綠色建筑設計理念在住宅建筑設計中的應用研究

郭靜

（太原市建筑設計研究院， 山西 太原 030000）

“十二五” 以來， 我國在建筑節(jié)能等方面取得良好的成績， 建筑節(jié)能標準得到了進一步的提高?！笆奈濉?和2035 年國家發(fā)展戰(zhàn)略綱要都提出了要加快發(fā)展綠色、 低碳、 發(fā)展綠色建筑。 在2018 年，我國建筑全過程能耗總量為21.47 億tce， 占國家總能源消耗的46.5%； 而建筑全過程碳排放總量為49.3 億tCO2， 占國家總碳排放的51.3%。 從這一點可以看出， 我國對于節(jié)能、 低碳、 綠色建筑的重視，在這一“東風” 的推動下， 順應時代潮流， 大力發(fā)展綠色建筑， 推動生態(tài)文明建設[1]。

1 綠色建筑設計理念

1.1 綠色建筑設計理念概述

“綠色建筑” 是指在建設該建筑時， 考慮并充分利用當?shù)靥赜械牡乩項l件和氣候條件， 從而達到環(huán)保和節(jié)約資源的目的。 綠色建筑既能在滿足住宅基本功能需求的基礎上， 又能極大地提高住宅的居住質(zhì)量， 達到現(xiàn)代社會人們生活與自然的和諧。 綠色建筑設計理念即是通過多種交叉學科的功能， 使建筑設計師能夠達到為居住者提供更好的居住環(huán)境。綠色建筑的理念應當是使城市建筑資源得到最合理的分配。 由于建筑產(chǎn)業(yè)與其它產(chǎn)業(yè)不同， 它所使用的建筑資源大多是不可再生的， 因此， 過度地利用這些資源， 將會造成建筑資源的耗盡， 從而影響到國家的資源和環(huán)境保護。 每個城市在進行建筑設計的時候， 都會使用到一定的資源， 如果將建筑資源轉(zhuǎn)移到某個城市， 那么就會造成更大的成本， 因此，總體來說， 一個城市的建筑資源是有限的。 同時，在綠色建筑的設計思想的指引下， 將會優(yōu)先選擇可再生的建材， 以推動綠色建筑的發(fā)展。

1.2 實施綠色建筑理念的必要性

1.2.1 促進生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展

國家經(jīng)濟的發(fā)展渡過了前期積累的階段， 人們對于生活水平與質(zhì)量的追求也開始上升， 同時國家在發(fā)展戰(zhàn)略層面上也開始注重對于環(huán)境的保護， 在此背景下， 人們對于建筑的要求在較以往有了更大的要求。 而綠色建筑的理念就能解決這樣的問題。在綠色建筑理念的指導下， 人們對于建筑的功能性、環(huán)保性更加注重， 這也促進了對于生態(tài)環(huán)境的保護和發(fā)展。

1.2.2 對節(jié)能降耗具有積極意義

在我國， 人口和資源的矛盾十分突出， 從自然資源和不斷增加的人口來看， 這一矛盾短時間內(nèi)不會被解決。 因此在設計綠色建筑時， 由于對于自然資源的合理使用與開發(fā)， 這在一定程度上節(jié)約了稀有的能源。 特別是在綠色建筑的設計使用中， 合理利用了綠色建材， 這一方面促進了經(jīng)濟和效益的合理利用， 另一方面更能合理有效地開發(fā)利用環(huán)境資源， 如水、 風、 太陽能等， 以最大限度地利用各種資源， 并改善使用者的生活品質(zhì)。 從這一點可以看出， 綠色設計思想對建筑設計有著重要的指導作用。

綠色建筑的設計貫穿了建筑項目選址、 具體規(guī)劃、 材料選用等全過程， 如何降低建筑的能源消耗是建筑設計的重點。 在進行建筑設計工作時， 設計師需要結(jié)合建筑場地的實際情況， 綜合考慮建筑的位置、 體積、 形狀等因素。

