綠色建筑設(shè)計(jì)理念在住宅、環(huán)境方面的應(yīng)用分析

張昀琪

(山西工程職業(yè)學(xué)院，山西 太原 030009)

0 引 言

在經(jīng)濟(jì)技術(shù)與建筑技術(shù)快速發(fā)展的趨勢(shì)下，住宅小區(qū)的數(shù)量不斷增多。隨著人們對(duì)居住環(huán)境與生活活動(dòng)環(huán)境要求的不斷提升，越來越多的建筑企業(yè)在房地產(chǎn)投資項(xiàng)目中，更加注重住宅的環(huán)保性與節(jié)能性[1]。然而，仍然有部分建筑企業(yè)對(duì)綠色建筑設(shè)計(jì)理念的重視程度較低，在建筑項(xiàng)目開發(fā)與實(shí)施中，不僅對(duì)資源造成大量浪費(fèi)，也對(duì)住宅環(huán)境與生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了一定程度的污染[2]。本文以某住宅小區(qū)建設(shè)項(xiàng)目為例，基于綠色建筑設(shè)計(jì)理念，提出了全新的住宅、環(huán)境設(shè)計(jì)方案，為房屋建筑的可持續(xù)發(fā)展提供保障。

1 綠色建筑設(shè)計(jì)理念主要內(nèi)容分析

綠色建筑設(shè)計(jì)在廣義方面，指的是對(duì)環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)無公害、無污染的設(shè)計(jì)，從環(huán)保、舒適、節(jié)能的理念出發(fā)，使居民生活與居住的舒適度實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化[3]。當(dāng)前，建筑技術(shù)不斷快速發(fā)展，在提高人們居住質(zhì)量的同時(shí)，也產(chǎn)生了一些不利影響。其中，建筑施工及材料選取不當(dāng)造成的環(huán)境污染問題較為嚴(yán)重。建筑建設(shè)、施工、使用材料等方面出現(xiàn)偏差，均會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定程度的污染，不利于生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展，對(duì)人類的可持續(xù)發(fā)展也形成了一定的制約[4]。因此，在住宅、環(huán)境設(shè)計(jì)中，采用綠色建筑設(shè)計(jì)理念至關(guān)重要。

綠色建筑設(shè)計(jì)理念與傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)理念存在一定的差異，具有獨(dú)特的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計(jì)目標(biāo)。其以實(shí)現(xiàn)建筑資源節(jié)約、減少施工污染、提高居住環(huán)境安全為主要目標(biāo)，為居民提供安全、健康的生活空間建筑[5]。綠色建筑具有多能轉(zhuǎn)換的特征，在能源利用方面具有較大的優(yōu)勢(shì)，能有效地將立體綠化與自然環(huán)境相結(jié)合，在節(jié)約資源的同時(shí)，兼顧建筑設(shè)計(jì)的美感，創(chuàng)造出適用性較高的可持續(xù)建筑[6]。綠色建筑設(shè)計(jì)理念在住宅、環(huán)境設(shè)計(jì)中，一方面能夠?qū)崿F(xiàn)資源節(jié)約的目標(biāo)，節(jié)省施工成本；另一方面，降低了施工對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的污染，為居民提供最優(yōu)的居住環(huán)境[7]?；诰G色建筑設(shè)計(jì)理念建設(shè)的建筑物，在一定年限內(nèi)，其建筑物的資源損耗量較低，環(huán)境破壞程度較小，對(duì)現(xiàn)代化建筑行業(yè)的發(fā)展具有促進(jìn)作用[8]。

綠色建筑設(shè)計(jì)理念作為一項(xiàng)新型理念，在具體的應(yīng)用過程中，需要嚴(yán)格把控設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)，主要體現(xiàn)在具體的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)方面。例如，應(yīng)當(dāng)對(duì)建筑施工中的能源損耗情況以及環(huán)境污染指標(biāo)做出評(píng)估，根據(jù)評(píng)估等級(jí)結(jié)果，預(yù)先制定對(duì)應(yīng)的解決方案以控制風(fēng)險(xiǎn)。把控設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)能夠提高住宅、環(huán)境建設(shè)的質(zhì)量，避免對(duì)居民生活及生態(tài)環(huán)境造成影響。建筑施工中，應(yīng)當(dāng)從全局視角出發(fā)，科學(xué)合理地安排施工進(jìn)度與順序，避免由于重復(fù)施工產(chǎn)生的能源損耗。綠色建筑設(shè)計(jì)理念在應(yīng)用過程中還應(yīng)當(dāng)綜合考慮環(huán)境變化規(guī)律，在落實(shí)環(huán)保設(shè)計(jì)、能源節(jié)約的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益的協(xié)同發(fā)展。

