綠色生態(tài)住宅設(shè)計(jì)研究

文／王浩、田園、尹永明 山東省建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司 山東濟(jì)南 250000

引言：

現(xiàn)代社會(huì)背景下，人們的經(jīng)濟(jì)條件得到了明顯改善，因此也提高了對(duì)居住環(huán)境的要求。住宅建筑的整體建設(shè)質(zhì)量，直接影響著人們的生活質(zhì)量，因此必須做好住宅設(shè)計(jì)，致力于打造生態(tài)宜居住宅。但以往的住宅設(shè)計(jì)中不重視節(jié)能、減排，使得施工階段、投入使用后需要消耗大量的資源、對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞?；诮ㄖ袠I(yè)的綠色發(fā)展趨勢(shì)，將綠色生態(tài)理念有機(jī)融入在住宅設(shè)計(jì)中，對(duì)于保障建筑行業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展有著重要的意義。

1、綠色生態(tài)住宅設(shè)計(jì)的原則

1.1 以人為本

創(chuàng)建可供人居住的建筑，是住宅設(shè)計(jì)的最終目的。因此，住宅設(shè)計(jì)中，應(yīng)遵循以人為本的原則，充分考慮人的需求，力求實(shí)現(xiàn)住宅與生態(tài)環(huán)境、人的和諧發(fā)展。如果住宅設(shè)計(jì)中，盲目追求節(jié)能環(huán)保，而忽視人性化設(shè)計(jì)，勢(shì)必會(huì)造成和諧度降低、健康舒適與節(jié)能環(huán)保相矛盾等問題。因此，住宅設(shè)計(jì)中，應(yīng)平衡好生態(tài)環(huán)境、人類居住環(huán)境需求之間的關(guān)系，堅(jiān)持以人為本的原則，提高住宅環(huán)境的人文元素、自然元素、建筑物特色等綜合設(shè)計(jì)效果，為人們打造資源高效利用、外部景觀與內(nèi)部環(huán)境優(yōu)化的生活體系，實(shí)現(xiàn)提高人們生活質(zhì)量、保障人們身體健康的目的。

1.2 降低能耗

降低能耗是綠色住宅設(shè)計(jì)中必須遵循的首要原則，同時(shí)低能耗的住宅也有利于改善人們的生活環(huán)境質(zhì)量，因此節(jié)能也是綠色生態(tài)住宅設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的一項(xiàng)原則。綠色生態(tài)住宅設(shè)計(jì)中，為實(shí)現(xiàn)能耗的降低，應(yīng)在致力于提高資源利用率的同時(shí)，積極應(yīng)用清潔型、可再生型以及可循環(huán)利用型的新能源。例如，選擇建材時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選擇可再生資源、低耗能材料，減少甚至避免對(duì)高耗能材料的使用，建造技術(shù)可以選擇裝配式技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)能耗的降低。

1.3 回歸自然

隨著人類改造環(huán)境能力的提高，很多設(shè)計(jì)人員在住宅設(shè)計(jì)中一味追求新穎感、獨(dú)特感，不重視環(huán)境效應(yīng)，使得住宅變成了環(huán)境的負(fù)擔(dān)、不和諧物。為避免這樣的問題，綠色生態(tài)住宅設(shè)計(jì)中，應(yīng)遵循回歸自然的原則，確保住宅的生態(tài)效應(yīng)。例如，可以適當(dāng)增加住宅的綠化面積、種植花草樹木等；可以在住宅設(shè)計(jì)中有機(jī)融入“海綿城市”理念，提高水資源利用率，改善城市熱島問題。住宅設(shè)計(jì)中堅(jiān)持回歸自然的理念，可以使住宅建筑物、生態(tài)環(huán)境之間更加和諧，也有利于提高人們的生活質(zhì)量。

2、綠色生態(tài)住宅設(shè)計(jì)的策略

2.1 生活區(qū)綠色生態(tài)設(shè)計(jì)

