基于綠色建筑理念的高層民用住宅設(shè)計探討

邢葉

晟遠工程設(shè)計集團有限公司 山東 煙臺 264000

1 綠色建筑設(shè)計內(nèi)容及要求

目前，綠色建筑設(shè)計理念已經(jīng)滲透到建筑設(shè)計的各個細節(jié)中。綠色建筑設(shè)計的核心內(nèi)容是使建筑產(chǎn)品盡可能回歸自然環(huán)保的設(shè)計風格，更加注重資源利用的節(jié)約原則，全面提高能源利用效率。在建筑結(jié)構(gòu)的平面布置和總體設(shè)計中，可根據(jù)本工程的地質(zhì)、氣候、環(huán)境等情況，合理運用自然采光和通風，優(yōu)化建筑的室內(nèi)通風設(shè)計和采光設(shè)計。在施工中，盡量利用可再生能源，巧妙地將施工項目與周邊環(huán)境相結(jié)合，盡量減少施工項目對周邊生態(tài)的負面影響，創(chuàng)造更加自然和諧的室內(nèi)外環(huán)境。高層民用建筑的工程設(shè)計應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的工程設(shè)計應(yīng)用年限，并對工程建設(shè)及后續(xù)使用周期做出相應(yīng)規(guī)定。為了使建設(shè)項目在既定使用年限內(nèi)處于良好的使用狀態(tài)，內(nèi)部功能能夠正常使用，應(yīng)充分運用綠色建筑設(shè)計理念，對照明設(shè)計、暖通設(shè)計、照明設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計進行優(yōu)化調(diào)整，項目的節(jié)能設(shè)計等環(huán)節(jié)在保證建設(shè)項目功能完善的前提下，充分實現(xiàn)項目的綠色生態(tài)建設(shè)。目前，建筑用戶更注重建筑項目的使用舒適性和生活體驗，包括室內(nèi)空間平面的感官設(shè)計和室內(nèi)裝飾材料的應(yīng)用。建筑應(yīng)采用無毒裝飾材料，防止污染物或有毒物質(zhì)在室內(nèi)揮發(fā)，為建筑使用者提供更好的生活環(huán)境。目前，許多建筑工程設(shè)計使用照明系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)來取代自然照明和自然風。如果建筑物使用者長期居住在缺乏自然光源的建筑物中，將對其自身健康產(chǎn)生不利影響。在綠色建筑設(shè)計中，增加建筑自然采光占用面積，優(yōu)化室內(nèi)外通風設(shè)置，著力打造低碳綠色舒適生活空間[1]。

2 綠色建筑設(shè)計理念應(yīng)用原則分析

2.1 生態(tài)環(huán)境保護原則

綠色建筑設(shè)計理念應(yīng)用的主要功能是使建設(shè)項目在實際施工過程中不會對環(huán)境造成任何破壞。在實際設(shè)計中，必須遵循生態(tài)環(huán)境保護的原則。讓所有建筑工程設(shè)計環(huán)節(jié)與周圍環(huán)境形成穩(wěn)定和諧的整體。建筑工程設(shè)計結(jié)構(gòu)不能破壞自然資源的生態(tài)環(huán)境。要充分保護植被、水資源等自然條件。實現(xiàn)高層住宅建筑結(jié)構(gòu)與生態(tài)、自然環(huán)境融為一體，和諧共存。通過綠色建筑設(shè)計理念的應(yīng)用，可以改善和避免傳統(tǒng)工程設(shè)計中的環(huán)境污染問題。

