小。这些材料的来源可追溯，且在开采、生产、运输过程中考虑了环境保护和资源节约。再生材料的使用对于推动建筑行业的可持续性同样至关重要。建筑废料如混凝土、砖瓦和钢材在经过处理后可以作为新的建筑材料被再次利用。这不仅减少了对原始资源的依赖，还降低了建筑废弃物对填埋场的压力。建筑生命周期评估是指导材料选择的重要工具。通过考量材料在整个生命周期内的环境影响，可以选择那些能耗低、碳足迹小的材料。例如，虽然某些材料的初始成本可能较高，但它们经久耐用且维护成本低，从长远来看是更经济的选择

[3]。

4.智能化与自动化系统的整合

智能化与自动化系统的整合是现代建筑设计中提升建筑性能和用户体验的重要手段。这些系统通过集成信息技术、网络技术和高级自动控制技术，实现建筑操作的智能化，优化能源管理和使用效率。建筑自动化系统（BAS）是智能化建筑的核心，它包括照明控制、温控系统、能效管理等多个方面。通过传感器和执行器，BAS能够监测室内外环境参数，并根据实时数据自动调节建筑内的各种设备，以确保室内环境的舒适度，同时最大限度地减少能源浪费。能源管理系统（EMS）利用先进的数据分析技术，对建筑的能源使用情况进行实时监控和分析。通过收集和分析建筑的能源数据，EMS可以帮助管理者识别能源浪费的环节，制定有效的节能措施，并通过预测分析帮助管理者进行能源采购和使用规划。智能化系统还可以集成到建筑用户的日常生活中，通过智能手机、平板电脑等终端设备，用户可以远程控制家中的电器，实时了解能源消耗情况，并根据个人需求进行调整。这种用户界面的友好性和互动性大大提高了系统的使用便利性和用户的参与度。

三、结语

本文揭示了节能技术、水资源合理利用、环保材料选择在实现建筑可持续性中的重要性。尽管存在挑战，通过创新设计策略和技术应用，可持续建筑不仅可行，还能推动建筑行业向更加环保、公正和经济的方向发展。本文呼吁建筑师、开发商、政策制定者和公众共同努力，将可持续原则更广泛地整合到现代建筑设计和管理中，以应对全球环境变化带来的挑战，并为未来世代创造更加宜居的环境。

参考文献

[1]肖健. 绿色建筑理念下建筑节能设计研究 [J]. 城市建设理论研究(电子版), 2024, (14): 49-51.

[2]李诚. 生态学视野下绿色节能建筑设计策略探讨 [J]. 城市建设理论研究(电子版), 2024, (13): 77-79.

[3]宋影芳. 暖通节能设计在某建筑工程设计中的运用分析 [J]. 中国建筑金属结构, 2024, 23 (04): 169-171.