住宅建設(shè)過程中需要使用大量的混凝土、涂料、砌塊等材料，且建筑內(nèi)部存在各種裝飾裝修材料，其中很多材料會(huì)釋放甲醛等有毒有害物質(zhì)，住宅區(qū)人員密集，這些有毒有害物質(zhì)會(huì)給人體健康造成嚴(yán)重的危害。同時(shí)，住宅區(qū)具有人流量過大、建筑物高度較高、建筑密集等特征，因此會(huì)導(dǎo)致局部環(huán)境溫度過高，形成熱島效應(yīng)，降低住宅小區(qū)的宜居性。面對(duì)這樣的情況，綠色生態(tài)住宅設(shè)計(jì)中，應(yīng)結(jié)合住宅建設(shè)材料、建筑裝飾裝修材料的實(shí)際情況，在室內(nèi)、室外種植綠色植物，以起到凈化空氣的效果，提高住宅小區(qū)的宜居性；建筑設(shè)計(jì)中，可以通過設(shè)置氣流隱藏通道，來加快室內(nèi)、室外氣體的交換，達(dá)到凈化建筑室內(nèi)空氣的效果，保障人們的身體健康；應(yīng)適當(dāng)增加住宅小區(qū)的綠化率，確保其滿足相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求，可以將綠化景觀與水系景觀有機(jī)結(jié)合起來，通過集中性大面積植被、大體積水源，來改善熱島效應(yīng)。

2.2 住宅小區(qū)整體綠化設(shè)計(jì)

為打造綠色生態(tài)宜居住宅，住宅設(shè)計(jì)中，應(yīng)在條件允許范圍內(nèi)盡可能增加小區(qū)的綠地面積，最大限度提高平面綠化覆蓋率。在實(shí)踐中，住宅小區(qū)整體綠化設(shè)計(jì)應(yīng)充分體現(xiàn)出布局的層次感與立體感，從而既滿足人們的行走需求，又滿足人們的觀賞需求。在具體的綠化植物選擇中，宜優(yōu)選鄉(xiāng)土植物和環(huán)保保健型植物作為綠化景觀中的主要綠植，因?yàn)猷l(xiāng)土植物的成本低廉、存活容易、栽植方便、與當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境適應(yīng)性好，環(huán)保保健型植物的環(huán)保和保健效益好。此外，還可以在住宅小區(qū)整體綠化設(shè)計(jì)中巧妙借助一些景觀步道、小品等對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行豐富，從而進(jìn)一步增強(qiáng)綠化景觀的整體藝術(shù)效果。

2.3 建筑的綠化設(shè)計(jì)

綠色生態(tài)住宅設(shè)計(jì)中，應(yīng)采取有效的措施，增加建筑的綠化面積，營(yíng)造良性微氣候，提高建筑的居住舒適性。建筑綠化設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)建筑的實(shí)際情況，選擇合適的綠化方式。例如，可以采取立面綠化的方式，也就是在建筑物的外墻種植植物，在選擇植物種類的時(shí)候，應(yīng)選擇野葡萄、常春藤等攀爬類植物，以營(yíng)造良好的立體空間綠化景觀。立面綠化的優(yōu)勢(shì)在于，可以起到裝飾作用，使建筑物更具特色，增強(qiáng)住宅小區(qū)的美觀度；可減少陽光直射，起到降溫的效果，改善住宅小區(qū)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。再如，可以采取陽臺(tái)綠化的方式，也就是在建筑物的陽臺(tái)種植植物。陽臺(tái)可分為半凹半凸、凸、凹三種不同形式，不同形式會(huì)產(chǎn)生不同的通風(fēng)、日照情況，并形成不同的小氣候。實(shí)踐中，應(yīng)根據(jù)陽臺(tái)的實(shí)際情況，對(duì)不同習(xí)性的植物進(jìn)行合理選擇，如抗干旱植物還是喜潮濕植物、喜陰還是喜陽的植物等，但需要注意的是，陽臺(tái)綠化中，應(yīng)對(duì)植物的高度進(jìn)行合理控制，不可影響室內(nèi)采光、通風(fēng)。陽臺(tái)綠化的優(yōu)勢(shì)主要是可以美化建筑立面造型、使室內(nèi)獲得優(yōu)美的景觀，還有利于改善城市景觀。此外，還可以采取建設(shè)屋頂花園的方式，也就是在屋頂種植一些低矮植物、花卉。屋頂花園是一種新興的綠化設(shè)計(jì)方式，有著理想的效果，還可以作為住宅小區(qū)的公共活動(dòng)空間，為人們提供休閑、交流的場(chǎng)所。但需要注意的是，屋頂花園對(duì)屋頂?shù)囊筝^高，尤其是防水要求，應(yīng)適當(dāng)提高屋頂防水標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 住宅環(huán)境噪聲防控設(shè)計(jì)