2 基于綠色建筑設(shè)計(jì)理念的住宅、環(huán)境研究

2.1 住宅結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)

住宅的結(jié)構(gòu)布局作為建筑設(shè)計(jì)的重要組成部分，對(duì)建筑整體的環(huán)境、綠化、樓體結(jié)構(gòu)具有較大影響。依據(jù)綠色建筑設(shè)計(jì)理念，本文在設(shè)計(jì)住宅小區(qū)的整體結(jié)構(gòu)布局時(shí)，從自然環(huán)境與建筑形體之間的關(guān)系出發(fā)，首先設(shè)計(jì)建筑形體的尺寸。利用傳感器，采集住宅小區(qū)所處位置的主導(dǎo)風(fēng)向信息，獲取住宅小區(qū)主導(dǎo)風(fēng)向?qū)ㄖ误w的影響，使住宅小區(qū)具有適宜的通風(fēng)環(huán)境。根據(jù)通風(fēng)環(huán)境的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)建筑中部區(qū)域的形體尺寸與結(jié)構(gòu)，減少建筑形體的凹凸變化。在住宅布局結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，相鄰的樓棟之間應(yīng)當(dāng)設(shè)置連廊、廊道，如圖1所示。

圖1 建筑樓棟連廊示意圖

如圖1所示，樓棟之間的連廊一方面能夠增進(jìn)建筑出入口與空間的銜接，發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)，可以作為消防通道，提高居民的安全性，另一方面連廊能夠在雨雪等不利天氣時(shí)，作為步行系統(tǒng)，為居民生活提供功能性出入口。

2.2 住宅室外活動(dòng)環(huán)境設(shè)計(jì)

基于上述住宅、環(huán)境建筑整體結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)結(jié)束后，針對(duì)居民的生活活動(dòng)需求，對(duì)住宅室外活動(dòng)環(huán)境進(jìn)行全方位設(shè)計(jì)。首先，室外活動(dòng)場(chǎng)地位置的選取至關(guān)重要，應(yīng)當(dāng)充分考慮居民活動(dòng)的安全性與舒適性，保證活動(dòng)環(huán)境對(duì)于陽光與通風(fēng)的需求。另外，本文認(rèn)為，應(yīng)當(dāng)將室外活動(dòng)場(chǎng)地設(shè)置在小區(qū)的中心位置，廣泛吸引居民的注意，提高住宅小區(qū)內(nèi)居民參與室外活動(dòng)的興趣。本文設(shè)計(jì)的住宅室外活動(dòng)場(chǎng)地與設(shè)施結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

圖2 室外活動(dòng)場(chǎng)地及設(shè)施示意圖

如圖2所示，將室外活動(dòng)場(chǎng)地設(shè)置在距離道路較遠(yuǎn)的位置，基于老年人、兒童等不同角度，綜合考慮小區(qū)內(nèi)的整體風(fēng)格與建筑內(nèi)外一體化設(shè)計(jì)，安裝養(yǎng)老設(shè)施、兒童設(shè)施以及健身器材等，滿足不同年齡段居民活動(dòng)的需求。

設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)與施工單位共同對(duì)住宅小區(qū)的地質(zhì)特征進(jìn)行深層次調(diào)查，判斷住宅小區(qū)的地質(zhì)是否符合綠色建筑的設(shè)計(jì)理念。在室外活動(dòng)環(huán)境的設(shè)計(jì)方面，設(shè)計(jì)合理的活動(dòng)場(chǎng)地布局，提高室外環(huán)境資源的利用率，對(duì)原地形進(jìn)行優(yōu)化改造，以減少施工成本與能源的損耗。結(jié)合室外環(huán)境現(xiàn)有資源，例如河流、蓄水池等，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，將其改造為小區(qū)的生態(tài)草溝、生態(tài)凈水池等，在提高小區(qū)室外環(huán)境美觀度的同時(shí)，也響應(yīng)了綠色建筑設(shè)計(jì)理念的環(huán)保要求。

2.3 建筑遮陽設(shè)計(jì)

夏季的陽光普遍較強(qiáng)烈，過度的日照時(shí)間與強(qiáng)度對(duì)居民的身體健康具有不利影響。基于此，本文結(jié)合綠色建筑設(shè)計(jì)理念，對(duì)建筑的外部遮陽結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。在建筑的南向窗口安裝水平遮陽構(gòu)件，通過加深樓體屋檐的方式，阻擋太陽強(qiáng)度較大的日照，在東西方面的窗口位置可以安裝垂直遮陽構(gòu)件，阻擋“西曬”的陽光。除了南向窗口與東西向窗口外，本文對(duì)建筑空間的其他外圍遮陽結(jié)構(gòu)也進(jìn)行了相應(yīng)的設(shè)計(jì)，對(duì)應(yīng)類型與具體的適用位置見表1。

