簡(jiǎn)析綠色建筑在住宅設(shè)計(jì)中的主要應(yīng)用

王一凡

摘要：本文從住宅單體施工設(shè)計(jì)、住宅單體方案設(shè)計(jì)、住宅區(qū)規(guī)劃等幾個(gè)方面剖析綠色建筑在住宅設(shè)計(jì)中的主要應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：護(hù)圍結(jié)構(gòu)；基地選擇；熱量消耗指標(biāo)；外保溫技術(shù)

前言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，社會(huì)付出了較大的資源代價(jià)；發(fā)展與環(huán)保的矛盾日趨尖銳；為了響應(yīng)我國(guó)“保護(hù)環(huán)境，節(jié)約資源”的基本國(guó)策，以促進(jìn)科學(xué)發(fā)展、構(gòu)建和諧社會(huì)為目標(biāo)的工作被各級(jí)政府提上了重要議事日程。在國(guó)家，社會(huì)，群眾的上下關(guān)注下，綠色建筑理念在建筑設(shè)計(jì)中開(kāi)始得到重視。社會(huì)大力號(hào)召建設(shè)綠色建筑，合理節(jié)約和利用資源，保護(hù)環(huán)境；住宅建設(shè)作為建筑業(yè)的重大組成部分，綠色建筑無(wú)疑已經(jīng)成為住宅設(shè)計(jì)發(fā)展的方向。目前，我國(guó)綠色建筑的主要措施是通過(guò)采用低能耗的護(hù)圍結(jié)構(gòu)（門(mén)、窗、墻體、屋面、樓板）的一系列節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)品；也包含了新能源在建筑上的運(yùn)用，如一些清潔能源，利用太陽(yáng)能提供熱水，地?zé)崮懿膳膽?yīng)用，及室內(nèi)環(huán)境自動(dòng)調(diào)節(jié)控制設(shè)備的發(fā)展和技術(shù)的開(kāi)發(fā)工作。

1總體規(guī)劃

項(xiàng)目的總體規(guī)劃布局是建筑設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)綠色理念的重大先決要素和組成部分。通常情況下，住宅區(qū)的建設(shè)范圍和區(qū)域由建設(shè)單位確定，建筑師首先應(yīng)該綜合考慮，因地制宜，有效地利用現(xiàn)狀條件，結(jié)合周邊環(huán)境的各種因素和變量，最大程度地利用土地資源，盡可能地保護(hù)原有植被，保持小區(qū)內(nèi)足夠的綠地覆蓋率；在合理的規(guī)劃布局每棟建筑的位置、選擇最好的建筑朝向以外，更需要分析人居區(qū)域的空氣循環(huán)和主風(fēng)向及小區(qū)微氣候研究，做好因勢(shì)利導(dǎo)，排劣解難。對(duì)于小區(qū)布局中的不利因素，要做好防護(hù)措施，避免各類(lèi)污染源對(duì)住宅的干擾，創(chuàng)造健康的人居環(huán)境。

1.1建筑間距

建筑間距是規(guī)劃布局中的首要因素，合理的住宅間距是土地利用率和居住環(huán)境綜合平衡博弈的結(jié)果。在保證建設(shè)方土地開(kāi)發(fā)強(qiáng)度要求和小區(qū)品質(zhì)要求的前提下，確定建筑間的距離，還需要綜合考慮住宅的內(nèi)部外部需要、通風(fēng)、照明、防火、視線，衛(wèi)生，安全性和建筑施工需求等因素。而最主要的因素首先是應(yīng)滿足房屋的采光，采光要求一旦滿足，其他的需求也會(huì)隨之變得容易滿足，特別是2007年10月1日起，我國(guó)《物權(quán)法》對(duì)采光權(quán)進(jìn)行了明文規(guī)定，從立法上給采光權(quán)以強(qiáng)有力的法律保障。不同的地區(qū)，因緯度不同，日照強(qiáng)弱和太陽(yáng)高度角也不同，各地一般會(huì)制定不同的日照間距系數(shù)，由此作為各地建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和審批標(biāo)準(zhǔn)。但實(shí)際多年運(yùn)作下來(lái)，發(fā)現(xiàn)這種標(biāo)準(zhǔn)往往有其不完善之處。許多按照住房間距系數(shù)建房的項(xiàng)目，首層的居民房屋日照時(shí)間得不到保障，某些地區(qū)的首層居民甚至半個(gè)冬天看不到陽(yáng)光。保證住宅的采光，不僅是住宅建設(shè)的綠色理念要求，更是物權(quán)法授予采光權(quán)的強(qiáng)制要求。為了平衡用地開(kāi)發(fā)強(qiáng)度和間距的矛盾，在建筑的單體設(shè)計(jì)中，可以采用退臺(tái)處理，適當(dāng)降低樓層高度，住宅間錯(cuò)開(kāi)布置等辦法，保證住宅間距滿足多方面的需求、又達(dá)到開(kāi)發(fā)強(qiáng)度要求。