2.2 節(jié)能性原則

隨著可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的不斷推進，絕大多數(shù)建筑設(shè)計將強調(diào)節(jié)能減排和綠色環(huán)保的相關(guān)內(nèi)容。在所有的建筑形式中，高層民用住宅作為一種高耗能建筑形式，需要在設(shè)計過程中充分考慮綠色建筑的概念，靈活使用節(jié)能減排手段，確保綠色建筑設(shè)計具有前瞻性和實用性。也就是說，在設(shè)計過程中，相關(guān)設(shè)計人員不能將建筑節(jié)能設(shè)計局限于建筑的一個方面，而應(yīng)以整體的角度為出發(fā)點，充分利用建筑的實際特點和周圍的環(huán)境資源，最終最大限度地降低綠色建筑的實際能耗。例如，在光照充足、光照持續(xù)時間較長的地區(qū)，相關(guān)設(shè)計人員應(yīng)在綠色建筑設(shè)計中靈活使用太陽能設(shè)備，以減少綠色建筑對能源網(wǎng)絡(luò)的依賴，提高建筑的節(jié)能效果。

2.3 提升建筑土地資源利用率

近年來，我國不斷優(yōu)化和調(diào)整土地資源利用規(guī)劃，增加農(nóng)業(yè)用地面積，住宅建設(shè)用地本身資源相對稀缺，過去的住宅建設(shè)用地也存在著土地資源的浪費。在應(yīng)用綠色建筑設(shè)計理念時，需要注意提高建設(shè)用地資源的利用率，高層建筑結(jié)構(gòu)之所以能夠廣泛應(yīng)用，是因為高層住宅用地面積小，可以緩解土地資源的短缺。此外，建筑墻體材料的設(shè)計應(yīng)選用現(xiàn)代綠色環(huán)保材料，如空心砌塊、現(xiàn)代板材等，這些都是性能更好的環(huán)保建筑材料[2]。

2.4 綜合建筑整體結(jié)構(gòu)開展設(shè)計

在應(yīng)用綠色建筑設(shè)計理念的過程中，我們應(yīng)該從整體的角度對高層住宅的工程結(jié)構(gòu)和施工進行規(guī)劃和設(shè)計。我們不能盲目列舉和應(yīng)用綠色生態(tài)技術(shù)。還要全面了解住宅建設(shè)的整體環(huán)境，包括天氣條件，施工季節(jié)通過綜合分析調(diào)整施工區(qū)域的整體經(jīng)濟水平和當?shù)匚幕卣?，確保當?shù)亟Y(jié)構(gòu)與整個建筑的協(xié)調(diào)。在綠色環(huán)保設(shè)備和生態(tài)技術(shù)的應(yīng)用過程中，應(yīng)充分考慮住宅建筑設(shè)計的實際需要，確保其應(yīng)用的適用性，促進綠色環(huán)保功能的充分發(fā)揮。

3 綠色建筑理念在高層民用住宅設(shè)計中的應(yīng)用

3.1 選址

隨著城市化的不斷推進，城鎮(zhèn)土地資源日益稀缺。因此，其他建筑物將不可避免地存在于待建建筑物的周圍區(qū)域，不同的建筑物將對待建建筑物產(chǎn)生不同的影響。如果在設(shè)計階段沒有充分考慮相關(guān)內(nèi)容，將嚴重影響綠色建筑理念在高層民用住宅設(shè)計中的應(yīng)用效果。為此，在實際設(shè)計前應(yīng)充分考慮以下幾個方面。一是全面測量建筑區(qū)域的采光效果，主要包括光照持續(xù)時間、光照方向、周圍建筑的遮光等；二是測量建筑風環(huán)境。即使在同一個城市，不同地區(qū)、不同高度的風環(huán)境條件也是不同的。因此，在建筑選址的過程中，必須充分考慮周圍風環(huán)境與建筑物的樓層數(shù)量和高度的結(jié)合。第三，在綠色建筑理念中，高層建筑周圍的所有資源都需要進行相應(yīng)的考慮和分析，以確定它們何時能夠在綠色建筑設(shè)計中得到反映和影響。特別是，應(yīng)調(diào)查和考慮地下水資源、地熱資源和其他相關(guān)資源，以減少建筑物對資源網(wǎng)絡(luò)的依賴。第四，為了降低施工成本，縮短施工周期，還需要對周邊交通環(huán)境進行研究分析，確保施工材料能夠盡快運抵施工現(xiàn)場。