受到交通、工程施工等因素的影響，居民住宅區(qū)存在著嚴(yán)重的噪聲污染，已經(jīng)成為影響人們生活質(zhì)量的主要因素。鑒于此，綠色生態(tài)住宅設(shè)計(jì)中，應(yīng)高度重視噪聲污染問題，采用合理的降噪措施，減輕噪聲污染給人們帶來的不利影響。綠色生態(tài)住宅設(shè)計(jì)前，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)住宅小區(qū)周圍的噪聲污染情況進(jìn)行調(diào)查，找出噪聲污染源、噪聲污染的原因。在綠色生態(tài)住宅設(shè)計(jì)中，應(yīng)采取有效的技術(shù)、材料來隔離噪聲，以減少噪聲給住宅小區(qū)居民造成的危害。例如，可以在住宅小區(qū)周圍種植綠色植被或者是布置隔聲墻，以達(dá)到增強(qiáng)空氣流動(dòng)、阻斷噪聲傳播渠道的效果。此外，還可以對(duì)住宅周圍的大型娛樂活動(dòng)、交通情況等進(jìn)行合理控制，以達(dá)到減輕噪聲污染的目的。

2.5 自然采光與通風(fēng)設(shè)計(jì)

實(shí)現(xiàn)住宅建筑的自然采光、通風(fēng)，可以降低對(duì)照明、取暖、空調(diào)等高效能設(shè)備的使用，達(dá)到降低能耗的目標(biāo)。首先，自然采光、取暖設(shè)計(jì)。應(yīng)充分考慮當(dāng)?shù)貧夂驐l件，對(duì)采光門窗的朝向、大小、形式進(jìn)行合理選擇。建筑物為北向的情況下，常年不能得到理想的采光；建筑物為東向、西向的情況下，冬季太陽光輻射相對(duì)較少，影響采光、取暖；建筑物為南向的時(shí)候，采光效率相對(duì)較高，但也要與遮陽裝置有機(jī)結(jié)合起來，以控制太陽光輻射帶來的熱量。為減少太陽光帶來的負(fù)面影響，應(yīng)當(dāng)靈活利用各種主動(dòng)、被動(dòng)的控制手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)熱量散失的有效控制，確保室內(nèi)環(huán)境的舒適性。其次，自然通風(fēng)設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)是降低能耗的一個(gè)主要措施。目前自然通風(fēng)可以通過風(fēng)壓通風(fēng)、熱壓通風(fēng)得以實(shí)現(xiàn)。風(fēng)壓通風(fēng)指的是在對(duì)建筑物的朝向、平面、剖面等因素進(jìn)行全面考慮的基礎(chǔ)上，結(jié)合建筑物的特性，以降低風(fēng)阻的方式來實(shí)現(xiàn)室內(nèi)通風(fēng)效果的提高，降低風(fēng)阻的方式包括安裝導(dǎo)風(fēng)裝置、安裝百葉窗、使門窗位于同一直線上等；熱壓通風(fēng)指的是，室內(nèi)外空氣存在著一定的溫度差，正是由于這種溫度差，使得室內(nèi)外的空氣能夠發(fā)生流動(dòng)，在建筑物的頂部設(shè)計(jì)開口，借助熱壓可以實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外空氣的有效流動(dòng)，達(dá)到自然通風(fēng)的效果。