通過(guò)對(duì)不同層數(shù)的住宅土地利用效率進(jìn)行了詳盡的分析比較，可以發(fā)現(xiàn)是中高層建筑在節(jié)約用地上具備優(yōu)勢(shì)，因此設(shè)計(jì)人員在住宅區(qū)的規(guī)劃布局時(shí)，采用一定比例的中高層建筑，或采用中高層建筑和多層住宅結(jié)合配置的方法，可以有效的改善住宅的居住舒適性，同時(shí)也可以提高土地利用價(jià)值，增加小區(qū)容積率，提高區(qū)域生態(tài)環(huán)境品質(zhì)，達(dá)到人居環(huán)境與自然環(huán)境和諧共融。

1.2建筑朝向

決定住宅采光條件的因素除了間距，還有朝向。日照采光對(duì)居住建筑有重要影響。對(duì)居民而言，陽(yáng)光可以殺菌消毒，改變房間濕度溫度，在冬季，提高室內(nèi)溫度和降低供暖的能耗。但是在夏季，強(qiáng)烈的陽(yáng)光直射會(huì)引起室內(nèi)溫度直線升高，增加室內(nèi)空調(diào)的能耗，可見(jiàn)光照條件對(duì)建筑的綠色節(jié)能作用是利弊并存的。為了最有效地利用光照，應(yīng)該選擇最適當(dāng)?shù)姆课莩?。建筑朝向指的是建筑主立面的方位角。夏季具有較小日輻射強(qiáng)度和冬季具有較大日輻射強(qiáng)度的垂直表面方向一般可以確定住宅的最佳朝向。研究表明，住宅最佳建筑朝向在南偏東15度以內(nèi)，但確定住宅朝向也需綜合當(dāng)?shù)刂黠L(fēng)向和小區(qū)總體布局和其他外部因素。另外，小區(qū)設(shè)計(jì)的韻律感和趣味性也是住宅區(qū)設(shè)計(jì)中需考慮的因素之一。

1.3建筑綠化

居民區(qū)的綠地設(shè)計(jì)可以改善居住環(huán)境，提升小區(qū)環(huán)境品質(zhì)。綠地設(shè)計(jì)可以采用點(diǎn)，線，面結(jié)合的方式進(jìn)行。分級(jí)設(shè)計(jì)，使小區(qū)綠地系統(tǒng)化，以宅間綠地為點(diǎn)，道路綠化為線，公共集中綠地為面，來(lái)覆蓋整個(gè)小區(qū)。綠地應(yīng)采用開(kāi)放式的形式，在有限的空間內(nèi)，為居民提供一個(gè)實(shí)用、自然、溫馨的休息空間。綠化主要以適合本地生長(zhǎng)的植物為主要種類(lèi)，樹(shù)木搭配原則以喬灌結(jié)合，針闊混交，適當(dāng)點(diǎn)綴花卉及爬藤植物，充分發(fā)揮植物的功用，做到春有花、夏有蔭、秋有果、冬有綠、四季有景的景觀效果。綠化的設(shè)置不僅可以有效阻擋外界的污染物，也可以抑制周邊產(chǎn)生的噪音；一定面積的綠地還可以改善住宅區(qū)的微氣候，調(diào)節(jié)空氣濕度，提高空氣質(zhì)量，增加空氣的負(fù)離子含量，使居民身心愉悅。綠化設(shè)計(jì)是體現(xiàn)住宅綠色設(shè)計(jì)理念的重要因素，但綠色住宅理念不僅指足夠的綠地覆蓋率，更包括了采用綠色節(jié)能措施；在室外可使用透水性鋪裝，以提高基地的保水性，從而保持地表水與地下水資源的平衡。在路旁可以栽種行道樹(shù)，鋪設(shè)草地。在一些必須安設(shè)不透水硬質(zhì)地面的區(qū)域，可多種灌木或者喬木，采用反射率比較高的地面鋪設(shè)裝飾材料，減少地面對(duì)太陽(yáng)輻射能的吸收等。

2住宅單體設(shè)計(jì)