3.2 住宅建筑樓體結(jié)構(gòu)設(shè)計

高層住宅建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計直接影響到整個建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。目前，高層住宅的層數(shù)不斷增加，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計提出了更高的要求。在具體設(shè)計中需要考慮更多的質(zhì)量影響因素。有必要在設(shè)計階段對高層住宅建筑結(jié)構(gòu)進行施工模擬，詳細了解設(shè)計的實際效果和可能出現(xiàn)的問題。在綠色建筑設(shè)計理念的應(yīng)用下，設(shè)計師可以基于BIM技術(shù)進行設(shè)計工作，幫助設(shè)計師有效解決建筑工程設(shè)計中的問題。BIM技術(shù)以多種現(xiàn)代技術(shù)手段為基礎(chǔ)，形成了現(xiàn)代建筑設(shè)計體系?；谌S數(shù)字技術(shù)進行建筑工程總體設(shè)計。同時，與現(xiàn)有的CAD技術(shù)不同，它可以建立一個可視化的模型，更直觀地將建筑工程項目展示在設(shè)計人員面前。

3.3 通風光照設(shè)計

采光設(shè)計也是綠色建筑工程設(shè)計的重點之一。高層民用建筑設(shè)計時，建筑布局設(shè)計不宜過于密集，以免影響采光效果。設(shè)計師應(yīng)根據(jù)建設(shè)項目占地的經(jīng)緯度和太陽光輻射情況，合理設(shè)置建筑朝向，充分利用自然采光條件，優(yōu)化室內(nèi)采光效果。一般來說，在選擇建筑類型時，工程設(shè)計人員應(yīng)盡可能設(shè)計南北透明結(jié)構(gòu)類型。這種設(shè)計更有利于室內(nèi)結(jié)構(gòu)的自然通風，采光效果更加突出。此外，工程設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)建設(shè)項目的地理位置和氣候環(huán)境特點，合理設(shè)置建筑門窗面積和門窗安裝位置。門窗設(shè)計應(yīng)利于室內(nèi)外通風，盡量減少光污染，突出綠色建筑采光設(shè)計的優(yōu)勢[3]。

3.4 資源利用

目前，最常用的建筑資源利用方式是通過光能和風能發(fā)電技術(shù)將光能和風能轉(zhuǎn)化為電能，以滿足建筑的日常用電需求，減少建筑對電力系統(tǒng)的依賴。除上述常用的資源利用方式外，還可結(jié)合建筑物周圍的風環(huán)境設(shè)計通風系統(tǒng)，以減少對空調(diào)的需求。這種方法不僅可以降低建筑的實際能耗，而且可以提供更好的舒適體驗。在太陽能資源的利用中，可以利用太陽能對循環(huán)水進行加熱，然后進行建筑采暖循環(huán)設(shè)計，保證建筑的整體采暖效果。此外，還有地熱資源利用、垃圾無害化處理技術(shù)、生物肥料回收技術(shù)、綠化遮陽技術(shù)等，這些技術(shù)需要設(shè)計師在實際應(yīng)用過程中靈活選擇，確保建筑達到最佳節(jié)能舒適效果。

3.5 建筑工程施工材料和墻體的設(shè)計

綠色建筑設(shè)計理念在建筑材料和墻體規(guī)劃中的應(yīng)用主要是規(guī)范和優(yōu)化建筑材料的使用類型。在過去，傳統(tǒng)的高層住宅建筑項目將使用大量的混凝土和鋼筋材料。施工期間的資源消耗非常大。實際施工過程中產(chǎn)生的廢棄物較多，資源浪費現(xiàn)象明顯。在綠色建筑設(shè)計中，建筑材料需要使用更多的環(huán)保建筑材料。環(huán)保建材成本低，環(huán)保性能好。同時，保證和優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。在建筑工程材料的實際設(shè)計中，還應(yīng)根據(jù)工程建設(shè)的實際區(qū)域條件，合理規(guī)劃環(huán)保材料的使用類型。高層住宅建設(shè)項目的墻體包括內(nèi)墻和外墻。外墻屬于建筑工程的整體框架，具有防風、防雨、保溫的功能。外墻設(shè)有保溫層，可有效避免外界環(huán)境對外墻的破壞，提高保溫隔熱作用，使高層住宅建筑達到冬暖夏涼的目的。一般來說，在建筑材料和墻體的設(shè)計中，要注意節(jié)約資源，這不僅可以加強綠色環(huán)保理念的落實，還可以降低建設(shè)項目的建設(shè)成本。

