基于綠色生態(tài)理念下的城市住宅建筑設計分析

姚江浩

(寧波工程學院建筑與交通工程學院，浙江 寧波 315000)

現(xiàn)如今隨著我國經濟的空前發(fā)展，建筑行業(yè)也在不斷進步。人們開始強調建筑的環(huán)保性、綠色化，傳統(tǒng)城市住宅的設計隨著人們環(huán)保意識的不斷增強已經無法滿足當代人對住宅建筑的要求，在此大背景下綠色生態(tài)理念的城市住宅設計更能滿足社會的需求。城市住宅與綠色生態(tài)理念相融合的設計模式將會是未來城市發(fā)展的趨勢，通過建筑整體布局及環(huán)境營造，合理處理好城市與自然的關系，從而實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的城市住宅理念。

1 綠色生態(tài)理念建筑設計的意義

建筑是為了滿足人們生活的需要而產生的，隨著社會的生產和發(fā)展，自然資源也在被不斷破壞，越來越多的人開始關注自然生態(tài)，對建筑也提出了新的要求。綠色生態(tài)建筑順應時代潮流滿足人們生活的需求，將城市住宅與綠色生態(tài)理念相融合才能更好的實現(xiàn)建筑的可持續(xù)發(fā)展。因此，我們要將綠色生態(tài)理念運用到建筑設計中去，在發(fā)展中與環(huán)境和諧共存，實現(xiàn)建筑的低能耗、低污染。

2 綠色生態(tài)理念建筑設計的要點

綠色建筑設計與傳統(tǒng)建筑設計不同，要求在設計與施工階段全過程的融入綠色生態(tài)理念，通過綠色材料與綠色技術的應用來實現(xiàn)建筑的低能耗與低污染，從而達到資源的可持續(xù)利用，實現(xiàn)對生態(tài)的保護。

為有效利用綠色技術，綠色建筑設計應從室內外環(huán)境、建筑布局、自然資源等入手充分考慮能源的消耗，以進一步提高資源的應用效率以及減少建筑使用中資源的損耗。在設計中要充分利用好當?shù)氐淖匀画h(huán)境資源，即從場地設計規(guī)劃開始對建筑的布局、朝向、形體和整個建筑群進行科學合理的布控，并根據當?shù)氐淖匀画h(huán)境，考慮到風能、太陽能和當?shù)亟ㄖ牧系荣Y源，利用綠色技術盡可能地降低建筑在施工與使用中的能耗。實現(xiàn)從設計到施工再到使用全方位的貫徹綠色生態(tài)理念，使建筑走向綠色，實現(xiàn)可持續(xù)性。

3 綠色生態(tài)城市住宅建筑設計分析

3.1 城市住宅設計要點

住宅類建筑要講究建筑的舒適度、美觀度、實用性以及經濟性,堅持以人為本的設計理念，讓住戶有更好的居住體驗。根據場地的實際情況進行規(guī)劃設計，在現(xiàn)代城市住宅設計中人們不單單只要求住宅的舒適性，考慮到人們對住宅的要求，建筑功能的多元化就顯得尤為重要，休閑性、觀賞性娛樂性等都是建筑功能多元化的體現(xiàn)。在考慮到建筑功能的同時還應注重環(huán)境設計，從建筑材料、建筑外觀、建筑布局等方面入手與場地環(huán)境相融合，利用錯層設計提高建筑的層次感與藝術性，突出住宅與周圍環(huán)境的和諧性，凸顯出建筑的自然特點。

城市住宅設計要做好人車分流，在保障道路通暢的同時合理劃分好機動車道與人行道，對小區(qū)道路設計不同路線、標志標線, 并結合實際情況通過地面機動車道過渡，將機動車引入地下或地面停車場，并對行人和車輛進行有效分離，提升住宅小區(qū)的安全性與便利性。

由于社會生產水平的提高，人們的要求也出現(xiàn)多元化的趨勢。因此，在設計規(guī)劃階段不僅要考慮到當前人們的需求還應考慮到未來住宅建筑發(fā)展的趨勢，使設計具有前瞻性，使居民在身心上都能感受到建筑的舒適、美觀與實用。

