綠色建筑在節(jié)能居住建筑設(shè)計(jì)中的實(shí)踐及技術(shù)優(yōu)化

李嘉慧

（廣州市萬(wàn)科企業(yè)有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引言

建筑工程是一項(xiàng)影響自然資源和環(huán)境的人類活動(dòng)，我國(guó)正處于經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展時(shí)期，資源消耗總量逐年快速增長(zhǎng)，環(huán)境污染形勢(shì)嚴(yán)峻，因此在日常設(shè)計(jì)施工工作中必須重視并堅(jiān)持可持續(xù)性理念。建筑設(shè)計(jì)是建筑整個(gè)生命周期的重要組成部分，材料的選擇、建造、使用和解構(gòu)，在建筑物對(duì)資源和環(huán)境的影響中占主導(dǎo)地位。而綠色建筑就是在項(xiàng)目中體現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的理念，是在履行建筑功能的基礎(chǔ)上，為人們提供健康、舒適、高效的空間，在建筑全生命周期實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約（節(jié)能、節(jié)約空間、節(jié)水、節(jié)材）、保護(hù)環(huán)境、減少污染。

1 節(jié)能居住建筑設(shè)計(jì)概述

1.1 節(jié)能居住建筑設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

目前，隨著人們物質(zhì)條件的改善，對(duì)能源的需求不斷增加，對(duì)環(huán)境的能源消耗也在不斷增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)能源消耗中約有30%是來(lái)源于建筑建設(shè)。現(xiàn)如今房屋保溫效果較弱，為提高居住舒適度會(huì)增加單位面積能耗，系統(tǒng)效率有待進(jìn)一步提高。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)住宅的單位面積能耗是其3～5 倍以上，客觀反映了我國(guó)住宅節(jié)能的重要性。居住節(jié)能設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)性的過程，要提前做好規(guī)劃設(shè)計(jì)，做好對(duì)建筑材料的選擇，加強(qiáng)施工過程中的技術(shù)管理，降低能耗，全面協(xié)調(diào)供暖系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等工作內(nèi)容，使建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)精細(xì)化以達(dá)到節(jié)能的目的。居住建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)要求不擾亂原有環(huán)境，控制施工過程中的能源消耗，為群眾創(chuàng)造舒適的居住環(huán)境。設(shè)計(jì)師和施工工程師必須堅(jiān)持節(jié)能的原則，全面貫徹節(jié)能理念，保障建筑節(jié)能[1]。

1.2 居住建筑設(shè)計(jì)節(jié)能原則

（1）堅(jiān)持建筑整體規(guī)劃的節(jié)能設(shè)計(jì)。住宅應(yīng)選擇適宜的建筑地址，并根據(jù)氣候及場(chǎng)地條件因地制宜的規(guī)劃總圖及建筑朝向。充分考慮日照、風(fēng)向、地理等有利或不利因素，通過整體的規(guī)劃布局，創(chuàng)造住宅區(qū)的微氣候，以實(shí)現(xiàn)建筑與自然的和諧統(tǒng)一[2]。例如，夏熱冬暖地區(qū)，其氣候特征表現(xiàn)為日照時(shí)間長(zhǎng)，太陽(yáng)輻射大，溫度和濕度相對(duì)較高，夏季時(shí)間長(zhǎng)，冬季時(shí)間短，主要能源消耗為夏季依賴制冷設(shè)備維持事宜的溫濕度。因此在布局上應(yīng)充分利用夏季盛行的風(fēng)向，充分考慮建筑的朝向、體量及間距，形成住宅區(qū)內(nèi)的空氣流動(dòng)，以能達(dá)到舒適且節(jié)能的目的。

（2）合理設(shè)計(jì)節(jié)能住宅單體。據(jù)統(tǒng)計(jì)，夏熱冬暖地區(qū)夏季各戶型用電量變化較大，最大變化幅度甚至可以到一倍，因此在設(shè)計(jì)時(shí)要采用更節(jié)能的戶型設(shè)計(jì)，同時(shí)適當(dāng)降低體型系數(shù)，減少能源消耗。例如，傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)采用南北向的設(shè)計(jì)理念，相比東西向住宅，節(jié)能效果更好，在相同建筑面積的情況下有一個(gè)明顯的效果對(duì)比。

（3）充分利用被動(dòng)節(jié)能技術(shù)。在做到以上兩點(diǎn)原則的情況下，要充分的利用被動(dòng)措施以減少能源的消耗。例如充分利用太陽(yáng)能資源，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間天然采光減少人工照明時(shí)間，同時(shí)在冬季可以得熱，可以達(dá)到節(jié)能的目的。其次在外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，合理選擇材料和構(gòu)造，達(dá)到保溫隔熱的效果。另外，窗戶是建筑物保溫效果的薄弱環(huán)節(jié)，在盡量保證每個(gè)房間有良好的通風(fēng)采光效果的前提下，窗戶面積的大小應(yīng)控制在合理的范圍內(nèi)，盡量減少建筑物內(nèi)的熱量損失，以達(dá)到更好的節(jié)能效果。

