綠色建筑設(shè)計(jì)在民用住宅建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

孟旖

中鐵第六勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司 天津 300300

引言

隨著綠色環(huán)保、可持續(xù)性發(fā)展的理念以雷霆之勢席卷了各行各業(yè)，綠色建筑應(yīng)運(yùn)而生。節(jié)能技術(shù)在建筑行業(yè)的運(yùn)用更是符合人們追求居住環(huán)境低能耗、可持續(xù)、科學(xué)健康的心理。但是由于我國國土緯度跨度較大，造成南北方地區(qū)氣候差異巨大，也讓南北方地區(qū)在綠色建筑節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用上差異顯著。本文從選址、形體、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、遮陽和空調(diào)系統(tǒng)等幾個(gè)方面，對綠色建筑節(jié)能技術(shù)在城市住宅中的應(yīng)用進(jìn)行了闡述。

1 綠色建筑設(shè)計(jì)綜述

1.1 綠色建筑定義

綠色建筑思想是20世紀(jì)60年代設(shè)計(jì)師保羅·索勒瑞提出的一種觀念，綠色建筑觀念認(rèn)為建筑應(yīng)當(dāng)為人提供安全、舒適以及健康的居住空間和環(huán)境，同時(shí)在建筑當(dāng)中要實(shí)現(xiàn)資源利用高效化，同時(shí)降低對環(huán)境的破壞和污染。綠色建筑主要是指在建筑全壽命周期以內(nèi)最大限度減少環(huán)境污染以及節(jié)約自然資源，同時(shí)為人們提供健康安全以及舒適的活動、居住和工作的空間，與自然實(shí)現(xiàn)和諧共生的一種建筑項(xiàng)目。首先，綠色建筑使用生物能、地?zé)崮堋L(fēng)能、太陽能等新型能源，并且采用節(jié)能技術(shù)減少環(huán)境污染和破壞。相對于普通建筑項(xiàng)目來講，綠色建筑通?？梢源偈鼓芎慕档?5%以上。第二，綠色建筑強(qiáng)調(diào)使用本地材料，尊重當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、人文自然特點(diǎn)。第三，綠色建筑具備了清潔土壤、水源和空氣，不會對自然環(huán)境造成較大危害。

1.2 綠色建筑設(shè)計(jì)的應(yīng)用意義

①保護(hù)環(huán)境。建筑節(jié)能設(shè)計(jì)利用一些自然資源，通過改善房屋結(jié)構(gòu)和布局來避免制冷加熱過程產(chǎn)生的過多能耗，同時(shí)可再生的清潔能源可以最大限度地減少空氣中污染物的排放量，避免建筑物在建設(shè)和后期使用階段對周圍環(huán)境造成過多的破壞，滿足了保護(hù)環(huán)境和社會發(fā)展需求，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)相協(xié)調(diào)。②降低建設(shè)成本。考慮到住宅建筑的設(shè)計(jì)比較標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一，為了避免在建設(shè)環(huán)節(jié)耗費(fèi)大量的建材，同時(shí)也為了減少后期運(yùn)營使用環(huán)節(jié)的能耗，降低業(yè)主的房屋使用成本，做好建筑設(shè)計(jì)工作不但可以限制資源大量輸出，還能夠根據(jù)創(chuàng)建資源節(jié)約型社會要求對大自然中的各種資源進(jìn)行合理的利用[1]。

2 綠色建筑設(shè)計(jì)的問題

2.1 綠色施工管理制度不夠完善

因?yàn)槲覈诰G色節(jié)能施工方面的發(fā)展時(shí)間較晚，與發(fā)達(dá)國家之間仍然有著一定的差距，一些較為關(guān)鍵性的綠色設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和體系還不夠完善。雖然很多建筑公司制定的綠色施工標(biāo)準(zhǔn)和制度，但實(shí)際上內(nèi)容也都趨于形式化，無法真正達(dá)到民用建筑綠色節(jié)能的效果。例如在民用建筑施工中，采用的綠色施工標(biāo)準(zhǔn)與實(shí)際情況不符，沒有建立針對綠色節(jié)能建材的監(jiān)督機(jī)制，那么必然會對綠色施工技術(shù)的順利應(yīng)用形成限制。