將綠色建筑的設(shè)計(jì)理念貫穿到住宅單體設(shè)計(jì)中，采用合理優(yōu)化的建筑空間結(jié)構(gòu)，既可以約資金，又可以充分利用自然能源條件，從而達(dá)到綠色節(jié)能的目的。

2.1戶型形狀

合理的戶型形狀，有利于減小住宅使用能耗，達(dá)到綠色節(jié)能目的。在建筑平面設(shè)計(jì)中，應(yīng)該盡可以做到外形相對(duì)規(guī)整，避免多余的凹凸變化，盡量減少建筑外墻表面積，體形系數(shù)需要控制在0.3以下，控制室內(nèi)外熱交換。研究表明，增加建筑層數(shù)、采用多單元組合等方法可有效的降低建筑體形系數(shù)。同時(shí)，在方案設(shè)計(jì)階段，如果發(fā)現(xiàn)建筑的體形系數(shù)較大，就需要增加建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫能力，也可以通過(guò)動(dòng)態(tài)平衡計(jì)算來(lái)整體平衡確定建筑物各外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫構(gòu)造。為有效利用太陽(yáng)能，應(yīng)讓朝南面墻面接收更多的太陽(yáng)輻射，使其大于散失的熱量，把這部分熱量用在補(bǔ)償建筑的凈負(fù)荷上?？赏ㄟ^(guò)建筑的表面面積系數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)，表面面積系數(shù)指建筑物其他外表面面積之和與南墻面積之比。要使該數(shù)值盡可能的小，便是被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)面積的要求。

根據(jù)現(xiàn)有項(xiàng)目的總結(jié)，長(zhǎng)軸朝向東西的長(zhǎng)方體建筑形狀最佳、正方體次之、長(zhǎng)軸朝向南北方的長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)的建筑節(jié)能效果最差。同時(shí)，隨著建筑進(jìn)深的加大，建筑的熱量消耗指標(biāo)明顯降低；這個(gè)結(jié)果顯示，加深進(jìn)深對(duì)建筑節(jié)能有不錯(cuò)的節(jié)能效果。但進(jìn)深大必然導(dǎo)致功能空間面積過(guò)大，影響室內(nèi)空間的通風(fēng)和采光，既浪費(fèi)資源，也不能提高住宅舒適度，亦不利于節(jié)能。因此綜合各方面因素考慮，從綠色節(jié)能的理念出發(fā)，住宅應(yīng)采用長(zhǎng)軸朝東西向的條式布局為主。對(duì)多層住宅，合理進(jìn)深宜控制在9.6-12m，高層住宅的合理進(jìn)深宜控制在10.5-15米之間。

2.2戶型布局

戶型是對(duì)住房?jī)?nèi)不同功能空間進(jìn)行分區(qū)和隔斷形成的住宅內(nèi)的平面結(jié)構(gòu)和形狀。戶內(nèi)空間的分區(qū)和隔斷設(shè)計(jì)，首先需從功能區(qū)劃分，動(dòng)靜分離，流線組織的角度出發(fā)。從綠色設(shè)計(jì)的理念上說(shuō)，合理的建筑空間分隔，可以有效改善室內(nèi)通風(fēng)、保溫、采光和隔聲狀況。具體在在平面設(shè)計(jì)中，遵循綠色建筑設(shè)計(jì)原則的戶型應(yīng)考慮到以下幾個(gè)方面：首先，應(yīng)將臥室、起居室和餐廳分隔開(kāi)來(lái)，把容易產(chǎn)生噪聲的廚房和衛(wèi)生間集中起來(lái)，遠(yuǎn)離居民作息的起居室、書(shū)房和臥室。起居室不應(yīng)與電梯井貼鄰布置。此外，廚房衛(wèi)生間的集中布置的方式還便于管道安裝，便于變壓式排風(fēng)道的集中使用，有效對(duì)廚房和衛(wèi)生間進(jìn)行通風(fēng)換氣，從而減少材料耗用，減少對(duì)周?chē)h(huán)境的污染。從人居行為分析，可以將人們活動(dòng)休息較多的功能空間如起居室設(shè)置在房屋向陽(yáng)面，保持室內(nèi)較高的太陽(yáng)照度，提高居室的舒適性。廚房、衛(wèi)生間等使用頻率較低的空間可以設(shè)置在房屋的陰面。

3住宅施工

要使住宅綠色設(shè)計(jì)理念能得到的落實(shí)，離不開(kāi)建筑材料的合理選擇和建筑體系的構(gòu)建。更需要在保證質(zhì)量和安全的前提下，在施工中通過(guò)科學(xué)管理和技術(shù)進(jìn)步，晟大程度的節(jié)約資源，減少對(duì)環(huán)境的影響。