3.2 生態(tài)理念建筑設計分析

在進行生態(tài)理念建筑設計時，要追求人與自然、建筑與自然的和諧，即在設計時要將建筑與周圍環(huán)境看作一個整體，使建筑融入到環(huán)境中去。為實現(xiàn)建筑的生態(tài)性我們可以從兩個方面來考慮。一是建筑本身的材料、布局與外觀構造；二是將自然資源作為建筑設計的重要組成部分。在建筑設計時設計師就要對建筑使用的材料有一個大致的想法，在確保建筑材料安全性的前提下盡可能的提高其環(huán)保性，在材料運輸?shù)绞┕るA段最大程度地減少對環(huán)境的污染。建筑的布局也是影響建筑能耗的重要因素，它能直接影響到建筑的采光通風以及綠化系統(tǒng)。因此，合理的布局能有效地與環(huán)境相互融合，從而減少建筑的能耗以及提高環(huán)境舒適度。建筑的外觀構造是其內部空間結構的體現(xiàn)，也是實現(xiàn)與環(huán)境統(tǒng)一協(xié)調的關鍵因素。在設計生態(tài)建筑時要合理利用好場地周圍自然的采光、通風與自然景觀，這樣可以直接減少由照明系統(tǒng)、通風系統(tǒng)以及建筑周圍人工環(huán)境建設帶來的能源消耗。

4 綠色生態(tài)理念在城市住宅中的應用

綠色生態(tài)建筑理念是為了減少建筑的能耗與污染，從而達到對生態(tài)的保護。因此，在設計城市住宅時，我們要從設計到施工再到住戶使用，全方位的融合綠色生態(tài)理念，通過這種設計模式處理好城市與自然的關系。

4.1 建筑材料的節(jié)能應用

建筑材料是建筑設計施工階段中尤為重要的一部分，能直接影響到住宅建筑的經濟性與安全性。由于城市小區(qū)住宅要考慮其經濟性。因此，在綠色生態(tài)建筑設計時首先要考慮到材料的安全性，其次在節(jié)能與經濟上綜合考慮，以最低的成本制定出有效降低建筑能耗的方案。保溫設計是減少建筑能耗的重要手段，通過保溫設計可有效降低調節(jié)室內溫度所消耗的能源。建筑材料的類型與厚度會直接影響導熱系數(shù)，可以結合當?shù)氐沫h(huán)境選擇不同的建筑材料來實現(xiàn)保溫系統(tǒng)與采光系統(tǒng)的節(jié)能設計。

新型生態(tài)建筑材料相較于傳統(tǒng)建筑材料，在保障建筑材料安全性能的前提下能夠提升建筑采光、保溫等效果。在建筑施工過程中建筑墻體為建筑圍護結構的重要構成會對建筑材料產生較多的消耗。為使建筑墻體具有良好的保溫、防水功能，在傳統(tǒng)的墻體施工期間會考慮通過加厚墻體的方法來提升保溫效果，但由于不同地區(qū)環(huán)境的不同，對于較寒冷的地區(qū)，這種方法提升的保溫效果并不理想，并且提高了對建筑材料的消耗，使得能源產生過更多的損耗。因此，和以往傳統(tǒng)的材料相比，采用新型生態(tài)建筑材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)實心磚模式，具有明顯的優(yōu)勢，使用新型墻體材料是建筑行業(yè)的一種必然趨勢。采用與建筑結構相適宜的新型墻體材料，在新型墻體材料的技術支撐下進一步提升建筑節(jié)能的效果從而實現(xiàn)建筑施工及使用期間的低能耗，低污染。