2 綠色住宅建筑施工存在的問題

2.1 建材發(fā)展滯后

根據(jù)對(duì)我國(guó)綠色住宅現(xiàn)狀的分析，我國(guó)新型環(huán)保建材發(fā)展緩慢，很多建材價(jià)格昂貴。考慮到項(xiàng)目單位業(yè)主的財(cái)務(wù)狀況和業(yè)主的建設(shè)成本等因素，通常不會(huì)使用昂貴的“綠色”建材，這直接影響“綠色”住宅的發(fā)展。此外，我國(guó)對(duì)綠色建材的研究較晚，因此能夠提供經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)住房效果的建材種類較少。

2.2 材料使用上的問題

目前，很多建筑單位在使用施工材料時(shí)都采用老舊的方法，在實(shí)際住房建設(shè)中，具體材料的使用沒有按照環(huán)保住房建設(shè)的規(guī)定，這導(dǎo)致綠色住宅建設(shè)中建筑材料的浪費(fèi)，不僅增加了綠色住宅的成本，也在一定程度上影響了綠色住宅環(huán)境目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。一些施工方在綠色建筑建設(shè)中仍然使用自制的混凝土和砂漿，而沒有使用密集型復(fù)合砂漿和預(yù)拌混凝土，這樣既造成了不必要的建筑材料浪費(fèi)，且影響了居住環(huán)境，同時(shí)也將導(dǎo)致建設(shè)綠色住宅的成本進(jìn)一步增加。此外，很多建筑材料在綠色住宅建設(shè)中沒有回收再利用，不僅增加項(xiàng)目的建設(shè)成本，所用建筑材料產(chǎn)生的污染和對(duì)環(huán)境的破壞也不容忽視。

2.3 水資源利用問題

對(duì)于綠色住宅建筑，建設(shè)的重點(diǎn)是水資源的合理利用和高效處理，減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)，以及建設(shè)中水資源的高效利用。但目前施工沉降井很少，其容量不能滿足施工用水的需要，不能進(jìn)行污水的提取和回用，也不能提供水資源，整個(gè)項(xiàng)目的施工也受到阻礙。此外，在施工過程中，如果下雨或下雪，水井會(huì)產(chǎn)生大量污水，嚴(yán)重污染了整個(gè)城市供水環(huán)境。一些建筑單位在建設(shè)中盲目使用地下水或使用城市水網(wǎng)，沒有充分利用污水、雨水等水資源，進(jìn)一步增加了建設(shè)綠色住宅項(xiàng)目的成本。

2.4 缺乏建筑監(jiān)理

為了實(shí)現(xiàn)綠色住宅項(xiàng)目的可持續(xù)發(fā)展，政府控制其發(fā)展非常重要。盡管近年來(lái)國(guó)家對(duì)綠色住房的法律法規(guī)逐步完善，但許多政府機(jī)構(gòu)對(duì)綠色住房的監(jiān)管仍存在不少漏洞。首先是相關(guān)勘察部門的綠色住宅項(xiàng)目審查制度不健全，導(dǎo)致不少設(shè)計(jì)部門的設(shè)計(jì)圖紙出現(xiàn)“擦邊”現(xiàn)象。此外，現(xiàn)行的綠色住宅項(xiàng)目管理制度，建設(shè)過程中缺乏監(jiān)管，建成后不需要一級(jí)審查，致使施工單位經(jīng)常建設(shè)“假”綠色建筑敷衍了事，缺乏了對(duì)綠色環(huán)境的保護(hù)[3]。

3 綠色建筑節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

3.1 綠色建筑建設(shè)中的節(jié)能材料

在我國(guó)綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)實(shí)施推進(jìn)過程中，綠色建筑材料大量開發(fā)使用將能夠顯著節(jié)約建筑用料的綜合消耗，所以對(duì)于節(jié)能新型材料大量生產(chǎn)和使用無(wú)疑是具有重要意義的[4]。例如作為建筑行業(yè)主要的綠色建筑材料之一的就是節(jié)能空心磚砌塊和輕質(zhì)多孔磚，新型輕質(zhì)建筑材料砌塊的明顯優(yōu)勢(shì)是在于重量輕、保溫效果高、隔音節(jié)能效果好。這種新型材料廣泛使用能提高建筑施工過程的作業(yè)效率以及后續(xù)使用中的能源節(jié)約，但是最大缺點(diǎn)仍是其造價(jià)成本高[3]。因此，在研發(fā)綠色建材的進(jìn)程中，如何開發(fā)低成本綠色材料或降低造價(jià)成本，使得大量建筑得以使用，也是一個(gè)需要思考且亟待解決的問題。

3.2 墻體實(shí)施節(jié)能技術(shù)