表1 建筑空間外圍遮陽結(jié)構(gòu)類型

針對(duì)不同的建筑空間外圍結(jié)構(gòu)與朝向位置，采用的遮陽結(jié)構(gòu)類型也不同。建筑空間外圍遮陽結(jié)構(gòu)類除了表1中所列的以外，還有遮陽板、遮陽簾、建筑形體自遮陽與屋頂遮陽等方式。遮陽板適用于光照強(qiáng)度較大的情況下，能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度，但其耐久性較差，在使用過程中需要避免強(qiáng)風(fēng)天氣；遮陽簾可用于遮擋光照，也可用于擋風(fēng)遮雨，實(shí)用性相對(duì)較強(qiáng)；建筑形體自遮陽方式應(yīng)用范圍具有較大的限制性，需要考慮建筑結(jié)構(gòu)的形體系數(shù)，與建筑的空間功能相結(jié)合；屋頂遮陽的方式能夠有效減少屋內(nèi)吸收的熱量，主要采用綠化作為遮陽的一部分，適用于屋面活動(dòng)區(qū)域。

綜上所述，針對(duì)不同的建筑結(jié)構(gòu)與光照位置，應(yīng)當(dāng)選取對(duì)應(yīng)的遮陽結(jié)構(gòu)類型，以有效地降低強(qiáng)度過大的太陽光對(duì)人體產(chǎn)生的影響。

2.4 住宅環(huán)境交通規(guī)劃設(shè)計(jì)

基于綠色建筑設(shè)計(jì)理念，在住宅環(huán)境交通規(guī)劃設(shè)計(jì)方面，本文認(rèn)為應(yīng)當(dāng)充分將住宅小區(qū)周邊的環(huán)境融合到設(shè)計(jì)中，共同設(shè)計(jì)建筑項(xiàng)目的整體規(guī)劃。結(jié)合住宅周邊的道路交通狀況，充分考慮不同年齡段居民的居住需求，首先，針對(duì)住宅周邊環(huán)境的道路交通進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)。從老年人的角度考慮，多數(shù)老年人在行動(dòng)與反應(yīng)方面存在遲緩的現(xiàn)象，在住宅環(huán)境的交通規(guī)劃中，應(yīng)當(dāng)設(shè)立老年人專屬的步行路線，在小區(qū)及周邊道路內(nèi)設(shè)置人車分流的形式，車輛與行人之間互不干擾，避免行駛車輛對(duì)老年人造成傷害。部分老年人的視力會(huì)出現(xiàn)一定程度的下降，在交通規(guī)劃設(shè)計(jì)中，應(yīng)采用差異性較大的顏色種類，區(qū)分人行道與車行道，為老年人辨識(shí)道路提供方便。在車行道的位置設(shè)置明顯的提醒標(biāo)識(shí)，以滿足適老化的設(shè)計(jì)需求。

從所有的居住用戶角度出發(fā)，在住宅環(huán)境人行道路材質(zhì)選擇方面，基于綠色建筑設(shè)計(jì)理念，應(yīng)當(dāng)選擇平整防滑、滲水性強(qiáng)、具有較大彈性的綠色鋪地材料，避免居民在行走過程中出現(xiàn)滑倒的情況。在住宅小區(qū)內(nèi)道路高差較大的情況下，應(yīng)當(dāng)采用集中處理的方式，改善道路高差，提高住宅、環(huán)境的舒適度。

3 對(duì)比分析

為了進(jìn)一步對(duì)本文提出的基于綠色建筑設(shè)計(jì)理念的住宅、環(huán)境設(shè)計(jì)的實(shí)際應(yīng)用效果做出分析，本次實(shí)驗(yàn)以某住宅小區(qū)設(shè)計(jì)項(xiàng)目為研究對(duì)象，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。該住宅小區(qū)設(shè)計(jì)項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