1.3 運用綠色建筑理念的原則

1.3.1 堅持節(jié)約能源、 降低能耗

在“綠色” 的理念下， 住宅的設計原則應該以遵循持續(xù)發(fā)展生態(tài)環(huán)境， 以提高居民的居住環(huán)境、條件、 有效地居住為主要目的。 在設計過程中， 要不斷地提升資源利用率， 促進資源的循環(huán)， 使可再生能源和可生物能源的使用最大化， 而不會以居住環(huán)境為代價， 降低建筑的能效。 在設計中， 不單單需要考慮環(huán)境、 建筑肌理的綠化， 更要考慮到環(huán)境、經(jīng)濟和社會長期發(fā)展的需求， 同時要考慮到環(huán)境、經(jīng)濟和社會的長遠發(fā)展， 同時還要考慮到長期的經(jīng)濟利益。

1.3.2 遵循健康舒適的基本原則

在住宅綠色建筑的設計中， 要營造出一種可生態(tài)的、 可居住的、 可持續(xù)發(fā)展的居住環(huán)境， 以達到人們的生活品質(zhì)。 適當?shù)臐穸取?充足的光照等是改善居民居住環(huán)境的關(guān)鍵。 在住宅建筑的設計中， 增加園林綠化可以增加居住空間的美感， 增加居住人的舒適度。 同時， 將海綿城市與再水系統(tǒng)相結(jié)合，在地下室車庫頂棚、 房頂上進行了綠化景觀設計，不僅可以防止水災， 而且能有效地對雨水進行收集。集中收集處理過后的雨水， 再根據(jù)需要實現(xiàn)二次利用， 如沖洗衛(wèi)生間、 澆灌綠化設施， 甚至可以借助過濾和凈化等相關(guān)工序使其達到飲用水安全標準。通過建筑的改造， 以實現(xiàn)良好的水循環(huán)、 提高資源利用率、 節(jié)約水源、 改善氣溫、 調(diào)節(jié)熱環(huán)境、 緩解熱島效應、 改善居民生活質(zhì)量、 改善人居生態(tài)環(huán)境等方面的作用。

1.3.3 經(jīng)濟原則

現(xiàn)代綠色建筑的目標是降低和充分利用非可再生能源， 實現(xiàn)低消耗、 低污染的目標。 在綠色建筑的節(jié)能設計工作之中， 要以實現(xiàn)綠色建筑目標作為基礎， 嚴格控制建設造價， 防止資源浪費。 在保證工程質(zhì)量的前提下， 盡量減少投資， 提高經(jīng)濟效益[2]。

2 綠色建筑設計理念在住宅建筑設計中的應用策略和建議

2.1 構(gòu)建完善的建筑設計理念

在住宅設計中， 應注重綜合使用資源， 充分貫徹環(huán)保節(jié)能的設計思想， 以降低環(huán)境污染為先決條件， 以最大限度地滿足人民的日常生活需要。 從這一點可以看出， 傳統(tǒng)住宅的建筑設計難以再滿足居民更高的現(xiàn)實需要。 順應時代轉(zhuǎn)變設計觀念， 構(gòu)建更加完備的設計理念。 并應用于實際工作中。 大力利用綠色建筑的相關(guān)理念， 充分利用已有的資源，盡量降低能耗， 創(chuàng)造一個舒適的居住環(huán)境。 通過不斷完善和運用綠色建筑的設計思想， 從整體上提升住宅建筑的設計水準， 使之朝著綠色發(fā)展的方向發(fā)展。

2.2 科學優(yōu)化建筑布局

在建筑設計中， 建筑的規(guī)劃設計是一個非常重要的環(huán)節(jié)。 建筑物的布置要考慮到許多方面。 首先，在建筑的設計中， 通風與照明是首要的問題。 建筑整體設計中， 自然通風的規(guī)劃是一個非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)， 因此， 有關(guān)的設計者可以通過合理的設計來完善建筑的通風通道， 使其達到最佳的通風效果。 在進行日光照明與遮光的設計時， 設計師可以利用一些設備， 使建筑的采光與遮陽達到協(xié)調(diào)， 并使建筑的節(jié)能效果得到進一步的發(fā)揮。 只有采用科學的方法來解決這些問題， 才能最大程度地達到綠色建筑的設計需求。 由于區(qū)域間的光照強度存在著顯著的差別， 所以在規(guī)劃建筑的采光面積和節(jié)能要求時要考慮區(qū)域差異， 從而使建筑的整體設計更加完美。從整體設計的觀點來看， 建筑的整體使用性能和造價都會受其影響， 所以有關(guān)部門在進行整體設計時，必須加強對氣候、 經(jīng)濟、 人文等方面的認識， 并從一些先進的設計中吸取經(jīng)驗， 從而達到局部和整體的協(xié)調(diào)。 在設計總平面時， 要結(jié)合當?shù)氐牡匦螚l件等， 最大程度降低對自然環(huán)境的負面影響。 建筑體量、 朝向、 間距等參數(shù)對建筑整體的設計質(zhì)量有很大的影響， 所以通過對各因素的綜合分析， 可以為下一步的設計工作打下良好的基礎。 在進行建筑朝向設計時， 要充分考慮到日落和入射角等因素， 從而合理地規(guī)劃朝向區(qū)域； 同時， 也可以考慮到區(qū)域的主要風向。 其次， 在建筑的布局設計中， 應注意降低建筑本身的熱負荷， 并盡量減少保溫材料的使用。 最后， 建筑周邊區(qū)域也需要進行合理的規(guī)劃，充分考慮并利用建筑周邊的綠化于建筑物等， 以減少建筑物的熱能。 同時， 為了不影響彼此的采光和照明， 必須合理地布置房屋間的間距。