2.2 節(jié)能設(shè)備的匱乏

人們在很早就意識到節(jié)能環(huán)保的重要影響力，但是由于受限于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，目前所制造的節(jié)能設(shè)備無法在實(shí)際的建設(shè)工程中得到很好利用，節(jié)能設(shè)備的缺乏是綠色環(huán)保技術(shù)實(shí)施過程中的一大阻礙，所以這就造成了在很多建筑項(xiàng)目中使用老化設(shè)備，目的是為了降低投入成本，這樣不僅降低了施工工作效率，還是對資源的浪費(fèi)。

2.3 現(xiàn)場管理措施不合理

在民用建筑工程施工過程中，節(jié)能綠色環(huán)保技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用需要依托相關(guān)配套管理措施的支持，因此，現(xiàn)場管理措施是否落實(shí)，應(yīng)當(dāng)綜合考慮各個(gè)環(huán)節(jié)對節(jié)能環(huán)保施工產(chǎn)生的不良影響。但是，在實(shí)際運(yùn)用中，項(xiàng)目施工現(xiàn)場管理作用發(fā)揮不充分，導(dǎo)致施工方所選擇的綠色環(huán)保技術(shù)運(yùn)用不當(dāng)，各個(gè)部門之間的工作開展相互交集并且發(fā)生沖突，埋下了一系列安全風(fēng)險(xiǎn)隱患。

3 綠色建筑設(shè)計(jì)在民用住宅建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1 電氣照明的節(jié)能設(shè)計(jì)措施

①住宅小區(qū)電氣設(shè)計(jì)中，充分合理地利用自然光，按照規(guī)范合理確定各場所的照度標(biāo)準(zhǔn)、視覺要求。②嚴(yán)格按照規(guī)范確定各場所的照明功率密度限值，有效控制單位面積燈具安裝功率。③選用光效高、顯色性號的光源及配光合理、安全高效的燈具，如選用三基色熒光燈（T5、T8）、發(fā)光二極管燈。④采用低能耗、性能優(yōu)的光源用電附件，高效三基色熒光或節(jié)能燈均配置高品質(zhì)電子鎮(zhèn)流器或節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器。⑤照明控制采用集中與分散相結(jié)合的控制方式，樓梯間采用聲光控制方式，減少開燈時(shí)間；地下室照明根據(jù)需要采用時(shí)間控制器集中控制方式。⑥電氣控制方案的選擇。在建筑照明線路的設(shè)計(jì)工作中，應(yīng)立足建筑工程實(shí)際需要，根據(jù)建筑工程的特點(diǎn)選擇更科學(xué)合理的控制方案。在居民建筑設(shè)計(jì)中，可以在床頭位置設(shè)計(jì)可調(diào)控開關(guān)，滿足日常生活使用的前提下，減低電力資源浪費(fèi)。在相對較高檔的居民住宅區(qū)域，可以采用自動的照明控制系統(tǒng)，通過對室內(nèi)外光線的采集分析，選用不同的照明方案，提高電流資源的使用效率[2]。

3.2 引入無負(fù)壓變頻供水設(shè)備

無負(fù)壓變頻供水設(shè)備在智能住宅小區(qū)給排水系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)中的應(yīng)用越來越廣泛。該設(shè)備可順利實(shí)現(xiàn)在原市政供水管網(wǎng)壓力基礎(chǔ)上的二次增壓，這樣不僅能有效減少修建水池、水箱的資金投入量，同時(shí)還能達(dá)到增壓供水和確保水質(zhì)的目標(biāo)，具有十分顯著的節(jié)能成效。從權(quán)威部門的調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果中可以看出，無負(fù)壓變頻供水設(shè)備與普通供水設(shè)備相比可降低50%左右的能源消耗量，具備良好的實(shí)用性，對于現(xiàn)代智能住宅小區(qū)的建筑給排水系統(tǒng)來說尤為適用。

3.3 外墻節(jié)能設(shè)計(jì)