3.6 水資源利用

中國作為一個人口大國，用水量巨大，水資源逐漸面臨短缺。因此，水資源的利用也是綠色建筑工程設(shè)計的關(guān)鍵內(nèi)容。在實際設(shè)計過程中，工程設(shè)計人員應(yīng)充分注意工程建設(shè)過程中水資源的利用，合理、充分地收集和利用雨水等自然水資源。目前，為滿足建筑消防安全標準，許多高層民用建筑項目在建設(shè)項目中節(jié)約了本項目消火栓所使用的應(yīng)急水池基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，但使用的是自來水用戶消火栓蓄水池中的水，這將造成自來水資源的浪費。在建設(shè)項目中，設(shè)計方可設(shè)置專門的雨水收集裝置，收集一定量的雨水，并輸送至建設(shè)項目消防專用儲水裝置，最大限度地提高雨水利用率，同時滿足建筑消防備用蓄水需求。設(shè)計師還可以建立專門的污水處理系統(tǒng)，對居民日常生活污水進行處理，并將其轉(zhuǎn)化為再生水用于灌溉、綠化或清潔。在中國一些降水量相對較少的地區(qū)，自來水通常用于灌溉社區(qū)的綠色植物。對于該區(qū)域的建設(shè)項目，設(shè)計師可以在屋頂區(qū)域設(shè)置一個專用的蓄水池裝置，在旱季利用該裝置收集的雨水灌溉社區(qū)的綠色植物。

3.7 被動式超低能耗建筑綜合施工技術(shù)

被動式超低能耗建筑作為一種能夠最大限度地減少建筑對外部能源需求的建筑形式，主要包括高效保溫技術(shù)、被動式外窗安裝技術(shù)、建筑外遮陽技術(shù)、地源熱泵技術(shù)、冷梁獨立新風技術(shù)、環(huán)保磨砂涂料地面技術(shù)等，這些被動式超低能耗建筑綜合施工技術(shù)的應(yīng)用將提高建筑保溫效果，減少建筑對外部能源的需求，提高建筑的整體舒適性和使用壽命，最大限度地滿足綠色建筑設(shè)計的相關(guān)需求。因此，在基于綠色建筑理念的高層民用住宅設(shè)計過程中，應(yīng)結(jié)合周邊環(huán)境的實際情況，優(yōu)先采用被動式超低能耗建筑綜合施工技術(shù)，以降低建筑能耗，提高建筑舒適度，滿足可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的目標和要求[4]。

4 結(jié)束語

未來，人們將越來越關(guān)注周圍的生態(tài)環(huán)境，不僅在植被數(shù)量上，而且在人與自然的共存上。要實現(xiàn)綠色住宅的科學發(fā)展，必須尊重自然發(fā)展規(guī)律，從當?shù)丨h(huán)境特點出發(fā)，科學規(guī)劃人類生活和綠色生態(tài)?？傊S著人們環(huán)保意識的提高，綠色建筑設(shè)計在居住建筑中的應(yīng)用越來越受到重視。傳統(tǒng)的建筑設(shè)計理念已不能滿足當代人的需求。在未來的發(fā)展中，綠色建筑設(shè)計是每個人追求的建筑形式。因此，設(shè)計師應(yīng)以地域特色為基礎(chǔ)，整合綠色環(huán)保意識，合理選擇建筑模式，逐步提高住宅和自然環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。