住宅建筑設(shè)計中綠色節(jié)能理念的應(yīng)用研究

文｜同濟大學(xué)建筑設(shè)計研究院（集團）有限公司 張夏

近年來，為了實現(xiàn)社會的可持續(xù)發(fā)展，綠色節(jié)能理念在建筑行業(yè)已得到普遍的認可和推廣，對于綠色建筑的評價標準也越來越受到重視。從一個項目的規(guī)劃之初，到方案的深化設(shè)計，到最后的建設(shè)運營，建筑師都應(yīng)當在各環(huán)節(jié)將綠色節(jié)能的理念貫穿其中，并結(jié)合實際應(yīng)用，從而實現(xiàn)更低的能耗和更低的污染，降低對資源不必要的浪費。

1.簡述綠色節(jié)能建筑

綠色節(jié)能建筑就是在給人類提供舒適、健康和安全的生活空間的基礎(chǔ)上，在建筑的生命周期當中對能源加以高效地利用，減少對環(huán)境形成污染的一類建筑物。在對建筑實施建造和應(yīng)用的過程當中利用各種措施對能源加以高效地節(jié)約，實現(xiàn)跟周邊環(huán)境達到和諧共處的狀態(tài)。綠色節(jié)能建筑主要是將高效利用資源作為核心，將環(huán)境的保護作為基本原則，繼而追求高效、高環(huán)保以及低能耗的狀態(tài)，實現(xiàn)了建筑工程在質(zhì)量、效益、安全以及環(huán)保等方面綜合效益最大化的呈現(xiàn)。

2.在住宅建筑當中應(yīng)用綠色節(jié)能理念的原則

2.1 整體性

在對建筑工程加以設(shè)計的時候，把建筑和生態(tài)環(huán)境當成一個有機的整體，確保建筑設(shè)計跟人文和生態(tài)環(huán)境之間的協(xié)調(diào)，要對建筑所處當?shù)氐娘L(fēng)土人情加以融合，講究因地制宜，例如根據(jù)當?shù)氐纳盍?xí)慣對住宅的朝向、日照、通風(fēng)等進行設(shè)計，在對原材料進行選用的時候可以就地取材，體現(xiàn)出建筑所蘊含的特色和文化。

2.2 宜居性

隨著人們生活水平的日益提高，對于住宅宜居性的要求也越來越全面，住宅建筑作為人們長時間生活休息的場所，一旦因為出現(xiàn)建筑質(zhì)量或節(jié)能問題而進行改造，勢必都將對人的正常生活產(chǎn)生影響。而綠色節(jié)能理念在住宅工程中的應(yīng)用，實現(xiàn)了在對建筑加以設(shè)計的時候充分地考慮到人性化，注重對降溫采暖、采光和通風(fēng)等問題的全面考慮，做好對生活產(chǎn)生污水和垃圾的高效處理，將非常有利于人們更為舒適的生活環(huán)境的塑造，使得建筑能被最長久的利用，減少了后期不必要的改造。

2.3 節(jié)能性

住宅所呈現(xiàn)的節(jié)能性應(yīng)該說是未來建筑設(shè)計發(fā)展的一個重要的方向。在對住宅使用能源加以設(shè)計的時候，應(yīng)該盡量去選用那些可再生的資源，比如太陽能和風(fēng)能以及雨水回收系統(tǒng)等。而在對建筑外墻加以設(shè)計的時候，應(yīng)該選用節(jié)能效果較好的保溫材料，把環(huán)境污染和能源浪費降到最低。

3.住宅建筑節(jié)能設(shè)計的對策

3.1 整體規(guī)劃布局

3.1.1 高層風(fēng)害

如今，出于節(jié)地的考慮，住宅用地的容積率普遍較高，住宅建筑多為高層建筑乃至超高層建筑，節(jié)約用地是綠色建筑的一項重要指標，但隨之而來的問題是，有很多城市出現(xiàn)了高層建筑“扎堆”的現(xiàn)象，這就使得風(fēng)害的問題越來越突出。為使這種情況出現(xiàn)的概率降低，應(yīng)該對建筑間距加以充分的考慮，兩棟建筑之間的距離在滿足基本日照、退距的要求下，還要考慮地表風(fēng)速的影響。除了建筑間距之外，還應(yīng)該在地表種植各種植被，實現(xiàn)風(fēng)速的降低。