在建筑墻體中，室內(nèi)熱環(huán)境的平衡是保溫隔熱的重點(diǎn)。在夏季室內(nèi)溫度較高的情況下，要及時(shí)通風(fēng)降溫，遮陽采光，降低室內(nèi)溫度，降低室內(nèi)溫度對居民的負(fù)面影響。要做建筑供熱，還需注意節(jié)能供熱的設(shè)計(jì)原則。建筑外墻保溫節(jié)能隔熱原理有以下幾方面。第一，減少照到屋內(nèi)的太陽熱量。太陽通過窗戶后，將太陽熱量照射入屋內(nèi)，造成墻壁、建筑結(jié)構(gòu)、家具及空氣加熱，使屋內(nèi)變熱。第二，減少外部結(jié)構(gòu)引入的熱量。太陽輻射加熱除通過窗戶進(jìn)入室內(nèi)后，影響室內(nèi)的溫度，也影響到房屋外墻結(jié)構(gòu)，使室內(nèi)溫度升高。第三，熱空氣進(jìn)入屋內(nèi)。熱空氣將熱量帶入室內(nèi)，提高室內(nèi)溫度。在自然通風(fēng)或人工通風(fēng)時(shí)，需對墻體的通風(fēng)口實(shí)施一定的措施，才能避免熱空氣進(jìn)入帶來不好的影響。第四，室內(nèi)人工發(fā)熱。建筑內(nèi)外墻居民的日常生活也會產(chǎn)生一定的熱量，對室內(nèi)熱環(huán)境有一定的影響。對于這種熱，不能盲目地去除，而是辯證地、盡可能地對以上3種熱的傳遞效果進(jìn)行分析。

3.4 智能化系統(tǒng)的技術(shù)分析

智能化系統(tǒng)技術(shù)現(xiàn)階段已經(jīng)成為綠色生態(tài)節(jié)能建筑設(shè)計(jì)中必不可少的部分，智能化系統(tǒng)技術(shù)在很早之前已經(jīng)進(jìn)入了人們的生活中，比如，我們在生活中常見的聲光控?zé)?，就屬于智能控制系統(tǒng)的范疇，它的主要特點(diǎn)是在光線充足的條件下不會亮，而只有在光照不足的夜晚感應(yīng)到人或聲音的時(shí)候才會自動打開。這種例子還有很多種，這種技術(shù)的運(yùn)用不僅能夠方便了人們的生活需要，還可以很大程度上節(jié)省了電能消耗。在今后的綠色生態(tài)節(jié)能建筑設(shè)計(jì)中，智能化系統(tǒng)技術(shù)的運(yùn)用不僅可以有效起到節(jié)能環(huán)保的作用，而且還大大提高了人們生活的便捷度，提升了人們的生活質(zhì)量[3]。

3.5 風(fēng)能技術(shù)

風(fēng)能和太陽能一樣都屬于可再生資源，同時(shí)風(fēng)能也屬于綠色清潔能源，對它的使用不會對環(huán)境造成負(fù)面的影響。目前階段，建筑施工領(lǐng)域?qū)︼L(fēng)能的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：一個(gè)是通過設(shè)計(jì)合理的門窗朝向和開口大小利用當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)能；另一個(gè)是利用一些風(fēng)能收集和轉(zhuǎn)換工作，將風(fēng)能轉(zhuǎn)化成其他能源。簡單來說就是在天氣炎熱的季節(jié)，可以充分引進(jìn)利用室外的自然風(fēng)對室內(nèi)進(jìn)行換風(fēng)以達(dá)到室內(nèi)降溫的效果，減少因開空調(diào)或電風(fēng)扇造成的能源消費(fèi)。通常對風(fēng)能的利用有主動利用和被動利用兩種形式，被動就像上面的例子，主要是充分利用不同大氣壓造成空氣的正常流動，達(dá)到降溫、清潔的作用，也是目前應(yīng)用最多的行為。主動式就是利用目前所掌握的技術(shù)手段，將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能并進(jìn)行保存和傳輸，如風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，利用風(fēng)能進(jìn)行發(fā)電，進(jìn)行并網(wǎng)傳輸和使用，有效緩解電煤產(chǎn)生的環(huán)境污染和破壞。但受技術(shù)所限，目前對風(fēng)能的利用仍受多種因素的影響，利用率不高，仍停留在較為簡單的階段。