2.3 促進綠色建材的應用

建筑材料是建筑施工的基礎， 選擇合適的建材是降低建筑能耗、 保護環(huán)境、 體現(xiàn)生態(tài)價值的主要手段。 我們要始終秉持著綠色的觀念， 在選用的材料上要有嚴格的標準。 建材要達到“綠色” 理念的基礎。 在進行住宅建筑的設計工作中， 要充分考慮建筑規(guī)范、 材料的利用率、 杜絕非必要的浪費， 進一步確保住宅的品質(zhì)。 比如， 合理使用硅酸鋁等具有良好的防水、 防火性能的材料， 這在一定程度上減少了傳統(tǒng)的防火防水材料使用， 與綠色建筑的目標相符。

2.4 應用智能建筑技術(shù)

隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展， 應用智能化技術(shù)已逐漸占據(jù)了人們的生活。 現(xiàn)代建筑技術(shù)、 計算機技術(shù)以及通訊技術(shù)已成為現(xiàn)代建筑技術(shù)的核心。 在進行現(xiàn)代綠色建筑的設計時， 也日益趨向于采用智能建筑技術(shù)， 為建筑的設計與實現(xiàn)提供便利。 因此，對于智能建筑技術(shù)的利用和推廣是十分必要的。 在綠色建筑的設計中， 要充分考慮到智能建筑的特性與作用， 使其更加健康、 舒適、 方便、 環(huán)保， 并盡可能地降低能耗。 針對居民的需要， 對建筑結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、 服務、 管理三者進行了優(yōu)化[3]。

2.5 優(yōu)化綠化設計的布局與應用

將綠色設計融入到建筑設計中， 也是實現(xiàn)綠色建筑設計思想的一個重要體現(xiàn)。 在進行綠化景觀設計時， 應先確定建筑的朝向是否合理， 并在保證采光和通風的前提下進行植物設計。 同時， 在建筑景觀設計中， 還要考慮到各個區(qū)域的氣候狀況， 從而使園林的設計更符合當?shù)氐膶嶋H， 提高建筑設計的科學性和合理性。 在某些比較炎熱的地方， 可以通過種植植物來降低氣溫對居住環(huán)境的影響； 在部分樓頂和露臺區(qū)域， 還可以采用綠化配合， 提高其觀賞性， 從而達到優(yōu)化建筑外觀的目的。 通過這種方式， 可以使建筑綠化與城市總體景觀相融合， 從而促進城市的城市化進程。

2.6 新型節(jié)能技術(shù)

在綠色住宅建設中， 新型節(jié)能技術(shù)具有很好的應用前景， 它的技術(shù)水平要優(yōu)于傳統(tǒng)建筑技術(shù)， 最直接的影響就是減少開發(fā)對環(huán)境的負面影響， 利用新的節(jié)能技術(shù)， 減少資源的浪費， 使現(xiàn)有的資源得到最大限度的利用， 從而達到可持續(xù)發(fā)展的目的。