3.1.2 熱島效應(yīng)

熱島效應(yīng)是指因為現(xiàn)代建筑高層化的趨勢，使得城市中央的氣溫較高，而周邊郊區(qū)的氣溫卻較低的這種現(xiàn)象。市中心氣溫的偏高不但會影響到天氣，對市內(nèi)的熱環(huán)境以及大氣層也會造成一定惡劣的影響，對我國秉承的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略十分不利。這就需要建筑設(shè)計人員在設(shè)計總圖的時候，充分考慮綠化布局，同時還可使用加設(shè)水景景觀，設(shè)置底層架空，把住宅區(qū)外部的圍墻設(shè)計成柵欄式通風(fēng)等手法，實現(xiàn)空氣流通的增加，從而使住宅區(qū)域所呈現(xiàn)的熱島效應(yīng)減弱。

3.2 體型設(shè)計

筆者在工作過程中，經(jīng)常遇到有的業(yè)主為了追求住宅外立面的視覺沖擊，或是一些個性化的住宅戶型，將建筑的體型設(shè)計的比較復(fù)雜，大大增加了體型系數(shù)，這與綠色節(jié)能和環(huán)保的原則是相互沖突的。體型系數(shù)越大，對于資源消耗的程度就越大，所顯現(xiàn)出的節(jié)能效果也就越不理想，一個良好的體形系數(shù)，是建筑節(jié)能的基石，只有控制住了體型系數(shù)，才可以配合后期的節(jié)能手段，將節(jié)能效果加以充分地發(fā)揮。所以，設(shè)計師在對住宅建筑的施工方案加以設(shè)計的時候，追求建筑的美觀固然重要，但對體型系數(shù)的控制也是必不可少的，應(yīng)該對工程所處地域的氣候特點，以及周邊的環(huán)境特征加以較為全面的調(diào)查和分析，綜合考慮建筑所呈現(xiàn)的體型系數(shù)，以及當?shù)爻Ｄ觑L(fēng)向和風(fēng)速等方面的因素。在進行住宅設(shè)計時，使建筑體型系數(shù)實現(xiàn)降低的方式有以下幾種：一是建筑層數(shù)的增加；二是調(diào)整標準層戶型，使戶型盡量規(guī)整，避免出現(xiàn)外墻有大量的凹凸，尤其是大進深的凹凸變化；三是在豎向上確保建筑在體型方面的統(tǒng)一，在設(shè)計躍層、復(fù)式等戶型時，盡量避免上下層之間體型上的突變；四是對于板式住宅，應(yīng)在合理范圍內(nèi)盡量加大進深，減小寬度。

3.3 室內(nèi)環(huán)境設(shè)計

隨著現(xiàn)代高新科技的應(yīng)用，住宅室內(nèi)環(huán)境的調(diào)節(jié)方式越來越多樣，隨之而來的能耗使用也越來越大。一個良好的日照和自然通風(fēng)條件，能夠降低空調(diào)地暖等溫控設(shè)備的應(yīng)用，繼而實現(xiàn)能源消耗的降低。要達到這個目的，主要通過住宅的朝向和戶型設(shè)計來解決。我們國家大部分地區(qū)住宅朝向都以南偏東15°至南偏西15°之間為主，但有一些地區(qū)例如四川、廣東等地，常年日照時間較少或是處于緯度較低太陽輻射充足的地區(qū)，則住宅朝向南偏東或南偏西的角度可更大，在設(shè)計時應(yīng)根據(jù)不同地區(qū)的氣候進行朝向設(shè)計。此外，在戶型設(shè)計上，南北方向上越是通透，室內(nèi)所呈現(xiàn)的通風(fēng)效果也就越好，對夏天住宅圍護結(jié)構(gòu)的散熱和空氣質(zhì)量的提升十分有利。比如市場上常見的兩梯三戶或兩梯四戶戶型，因為核心筒設(shè)置關(guān)系，往往導(dǎo)致中間套無法做到南北通透，可通過調(diào)整核心筒位置，通過設(shè)置被連廊或者天井等形式，增加中間套的北向采光面，從而達到南北通的目的。