3.6 新型節(jié)能保溫屋面技術(shù)

屋面是建筑工程的重要組成部分，屋面施工技術(shù)的綠色節(jié)能性會影響建筑工程施工的節(jié)能效果，施工單位應(yīng)結(jié)合建筑工程的特點(diǎn)，合理應(yīng)用新型節(jié)能綠色屋面施工技術(shù)。在建筑工程的施工實(shí)踐中，施工單位可根據(jù)工程施工的實(shí)際需要，選擇硬質(zhì)聚氨酯泡沫技術(shù)、泡沫混凝土施工技術(shù)進(jìn)行屋面施工，增強(qiáng)屋面抗輻射、耐沖刷性能，應(yīng)用新型節(jié)能綠色屋面技術(shù)可增強(qiáng)屋面保溫性能，使屋面更具溫度調(diào)節(jié)能力，在提高建筑工程綠色環(huán)保性能的同時(shí)，改善建筑工程的使用舒適度，實(shí)現(xiàn)建筑工程綠色節(jié)能施工[4]。

3.7 建筑門窗的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

建筑門窗的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是所有建筑設(shè)計(jì)中的重要組成之一，對于綠色生態(tài)建筑設(shè)計(jì)而言，門窗的設(shè)計(jì)更為重要，因?yàn)槠洳馁|(zhì)位置結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)情況會直接導(dǎo)致建筑物的保溫性和隔音降噪能力。所以必須要對建筑物的門窗設(shè)計(jì)工作進(jìn)行嚴(yán)格的要求和把控。首先，在保證室內(nèi)采光和通風(fēng)的情況下，有效降低建筑物的窗墻占據(jù)的面積比。其次，保證門窗的材質(zhì)用料，必須采用進(jìn)行精密熱處理的金屬材質(zhì)，如鋁合金，不銹鋼等。對門窗的玻璃也要選用其結(jié)構(gòu)材質(zhì)符合建筑工程要求的有機(jī)玻璃，有效的保證玻璃的隔熱性和堅(jiān)固耐用性。第三，根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，風(fēng)向和建筑朝向，正確考慮門窗安裝的具體位置，進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，避免穿堂風(fēng)等情況的出現(xiàn)。最后一點(diǎn)，基于室內(nèi)采光的因素，夏季為了能夠有效避免陽光直射，造成室內(nèi)溫度不易調(diào)節(jié)，可以設(shè)計(jì)一個(gè)自動伸縮的窗簾來遮擋陽光。

3.8 配電系統(tǒng)中的綠色施工技術(shù)應(yīng)用

在民用建筑施工的過程當(dāng)中，配電系統(tǒng)部分的施工是非常關(guān)鍵的，在民用建筑投入使用后，需要應(yīng)用大量的電氣設(shè)備，所以在這個(gè)過程中會消耗大量電能，為了能夠?qū)崿F(xiàn)電力能源的節(jié)約，需要在這個(gè)過程中應(yīng)用針對配電系統(tǒng)的綠色節(jié)能技術(shù)。第一，運(yùn)用科學(xué)解析方法，確切了解建筑配電系統(tǒng)的實(shí)際負(fù)荷，并且合理地選用變壓器，可以達(dá)到能源損耗的把控。第二，將節(jié)能節(jié)材作為目標(biāo)，合理分配各項(xiàng)電氣設(shè)備[5]。

4 結(jié)束語

綜上，建筑節(jié)能項(xiàng)目屬于一項(xiàng)相對較為系統(tǒng)和復(fù)雜工程項(xiàng)目。對于當(dāng)前建筑工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)人員來講，開展節(jié)能設(shè)計(jì)工作的過程當(dāng)中要因地制宜以及就地取材，通過電氣照明，無負(fù)壓變頻供水以及外墻節(jié)能等措施，實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展和完善，為今后的項(xiàng)目提供了參考。