圖3 某住宅小區(qū)總平面規(guī)劃圖

如圖3所示，該住宅小區(qū)規(guī)劃用地面積為2.25 hm2，周邊配套設(shè)施較為完善，在小區(qū)內(nèi)布置了公園、活動(dòng)中心、游泳池、籃球場(chǎng)等，生活便捷，交通便利，住宅小區(qū)的整體區(qū)域位置優(yōu)越。該住宅小區(qū)設(shè)計(jì)項(xiàng)目所處地區(qū)的溫差較大，在夏季通常為高溫、低濕天氣，冬季空氣干燥、氣溫與相對(duì)濕度均較低。為了保證住宅居住環(huán)境的舒適性，本次實(shí)驗(yàn)首先對(duì)該住宅小區(qū)的環(huán)境與氣候進(jìn)行了全方位分析，掌握了項(xiàng)目的具體信息；接下來，選取適宜的技術(shù)，對(duì)住宅的建筑空間布局進(jìn)行設(shè)計(jì)。綜合上述氣候因素，基于保溫隔熱原則，確定住宅建筑的最佳朝向，將太陽能采暖與自然通風(fēng)合理地應(yīng)用到住宅環(huán)境設(shè)計(jì)中。住宅建筑朝向明確后，運(yùn)用BIM技術(shù)建立住宅的布局模型。基于BIM與CFD計(jì)算分析軟件，對(duì)建筑主體的遮擋影響進(jìn)行全方位分析，按照綠色建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與國家規(guī)范的日照時(shí)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)住宅建筑的布局進(jìn)行不斷調(diào)整，最終確定具體的建筑布局設(shè)計(jì)方案。以環(huán)保性與節(jié)約性為主要設(shè)計(jì)目標(biāo)，設(shè)計(jì)住宅建筑的整體造型。結(jié)合建筑的整體空間規(guī)劃，設(shè)計(jì)住宅的窗墻比例。為了避免住宅小區(qū)接收過量的熱輻射量，本次實(shí)驗(yàn)在開窗位置與形式方面進(jìn)行合理調(diào)整，使住宅室內(nèi)達(dá)到最適宜人體的熱環(huán)境。建筑的整體造型設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)充分考慮建筑的日照時(shí)數(shù)與熱輻射量，在實(shí)現(xiàn)環(huán)保、節(jié)約目標(biāo)的同時(shí)，為居民提供最舒適的環(huán)境。在住宅項(xiàng)目設(shè)計(jì)建筑材料選取中，以綠色環(huán)保建材為選取的核心，盡量選用耐久性能良好、低碳、能夠自動(dòng)降解的建筑材料，降低材料使用后對(duì)大氣與環(huán)境造成的污染，減少建筑廢料的產(chǎn)生。另外，住宅建筑外墻的導(dǎo)熱性能是否良好，對(duì)綠色建筑設(shè)計(jì)也具有一定的影響，本次住宅項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，采用高熱容保護(hù)結(jié)構(gòu)提高住宅外墻的導(dǎo)熱性能，具有較高的熱舒適度。

為了驗(yàn)證本文提出的基于綠色建筑設(shè)計(jì)理念的住宅、環(huán)境設(shè)計(jì)在居住舒適度方面的可行性，設(shè)置本文提出的住宅、環(huán)境設(shè)計(jì)為實(shí)驗(yàn)組，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法為對(duì)照組，分別選取項(xiàng)目中不同樓棟的不同戶型，將住宅功能區(qū)的采光達(dá)標(biāo)面積作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)比采光達(dá)標(biāo)面積比例，結(jié)果見表2。

表2 住宅功能區(qū)采光達(dá)標(biāo)面積比例對(duì)比結(jié)果

由表2可知，在該項(xiàng)目不同樓棟不同戶型情況下，按照本文提出的基于綠色建筑設(shè)計(jì)理念的住宅、環(huán)境設(shè)計(jì)方法，住宅功能區(qū)的采光達(dá)標(biāo)面積比例均在96%以上，與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法相比優(yōu)勢(shì)顯著，在滿足綠色建筑設(shè)計(jì)的同時(shí)，住宅、環(huán)境整體的舒適度也得到了提升。

4 結(jié)束語

綜上所述，本文將綠色建筑設(shè)計(jì)理念與住宅、環(huán)境的設(shè)計(jì)相結(jié)合，從節(jié)約資源、減少環(huán)境污染的角度出發(fā)，設(shè)計(jì)出舒適度較高、適宜人們居住的綠色建筑。本文提出的設(shè)計(jì)方案，能改善傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)中能源消耗量大、施工污染嚴(yán)重的不足，一方面實(shí)現(xiàn)了降低能耗、節(jié)約能源、建設(shè)健康舒適居住環(huán)境的目標(biāo)，另一方面促進(jìn)了人與自然的可持續(xù)發(fā)展，推動(dòng)了綠色建筑與可持續(xù)發(fā)展理念的落實(shí)。