绿色建筑表皮设计技术策略探究

张照琨

国网河北省电力有限公司建设公司、河北省石家庄市、 050000

摘要：建筑表皮是建筑的重要组成部分。通过绿色建筑表皮设计可进行内外空间的区分，加强外部气候的控制，实现绿色建筑的设计目标，从而营造良好的室内环境。本文主要探究绿色建筑表皮设计技术策略，以供参考和借鉴

关键词：绿色建筑；表皮设计；技术策略

随着我国能源和环境问题的突出，对于建筑行业的发展，需要对建筑进行绿色表皮设计，从而缓解建筑的生态问题。对于建筑表层的绿色设计需考虑当地的自然气候条件和地域文化。技术人员需建立绿色设计理念，采取专业的建筑表皮设计技术，建筑表皮的作用是对建筑室内空间和外界环境的分隔。在设计过程中可整合多种绿色表皮元素，对建筑的文化属性、功能属性进行综合考虑，技术人员可从采光、保温、遮阳、通风等各个层面加强建筑表皮的绿色设计。

一、太阳能表皮的绿色设计

太阳能是一种清洁、高效、节能的可再生能源。太阳会直接照射建筑表皮，因此可利用太阳能进行表皮设计。对于太阳能光热的利用有助于节约能源。技术人员可利用特定设备对太阳能进行热能的转化，可满足建筑的需求。太阳能被动集热器作为辅助的采暖模式，可与主要采暖方式一起维护建筑热环境。建筑表皮可直接获取阳光，通过巧妙设计建筑表皮，可实现表皮的热量交换和自然循环。太阳能被动集热器可将太阳能转化为热能，可加热水供建筑室内使用。

太阳能集热器包括聚光集热器、平板集热器、平面反射器等类型。平板集热器的成本不高、结构简单、使用时间长，与建筑表皮具有较好的结合性，因此应用较广。建筑表皮的设计可将平板式集热器和幕墙系统、表皮整体以及表皮部分结合，可根据实际需要在阳台、建筑墙面、雨棚等部位安装。但是建筑造型会影响集热器的安装，在没有遮挡的情况下可保证日照的充足性。建筑表层的倾斜设计，可方便安装太阳能集热器，并进行有效的集热，技术人员需把握建筑外观的比例，使其具有美观性。技术人员在设计中需考虑太阳能集热器带来的附加荷载，防止影响建筑的结构形态。

二、复合表皮的绿色设计

绿色建筑的复合表皮是满足建筑功能、绿色生态的建筑表皮设计模式，是一种系统化的设计模式。由于复合表皮材料与构造具有复杂、多样的特点，可满足建筑表皮多方面的要求。复合表皮包括双层玻璃幕墙，这是由单一材料构成的，同时有些表皮由多种材料组合而成。现代建筑表皮构造简单，很难实现遮阳、保温、通风、采光等功能。为了使多方面的功能需求得到满足，双层表皮技术可根据需要进行隔热、保温、遮阳设计。相对于普通幕墙，双层玻璃幕墙的热性能更强。双层表皮可实现构件功能上的配合、互补，可防止形式上的单调，具有良好的保温功能。复合表皮由多种材料组成，可使室内外热交换减少，降低建筑能耗。复合建筑表皮有助于满足建筑立面的多重功能诉求，同时有助于建筑表皮形态的塑造。

对于复合建筑表皮的设计要考虑所选材料的性能和物理环境，同时也应考虑隔音降噪、隔热性能。复合石材幕墙由外层、内层、空气层组成，可实现降噪功能。中间空气层的宽度可形成缓冲空间，空气的动态热交换，可使空气具有新鲜度，热量损失也会减少，保温效果也会更加显著。中间层和内外层的建筑表皮可共同保温，内层的玻璃材料可调节室外环境变化。复合金属墙幕具有夏季降耗和冬季保温的特点，可满足节能标准，降低外围护结构的能耗。复合建筑的表皮设计可通过保温性能，防止室内热能流失，热绝缘性能、密闭性能以及隔热性能较高。在设计时可根据多变的气候条件，设置遮阳设施，同时可通过微调建筑表皮的状态适应多变的气候环境。

三、智能材料表皮的绿色设计

外部环境因素下，智能材料表皮随着外界环境会发生物理性能的改变，可使室内环境更加稳定。外部条件复原之后，能恢复原来的物理性能，外界环境中的光照、温度、水汽等因素会改变智能材料。智能材料的性能和应对外界环境的能力可实现智能表皮的功能。现阶段，我国建筑表皮设计中的电敏材料、湿敏材料、热敏材料的应用较多。随着外部环境的变化，智能材料可调控表皮能量的交换性能，有助于提升室内环境的热舒适性。对于建筑表皮可利用电敏材料和热敏材料进行调节，根据外部环境自我调控，可降低采暖能耗。

四、遮阳表皮的绿色设计

太阳辐射会影响建筑室内环境的舒适度。通过科学的遮阳技术可减少太阳辐射对室内环境的影响。通过表皮遮阳可增强室内环境的舒适度，同时也能增强建筑立面的表现力。表皮遮阳可分为表皮自遮阳、表皮构件遮阳、可变遮阳表皮等。表皮自遮阳主要是依据太阳高度角，进行表皮不同位置的凹凸设计，建筑立面上的错位的阴影会减少太阳直射。因此遮阳设计需考虑不同季节的太阳热辐射，通过倾斜形体、凹凸的表皮等方法可遮阳，这样的遮阳方式具有较好的节能效果。

绿色建筑遮阳表皮的设计，包括垂直遮阳、水平遮阳、挡板遮阳、综合遮阳等类型。建筑表皮的遮阳设计可根据地理方位优化遮阳构建，与表皮形式融合。建筑表皮可变遮阳设计采用新材料、多维度、可调节的方式，可顺应外部环境或功能需求的变化，有助于提升建筑表皮的环保功能，达到节能的目标。中央系统控制的可变遮阳形式可改善遮阳效果，优化建筑室内光环境，从而保障寒冷期充足的太阳热辐射，可使室内环境更加平衡，人们所处的室内环境也会更佳。

结语：

综上所述，随着我国建筑行业的发展，绿色、节能、环保的理念已被融入建筑表皮设计中。对于绿色建筑表皮的设计需考虑地区气候特点、自然资源、文化传统等因素，通过绿色建筑表皮设计可满足建筑的通风性能、保温性能、采光性能等需求。本文主要从太阳能表皮的绿色设计、复合表皮的绿色设计、智能材料表皮的绿色设计、遮阳表皮的绿色设计等方面探究绿色建筑表皮设计技术策略，旨在提升绿色建筑表皮设计水平，使室内环境更加舒适。

参考文献：

[1]石峰,郑伟伟,金伟.可变建筑表皮的热环境调控策略分析[J].新建筑,2019(02):97-101.

[2]蔡适然,张彤.绿色智慧建筑的自然维度与可持续性设计策略[J].城市建筑,2018(16):19-23.

[3]许乙弘,王珏.绿色建筑技术因素对超高层造型设计的影响[J].华中建筑,2016,34(01):61-64.

[4]蔡适然.绿色智慧建筑的自然维度与可持续性设计策略[D].东南大学,2019.