3、綠色生態(tài)住宅的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)措施

3.1 主動(dòng)式節(jié)能

主動(dòng)式節(jié)能是建筑領(lǐng)域的主要節(jié)能措施之一，其指的是采取機(jī)械干預(yù)的手段來減少對(duì)能源的消耗。常用的主動(dòng)式節(jié)能措施有：第一，暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能改造。暖通空調(diào)系統(tǒng)是現(xiàn)代化建筑中不可缺少的重要組成部分之一，其主要作用是通風(fēng)換氣、調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，對(duì)建筑物的使用功能與舒適性產(chǎn)生著直接的影響。為實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗的降低，首先應(yīng)采用變頻技術(shù)，有研究指出，與非變頻模式的暖通空調(diào)相比，采取變頻方式的暖通空調(diào)，可以降低30%～50%左右的能耗；其次應(yīng)對(duì)熱源進(jìn)行合理選擇，從使用性能、節(jié)能效果方面來看，地源熱泵是比較理想的一種熱源，其熱源能量來自于地表下，任何一級(jí)能源不會(huì)發(fā)生損耗，單位體積內(nèi)的可利用能量非常大，所以能源利用率相對(duì)較高、節(jié)能效果較好；最后可以應(yīng)用太陽能技術(shù)，將太陽能收集裝置安裝在光照條件較好的地方，收集到太陽能后借助能量轉(zhuǎn)換裝置將其轉(zhuǎn)化為熱能后，再傳輸?shù)脚照{(diào)系統(tǒng)中，暖通空調(diào)系統(tǒng)中的太陽能，可以用于地板采暖、熱水供應(yīng)等方面，其主要作用的設(shè)備是集熱器。第二，照明系統(tǒng)的節(jié)能改造。為降低照明系統(tǒng)的能耗，首先應(yīng)合理選擇照明光源與燈具，高度較小的建筑中宜優(yōu)先選用熒光燈，目的是充分發(fā)揮出自然光的作用，有效滿足室內(nèi)光照需求；在高度較大的建筑中宜優(yōu)先選用金屬鹵化物燈，目的是保證室內(nèi)具有明顯的照明效果和穩(wěn)定持續(xù)的照明時(shí)間；在高度較大且維護(hù)難度較大的建筑中宜優(yōu)先選用無極熒光燈；在需要調(diào)光且具有頻繁開關(guān)燈要求的建筑中宜優(yōu)先選用LED 燈；其次應(yīng)建立現(xiàn)代智能照明控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)照明設(shè)備的自動(dòng)化、智能化監(jiān)控和控制。第三，給排水系統(tǒng)的節(jié)能改造。為提高水資源利用效率，避免水資源浪費(fèi)，應(yīng)對(duì)給排水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。首先應(yīng)積極應(yīng)用雨水回收利用技術(shù)，先借助相關(guān)裝置對(duì)雨水進(jìn)行有效收集，再對(duì)所收集的雨水實(shí)施凈化和進(jìn)行儲(chǔ)存，然后加以運(yùn)用；其次，應(yīng)積極應(yīng)用中水資源利用技術(shù)，對(duì)建筑中的生產(chǎn)和生活污水先實(shí)現(xiàn)有效的集中性處理，再實(shí)現(xiàn)有效的重復(fù)利用；最后可以結(jié)合“海綿城市”理念，雨季時(shí)過量的雨水通過海綿材料滲透至地下儲(chǔ)水系統(tǒng)中，再用于灌溉綠植或是沖洗路面和廁所等。