3.4 外圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能

住宅建筑另外一個綠色元素體現(xiàn)的重點在于建筑外墻的節(jié)能，其核心在于外圍護結(jié)構(gòu)所呈現(xiàn)的保溫隔熱性能，一般來說，建筑熱能的損失主要是通過外圍護和門窗兩部分的傳播。

3.4.1 外墻內(nèi)保溫

外墻內(nèi)保溫技術(shù)具有成本較低的特征，不過它的應(yīng)用將會對室內(nèi)空間的大小產(chǎn)生影響，同時還將對一些室內(nèi)的墻面裝飾材料所呈現(xiàn)的使用年限形成影響，所以在實際操作中很少會應(yīng)用這種方式對墻體結(jié)構(gòu)加以處理。

3.4.2 外墻外保溫

外保溫技術(shù)的應(yīng)用可以針對外圍墻體產(chǎn)生保護的作用，對建筑使用壽命的延長較為有利，還能有效減少鋼筋混凝土構(gòu)件的冷熱橋效應(yīng)，而且不會占用建筑的內(nèi)部空間。在對住宅內(nèi)部加以裝修的時候，外保溫層不會遭到損壞，有效的避免了保溫效果的損耗。不過在選擇外保溫材料時應(yīng)注意其自身的吸水率以及外圍護的防水措施，避免因保溫材料受積水影響后減弱保溫性能。

3.4.3 門窗節(jié)能

門窗是建筑物采光通風(fēng)、立面造型不可或缺的存在，卻同時也是建筑熱能傳導(dǎo)損失最大的部位。目前最常用的手段是采用斷熱型材框料和中空Low-E玻璃來解決門窗的保溫性能，并通過五金件和氣密條等材料保證一定的氣密性。除了以上材料上的措施，還可通過設(shè)計手法來提高保溫性能。首先應(yīng)當在設(shè)計上控制合理的窗墻比，例如有的住宅建筑為了立面效果，大量使用落地窗或者玻璃幕墻，這對于節(jié)能計算顯然是不利的，一旦出現(xiàn)這種立面效果與綠色節(jié)能相矛盾的情況，應(yīng)考慮使用其他構(gòu)造手法來解決，比如雙層表皮的設(shè)計手法等，避免出現(xiàn)因窗墻比過大而造成能源的浪費。其次在確定窗墻比的情況下，在保證功能房間通風(fēng)率的要求下，盡可能的減少開啟扇，增加固定扇的比例，從而提高門窗的氣密性。再者，還可結(jié)合立面設(shè)計，利用外遮陽設(shè)施，進一步提高門窗的隔熱性能。

3.5 節(jié)水設(shè)計

在對住宅建筑加以設(shè)計的過程當中，水資源的回收設(shè)計具有非常大的意義。可以利用雨水收集、景觀水收集以及地面水收集的形式對水資源加以再次利用，保證住宅供水質(zhì)量的同時有效地避免了由于地表徑流過量而形成的次生災(zāi)害。一般住宅小區(qū)內(nèi)常用的技術(shù)措施有：人行道和地面停車鋪設(shè)透水磚和植草磚，利用小區(qū)內(nèi)景觀水體作為雨水回收的蓄水設(shè)施，路面增設(shè)雨水口加強雨水收集等等。

結(jié)束語：

在對住宅建筑加以設(shè)計的過程當中將綠色節(jié)能的理念融入進去，可以實現(xiàn)建筑資源消耗和投入成本的降低，能夠?qū)ㄖ窈蠼?jīng)濟和使用效能的呈現(xiàn)提供保障。相關(guān)從業(yè)人員應(yīng)該積極探索，對國外先進的設(shè)計工藝加以借鑒，結(jié)合我國建筑工程的實際情況，總結(jié)出更為合理的設(shè)計理念和施工技術(shù)，為綠色建筑在我們國家的普及提供良好的基礎(chǔ)。