4.2 建筑布局的節(jié)能應用

在綠色生態(tài)建筑設計理念中，建筑的布局也是直接減少建筑能耗的重要因素。建筑所處的環(huán)境會對建筑的節(jié)能性產生一定的影響。在城市住宅空間規(guī)劃與布局期間，分析和計算建筑施工可能產生的能耗, 選取地質條件較好的地塊作為施工的最優(yōu)地塊，按照場地的自然環(huán)境合理布置道路與綠化部分。將城市住宅周圍的自然環(huán)境作為公共資源得以可持續(xù)利用，實現(xiàn)住宅小區(qū)整體的生態(tài)化，從而減少人工綠化帶來的能源損耗?？紤]到場地的氣候類型和條件，根據不同地區(qū)的光照情況，選擇最有利的朝向可獲取最好的采光以及通風量，并通過斜列式、錯列式的布局設置最大化地擴大整個小區(qū)住宅的采光與通風量，通過不同生態(tài)設計的空間組合從整體上減少照明與暖通系統(tǒng)帶來的能耗。

4.3 建筑外立面的節(jié)能應用

從綠色生態(tài)方面考慮，建筑外立面的開窗及建筑物的顏色是影響建筑蓄熱調節(jié)室內外溫差的重要影響因素，較深的顏色更利于吸收太陽輻射，起到較好的蓄熱功能。而較淺的顏色可以更好的反射熱量，因此，根據場地的氣候類型和條件以及居民的要求選取合適的建筑外立面色調，使室內環(huán)境的溫度處在適宜的范圍內，方能減少不可再生資源的損耗。在開窗的設計中，由于窗戶是保證建筑采光和通風的基礎，為了追求更好的采光和通風在設計時往往會在規(guī)定范圍內追求更大的開窗，但開窗的大小會直接影響到室內熱損失比例以及冷空氣滲入率。因此為了保證住宅空間的采光和通風效果的同時，又要減少建筑暖通、照明系統(tǒng)帶來的能耗，在選擇門窗時要優(yōu)先選用熱性能良好的門窗材料，科學規(guī)劃門窗的朝向、大小、樣式，使建筑門窗可以最有效的利用光照、風及溫度等自然資源，而不是為了盲目追求節(jié)能以至于降低了照明率。

4.4 綠色生態(tài)技術的應用

住宅建筑的核心目標之一是營造健康舒適的人居環(huán)境，將綠色生態(tài)技術貫穿于綠色建筑的建設中去，實現(xiàn)建筑、人、自然的和諧共生。綠色生態(tài)技術可以讓建筑在發(fā)展中與環(huán)境和諧共存，實現(xiàn)建筑的低能耗，低污染。

4.4.1 節(jié)水設計

在住宅建筑設計中，節(jié)水設計是實現(xiàn)住宅小區(qū)生態(tài)化重要的一環(huán)。隨著我國人民生活水平的不斷提高, 人們在日常生活中對熱水的需求也大大提高了，因此住宅建筑中的熱水供應也成了節(jié)水設計中重要的環(huán)節(jié)。在試用熱水前往往會流失部分冷水，這部分冷水一般都是被浪費掉的，我們可以對這部分冷水進行再利用或者減少冷水的流失來達到節(jié)水的目的。熱水循環(huán)的三種方式:立管循環(huán)、干管循環(huán)和支管循環(huán)。浪費的冷水主要是管道內原先滯留的熱水冷卻成冷水，立管循環(huán)在經濟效益與節(jié)水效果上綜合考慮相較于干管循環(huán)和支管循環(huán)有著不錯的優(yōu)勢，因此采用合理的水循環(huán)模式對節(jié)水設計有著不可忽視的作用。近年來，海綿城市的理念受到廣泛關注。將海綿城市的理念與住宅建筑相結合，在建筑設計時利用海綿磚對雨水進行吸收和存儲，再通過滲水過濾系統(tǒng)讓雨水用于生活所需，提高對雨水的利用率。合理利用海綿磚還能防止雨水的侵蝕提高建筑材料的使用壽命，實現(xiàn)資源的循環(huán)再利用，有效減少建筑對資源的消耗。