現(xiàn)行可采用的節(jié)能建筑材料有很多，如溫州地區(qū)一般采用燒結(jié)頁(yè)巖多孔磚和加氣混凝土來(lái)替代粘土磚作為墻體材料，減少對(duì)環(huán)境的破壞。在現(xiàn)通行做法的基礎(chǔ)上，可以通過(guò)能耗指標(biāo)和節(jié)能效果能耗模擬分析，采用復(fù)合墻體達(dá)到節(jié)能環(huán)保高效綠色的效果；經(jīng)研究，東西外墻使用加氣混凝土砌塊作為內(nèi)墻體，90厚混凝土空心小砌塊做外墻體，中間填充聚氨酯保溫層的辦法，可以構(gòu)成隔熱保溫性能更為優(yōu)異的新型復(fù)合外墻。屋面是綠色建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的另一大重要部分，江浙地區(qū)一般采用倒置式屋面，在此基礎(chǔ)上，可采用結(jié)合植被一倒置式保溫屋面達(dá)到更好的效果；這種屋面首先增加了綠化覆蓋率，通過(guò)屋面植被緩解住宅區(qū)熱島效應(yīng)，由“功能性”向“觀賞性”發(fā)展的屋頂花園增加了城市公共娛樂(lè)休閑空間；延長(zhǎng)屋頂結(jié)構(gòu)層、防水層等壽命，隔熱保溫、隔聲效果均好。而且隨著技術(shù)的發(fā)展，以前一直困擾使用的諸如植被的維護(hù)，覆土荷載，屋頂防水、防根穿刺問(wèn)題都已得到較好的解決。具體做法是在保溫層采用耐植物根系腐蝕的XPS板和泡沫玻璃板置于防水層之上，屋面選用慢生常綠草坪做屋頂綠化，既易于人工保養(yǎng)維護(hù)又有提高屋面保溫隔熱效果和儲(chǔ)水功能，能將50%的屋面降水保留在屋面上，然后再通過(guò)植物蒸發(fā)掉，從而改善了氣候環(huán)境。形成一種冬季保溫、夏季隔熱又可增加綠化面積的復(fù)合型屋面。與沒(méi)有屋頂綠化的同類(lèi)建筑相比，夏季酷熱的白天室內(nèi)溫度可降低3℃～4℃，冬天取暖費(fèi)可節(jié)約1/3。最后，窗戶在改變建筑物內(nèi)部的微氣候中起到重要的作用，它的主要功能在于調(diào)節(jié)建筑物內(nèi)部通風(fēng)、采光和改善室內(nèi)空氣質(zhì)量。窗的氣密性對(duì)節(jié)能和隔聲影響較大，改進(jìn)建筑門(mén)窗的氣密性，增加密封條是其中的重要手段之一。對(duì)窗戶類(lèi)型的選擇上，平開(kāi)窗的氣密性比推拉窗的氣密性好。設(shè)計(jì)中可更多采用平開(kāi)窗，降低居住能耗。

在結(jié)構(gòu)性建材的選用上，也可處處體現(xiàn)綠色環(huán)保的理念，如混凝土采用高性能混凝土，減少建筑中混凝土的使用量；利用礦渣粉等工業(yè)廢料取代水泥作為摻合料，從而減少自然資源、能源的消耗和二氧化碳的排放；采用再生骨料混凝土，將廢舊混凝土和建筑垃圾加工制成的骨料取代天然碎石，節(jié)約天然石材資源，使混凝土成為可再生利用的材料。砌體材料可采用有廢渣、廢骨料制成的加氣混凝土砌。選用速生木材加工制成的科技木，既完全保留了木材隔熱、絕緣、調(diào)溫、調(diào)濕等所有的自然屬性，又避免了天然木材的自然缺陷，同時(shí)還可仿制出各種天然珍資樹(shù)種甚至更具藝術(shù)感的紋理和顏色，大大提高木材利用率和裝飾功能。

4結(jié)語(yǔ)

綠色建筑的設(shè)計(jì)理念在住宅建設(shè)方面的應(yīng)用應(yīng)貫穿到房屋設(shè)計(jì)的方方面面，通過(guò)統(tǒng)籌布局、科學(xué)分析，借助先進(jìn)的材料和技術(shù)改善建筑的節(jié)能環(huán)保效能。相信不久的將來(lái)，綠色建筑所帶來(lái)的影響必定能讓人們的生活更加美好，環(huán)境更加優(yōu)美。