1） 太陽能建筑一體化， 太陽能建筑一體化是一種無燃料、 無污染的新型綠色建筑， 它能夠?qū)⑻柲茉O備與建筑物進行有機結(jié)合。 采用太陽能集熱器作為屋面的罩面或隔熱層， 減少對建筑外觀的影響，減少重復投資， 減少建設費用， 是我國建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。 例如， 福建省第一個 “陽光房” 項目寧德金涵小區(qū)， 就是將“集熱-分戶” 的太陽能熱水系統(tǒng)應用于一期。 927 戶使用的LPC1500型集熱器288 個， 集中供熱面積1800 m2。 15 年，該項目節(jié)約了4995t標準煤， 減少了12487tCO2。

2） 分質(zhì)供水， 利用自來水作為主要水源， 將生活用水與直飲水進行區(qū)分， 并設有與居民直接連通的管道， 將飲用水與生活用水進行分質(zhì)分流， 以此實現(xiàn)接飲用的效果， 滿足高質(zhì)量水資源高需求使用、低質(zhì)量水資源低需求使用的效果。 對工業(yè)及生活用水進行回收， 能有效地減少廢水的處理費用。 分質(zhì)飲用水無需煮沸即可直接飲用， 節(jié)約天然氣。

3） 淺層地熱利用， 主要采用熱泵技術(shù)， 將地下較低的熱源轉(zhuǎn)換成較高的熱源， 實現(xiàn)了供暖和制冷的雙重目的。 因地制宜， 廣泛應用不同類型的熱泵，以滿足采暖、 制冷和生活用水的需要。 改善淺層地熱的設計和使用， 充分考慮到其資源狀況， 兼顧冬季和夏季的均衡， 使對應的設備能夠得到合理的配置。 鼓勵能源站采用能量托管或契約式的經(jīng)營方式，以提高運行效率， 實現(xiàn)對能源的有效利用[4]。

4） 推廣裝配式建筑， 裝配式結(jié)構(gòu)是指在工地上將預制件零件直接組裝起來的一種結(jié)構(gòu)。 將可再生能源和環(huán)保建材應用到組裝房屋中， 不僅不會對建筑物本身產(chǎn)生影響， 反而會對其結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。 建筑與裝修的一體化設計與施工， 能有效縮短工程建設時間、 節(jié)省大量人力與物料資源、 降低環(huán)境污染、改善工程質(zhì)量和安全。 比如萬科的金域提香項目，采用了萬科的工業(yè)住宅技術(shù)， 其中包括預制樓梯、隔板、 疊層樓板等。 解決了滲漏、 開裂等質(zhì)量問題，提高了結(jié)構(gòu)的精度。

5） BIM技術(shù)的應用， BIM能夠?qū)G色建筑的發(fā)展進行深刻的分析， 并對其進行高效的管理。 BIM技術(shù)可以為這一問題提供一套全面的解決辦法， 它能全面掌握各類物料、 設備的信息， 同時進行協(xié)作，并在此過程中實現(xiàn)進一步的優(yōu)化， 實現(xiàn)節(jié)能減排的目的。 如常州的九洲花園城， 就利用了BIM技術(shù)對建筑進行虛擬指導， 并進行實時更新， 實現(xiàn)了更精細化的管理。

6） 被動式節(jié)能建筑， 被動節(jié)能技術(shù)主要是指充分利用自身的原料、 布局等與氣候環(huán)境條件等相結(jié)合的方式， 再輔以間歇運轉(zhuǎn)的設施， 達到節(jié)能且兼?zhèn)涫孢m的目的。 有別于將室內(nèi)與自然環(huán)境隔絕的節(jié)能技術(shù)， 它最大限度地利用現(xiàn)有的條件， 以達到最大程度的符合環(huán)境。 它可以最大程度地降低建筑對采暖、 空調(diào)、 照明等的要求， 最大限度地利用可再生能源， 在最小的能量消耗下， 營造出一個溫馨的室內(nèi)空間[5]。

3 結(jié)語

在住宅建筑的設計中充分利用綠色建筑的設計理念， 達到節(jié)能降耗、 創(chuàng)造舒適、 健康的居住環(huán)境的目的， 同時還能促進人與自然的和諧發(fā)展。 從設計思想、 建筑布局、 風能、 太陽能、 節(jié)能材料等方面， 將其與節(jié)能技術(shù)結(jié)合起來， 使其與綠色建筑的設計理念相結(jié)合， 從而達到節(jié)能、 環(huán)保的目的。 在具體的設計中， 要充分利用可再生能源， 通過規(guī)劃、設計、 環(huán)境配置等方式， 營造出適宜居住環(huán)境的環(huán)境。