4.4.2 自然通風設計

自然通風可分為風壓作用下的自然通風以及熱壓作用下的自然通風。根據建筑室內外溫差的不同，空氣會形成壓力差，自然通風設計便是通過分析建筑室內外壓力的差值來實現(xiàn)自然通風，這個差值會受自然環(huán)境、建筑體量、建筑構造等多方面因素的影響，這便需要建筑師對多方面因素綜合考慮提出合理的設計方案。如果室內溫度高于室外,建筑物的上部將會有較高的壓力,而下部存在較低的壓力。當這些位置存在孔口時,氣通過較低的開口進入，從上部流出。如果，室內溫度低于室外溫度,氣流方向相反。熱壓的大小取決于兩個開口處的高度差和內外的空氣密度差。在實際中,建筑師們多考慮開窗、建筑朝向、建筑群的布局等形式，為自然通風的利用提供有利的條件,使得建筑物能夠具有好的通風效果。合理利用自然通風能取代或部分取代傳統(tǒng)制冷空調系統(tǒng)，這樣不僅能節(jié)約能源還能提供新鮮的自然空氣。

4.4.3 太陽能設計

太陽能作為一種被廣泛應用的清潔、高效、取之不竭的資源一直備受人們的關注，將太陽能技術運用于住宅建筑設計中，既能滿足建筑低能耗、低污染的要求又能充分利用太陽能資源。有效利用好太陽能資源可大大減少對其他不可再生資源的浪費，減少對環(huán)境的污染。因此將住宅建筑設計與太陽能相結合就顯得尤為重要。

對太陽能的利用主要有主動式太陽能建筑技術與被動式太陽能建筑技術兩種，主動式太陽能技術往往與高新技術關系密切，需要涉及到將太陽能轉化為其他形式的能源，技術高端且復雜。主要是由太陽能集熱器、管道、風機或泵、儲熱裝置、室內散熱末端等組成的強制循環(huán)太陽能供熱系統(tǒng)，它將傳熱工質(水或空氣)通過太陽能集熱器輸送到蓄熱器或待供暖房間內。在建筑中的應用主要包括太陽能采熱和光伏發(fā)電。

在利用太陽能進行住宅建筑設計時，我們可以考慮通過被動式太陽能建筑技術來實現(xiàn)，即利用太陽能提供室內所需的熱能，而不用通過機械動力來實現(xiàn)熱量的傳遞。它不像主動式太陽能建筑技術那樣需要高新技術的支持，因此其多用于低技術綠色生態(tài)建筑中。在利用被動式太陽能建筑技術時，首先要對住宅建筑的朝向進行合理的排布，其次對太陽輻射帶來的熱能，選擇合適的建筑材料與建筑構造來實現(xiàn)對熱能的傳導與儲存，通過自然對流的方式傳導熱能，使建筑能達到冬天儲存太陽熱能而到夏天能散出室內熱能的目的，以減少調節(jié)室內溫度帶來的能源損耗。還可結合主動式太陽能建筑技術，利用較為常見的太陽能電板以及太陽能熱水器來減少建筑對電能的消耗。家用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)按是否向外輸出發(fā)電量分為以下兩類。

第一類為不帶儲能裝置系統(tǒng)適合日照時間較長的地區(qū)，第二類為帶儲能裝置系統(tǒng)適合日照時間較短的地區(qū)。可根據所處地區(qū)當?shù)氐淖匀画h(huán)境選擇不同的系統(tǒng)。太陽能光伏電池板可安裝在屋頂或安裝在最佳方向的屋前空地上，在安裝完太陽能光伏電池板時可通過計算測量微量調整太陽能光伏電池板的傾角以獲得最大的發(fā)電量?？萍荚诓粩噙M步光伏電池轉換效率也在不斷提高，在城市住宅建筑中采用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)作為輔助能源, 將會極大的節(jié)約能源和不可再生資源, 從而實現(xiàn)在發(fā)展中與環(huán)境和諧共存，實現(xiàn)建筑的低能耗，低污染。

5 結 語

總而言之，隨著經濟的發(fā)展，社會的進步，低能耗、低污染的綠色生態(tài)理念越來越受到人們的關注，我們必須在城市設計和規(guī)劃中堅持建設綠色生態(tài)城市，從而實現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展以及建筑、人與自然的和諧共生。只有住宅建筑被賦予全新的生命，它所承載的生活才能更貼近人內心的需求，實現(xiàn)以人為本理念的同時打造出綠色生態(tài)的建筑體系。