（1）墻體的節(jié)能結(jié)構(gòu)在建筑物中，墻體可以說占了主要部分，它能成功地減少房屋內(nèi)外的熱交換。據(jù)相關(guān)調(diào)查可以看出，為提高綠色建筑的節(jié)能效果，相當(dāng)大部分還是要靠外墻的保溫隔熱。因此，外墻的設(shè)計(jì)是不可忽視的。外墻節(jié)能設(shè)計(jì)首先要符合外墻承重層的安全系數(shù)，然后應(yīng)選擇傳熱系數(shù)小、環(huán)保的節(jié)能材料。就目前規(guī)范確定的65%的節(jié)能率而言，外墻最常見的節(jié)能方法是創(chuàng)建節(jié)能結(jié)構(gòu)為主墻自保溫+外保溫板材料和外保溫冷橋部件的絕緣板。保溫板材料常用的有兩種，擠塑保溫板（防火性能B1 級(jí)）和巖棉板（防火性能A級(jí)）。對(duì)于27m 及以下的住宅建筑宜采用擠塑保溫板，但現(xiàn)階段外墻保溫系統(tǒng)由于材料以及施工的影響存在一定的局限性。例如，滲透后的保溫材料無(wú)法回收，未來(lái)的拆除過程會(huì)因分解產(chǎn)生大量建筑垃圾。又如，部分保溫材料做內(nèi)墻保溫時(shí)，因強(qiáng)度較弱無(wú)法貼掛磚，很多人在再次裝修時(shí)會(huì)選擇取消保溫。這些方面在建筑保溫材料的性能、材料強(qiáng)度、環(huán)保和再利用等方面仍需創(chuàng)新。圖1 為墻體節(jié)能結(jié)構(gòu)。

（2）屋頂方面，除保溫材料外，加裝空氣隔熱層和植物屋面，可提高屋面的保溫效果?，F(xiàn)在高層建筑基本都是平屋頂，屋頂上設(shè)置花園不僅具有隔熱、節(jié)能的效果，還為樓上居民提供了休閑放松的空間，增加了鄰里之間的交流。

（3）外窗也是節(jié)能型綠色建筑設(shè)計(jì)的關(guān)鍵組成部分。建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)是由外窗與建筑物的外墻和屋頂組合而成。由于外窗本身較易傳熱，因此節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)考慮建筑的窗墻比和外窗的不同性能。外窗框的質(zhì)量，隔音效果和窗戶的使用壽命也應(yīng)考慮在內(nèi)。隨著對(duì)玻璃強(qiáng)度以及隔聲隔熱性能要求的提高，玻璃厚度的增加，窗的重量增加。經(jīng)過大量的設(shè)計(jì)和使用，發(fā)現(xiàn)當(dāng)使用塑鋼材料時(shí)，外窗的開口受熱脹冷縮的影響很大，而鋁合金為很好的窗框材料。玻璃窗的好壞直接決定了室內(nèi)的溫度、噪聲、采光等功能。因此在設(shè)計(jì)時(shí)，除了盡量追求節(jié)能性能，也要考慮窗的整體面積和開啟面積，風(fēng)的流動(dòng)和光照可以使人感到輕盈舒適，對(duì)視覺健康、身心享受、工作提高都極為有利。鋁合金中空玻璃窗在外窗材料的選擇上往往是首選，在傳熱系數(shù)小于等于2.3W/m2·K 時(shí)可以達(dá)到更好的效果。圖2 為外窗構(gòu)造。

圖2 外窗構(gòu)造

3.3 建筑智能化系統(tǒng)

綠色建筑與智能建筑的共同主題是創(chuàng)造節(jié)能環(huán)境。智能建筑是以建筑為平臺(tái)，以建筑設(shè)備、辦公自動(dòng)化和通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，一體化的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)、管理及其最佳組合，為人們提供安全、高效、舒適、便捷的建筑環(huán)境[5]。圖3 為建筑智能化系統(tǒng)。

圖3 建筑智能化系統(tǒng)

3.4 照明技術(shù)

在建筑中，照明的能耗可以占建筑使用中總能耗的20%~30%。因此在綠色建筑中，可以通過日光照明、先進(jìn)的照明技術(shù)、高效合理的照明設(shè)計(jì)來(lái)降低照明的能耗。

3.5 循環(huán)技術(shù)的應(yīng)用

這里的循環(huán)利用技術(shù)是水的循環(huán)，在設(shè)計(jì)住宅建筑時(shí)，必須根據(jù)場(chǎng)地的具體情況規(guī)劃排水系統(tǒng)，充分利用循環(huán)利用技術(shù)對(duì)再生水進(jìn)行收集、儲(chǔ)存和處理，確保水和雨水的回收利用，以節(jié)約水資源。

4 結(jié)語(yǔ)

總體來(lái)說，在當(dāng)前發(fā)展階段，建筑業(yè)要實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，就必須貫徹綠色建筑設(shè)計(jì)理念，加強(qiáng)節(jié)能技術(shù)應(yīng)用，改善環(huán)境和環(huán)境條件，在整個(gè)施工和運(yùn)營(yíng)過程中節(jié)約能源。