3.2 被動(dòng)式節(jié)能

被動(dòng)式節(jié)能是一種新興的建筑節(jié)能措施，這一概念起源于德國(guó)的“被動(dòng)房”，指的是采用非機(jī)械手段來降低建筑的能耗。常用的被動(dòng)式節(jié)能措施有：第一，合理布置建筑朝向。住宅小區(qū)設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)向、陽光照射高度等因素，合理確定建筑的朝向。在我國(guó)，建筑的朝向通常為“坐北朝南”，即使建筑與夏季主風(fēng)向的角度低于45 度，且與冬季的主風(fēng)向分離，可起到“冬暖夏涼”的效果。在夏季時(shí)，可用建筑物遮陽，減少制冷消耗的能源；冬季日照條件較好，起到采暖效果。第二，增強(qiáng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能。圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要由門窗、屋面、外墻組成。首先，可以選用一些節(jié)能性能佳且可減少門窗反射率的新型門窗材料，如節(jié)能型玻璃材料、低輻射玻璃材料、鋁等，并結(jié)合科學(xué)調(diào)節(jié)門窗比例、可見光比、遮陽系數(shù)、外窗氣密性等措施，達(dá)到既保證室內(nèi)良好的采光效果、又減少對(duì)建筑保溫效果的影響的目的；其次，可以在屋面設(shè)置淺色飾面，相關(guān)調(diào)查顯示，坡屋面的淺色飾面太陽輻射吸收率不高于0.7，平屋面的淺色飾面太陽輻射吸收率不高于0.5，可達(dá)到降低屋面溫度的效果，有利于降低能耗，也可以采用倒置式屋面，將倒置式屋面與具有良好防水性能的保溫材料結(jié)合起來，可起到理想的防水、隔熱保溫效果，同時(shí)將防水層與保溫層有機(jī)結(jié)合起來，可以延長(zhǎng)防水層的使用期限，避免頂樓漏水等現(xiàn)象的發(fā)生；最后應(yīng)選擇由保溫材料制成的外墻，并做好外墻的密封處理，來達(dá)到減少熱量流失、降低能耗的目的。第三，應(yīng)用可再生能源。應(yīng)用可再生能源是被動(dòng)式節(jié)能的主要方法之一，目前風(fēng)能、地?zé)崮?、太陽能在建筑領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用?？稍偕茉础⒌吞寄茉吹淖钣行Ю梅椒ㄊ菍?shí)現(xiàn)建筑上的即產(chǎn)即用。例如，可應(yīng)用地源熱泵，位于夏熱冬冷地區(qū)的建筑，冬季熱負(fù)荷低于夏季冷負(fù)荷，通過使用地源熱泵系統(tǒng)，可達(dá)到理想的效果，且能減少能耗；可應(yīng)用太陽能系統(tǒng)，設(shè)置分散集熱- 分散供熱太陽能熱水系統(tǒng)，將儲(chǔ)熱水箱與太陽能集熱器連接起來，并在儲(chǔ)熱水箱中安裝電加熱裝置，以滿足廚房、衛(wèi)生間等功能空間的熱水需求，同時(shí)設(shè)置短期、長(zhǎng)期儲(chǔ)熱設(shè)施，提高太陽能的利用率。

結(jié)語：

綜上，綠色生態(tài)住宅設(shè)計(jì)中，應(yīng)遵循以人為本、降低能耗、回歸自然的原則，做好生活區(qū)綠色生態(tài)設(shè)計(jì)、住宅小區(qū)整體綠化設(shè)計(jì)、建筑綠化設(shè)計(jì)、住宅環(huán)境噪聲防控設(shè)計(jì)、自然采光與通風(fēng)設(shè)計(jì)，并要采取主動(dòng)式節(jié)能、被動(dòng)式節(jié)能措施降低建筑的能耗，從而真正打造綠色生態(tài)住宅。