現代城市綠色生態型住宅建筑設計要點研究

白 斌

(呂梁市建筑勘察設計院，山西 呂梁 033000)

1 綠色生態型住宅概述

綠色生態型住宅作為當前具備較高應用前景的住宅形式，尤其是不傷害環境、環境資源利用率高等特點使得該類型住宅有效貫徹了人與自然和諧統一的生態發展理念。具體來說，綠色生態型住宅不僅滿足了現代居民對普通住宅的需求，也實現了對各類環境資源的有效利用。除此之外，在綠色生態型住宅建筑建設過程中，相關人員還需要根據綠色環保、節約能源的宗旨，將各類可利用的資源通過加工或處理制作建筑材料，并將其廣泛應用于住宅建設中，進一步落實綠色環保的理念，有效解決資源[1]。目前，綠色生態型住宅建筑設計理念已經成為現代城市建設中的未來基準，尤其是在當前人居要求不斷提高的大背景下，倡導綠色生態型住宅對建筑行業的發展有著重要意義。

2 綠色生態型住宅建筑設計理念

2.1 堅持以人為本，使居住者感到舒適

當前“以人為本”的理念愈發得到落實，也使得人居環境成為建筑行業必須要關注的問題。綠色生態型住宅建筑在設計時，設計人員首先要考慮的就是居住者在居住過程中的感受，不考慮居住者感受的住宅建筑在銷售市場上基本不具備競爭力，本身就是一種資源的浪費。為了滿足居住者的需求，設計人員需要結合當前信息技術、人工智能技術以及建筑理念的發展趨勢，充分應用現有的各類技術，有效提高建筑設計的安全性與舒適性，從而體現“以人為本”的生態理念。同時還應綜合考慮住宅建筑當地的氣候環境和風俗習慣，根據實際情況設計出滿足居住者健康、舒適、便利等方面要求的住宅建筑。例如，北方地區冬天天氣寒冷，室內保暖是設計人員必須要考慮的因素。因此，在進行綠色生態型住宅建筑設計時，在保證供暖的基礎上，通過在外墻增加保溫板等措施來提高住宅的保溫效果，使其能夠適應北方的氣候條件。除此之外，還應考慮當地居民的生活水平和建設成本，建造出價格合理、居住舒適的住宅建筑。

2.2 以環境為根，實現建筑與自然和諧統一

努力尋找一條能夠平衡人口、經濟、社會、資源和環境，既滿足當代人的需求，而又不對后代人的需求構成威脅的可持續發展道路是當前以及未來始終都要堅持的綠色發展理念[2]。在房屋建筑領域中，同樣要遵循可持續發展的綠色生態理念。因此，在綠色生態型住宅建筑設計時，要考慮對建筑材料和自然資源的充分利用，盡可能避免使用不可再生的自然資源，減少建設和使用過程中對周邊生態環境的破壞，使建筑設計與生態環境形成共贏的局面。除此之外，綠色生態型住宅最大的特點是以環境為根，將周邊環境所提供的太陽能、水源、新鮮空氣等資源充分利用，有效降低了當前住宅的能耗，同時模擬外界自然環境可以減少環境變化對居民的影響，并且新鮮的空氣也可以為居民提供舒適的體驗，進一步提高居民的生活質量。在北方某些城市，由于常年的重工業生產，當地的生態環境已經被破壞，空氣質量嚴重下降，霧霾、沙塵等惡劣氣候十分常見。所以在建筑施工和住宅使用過程中，都應注重對生態的保護措施，這對人類的可持續發展具有重要的意義。

2.3 因地制宜，充分利用本土資源

節約能源不能靠“不用”或“少用”的方法來解決。在住宅建筑施工時，應充分考慮建設當地的自然資源，合理的利用這些資源，實現當地能源發展和經濟利益的良性循環。例如，在北方許多地區，煤炭和石油資源產量豐富，但是由于地區經濟水平和礦產資源自身缺陷的限制，導致許多城市生態環境遭受極其嚴重的破壞，空氣質量大幅下降，極大降低了當地居民的生活質量。而且將煤炭、石油等資源運用于電場與熱力廠中發電、發熱，本身就存在極大的缺陷，在這個過程中，資源的利用效率極低，造成了不可再生資源的浪費。但是北方城市的住宅具有良好的光照，這是可以重復利用的可再生資源，利用自然光的輻射能進行室內升溫，并加強住宅的保溫措施，從而減少了由天氣寒冷造成的住宅供暖消耗，既降低了供暖成本，又保護了當地的生態環境。

3 現代城市綠色生態型住宅建筑設計重點

3.1 空間設計

綠色生態型住宅建筑的空間設計一般按照功能特點劃分為不同區域，在不同的分區中，對空間的光線、溫度、干濕度等環境因素又提出了較大差別的要求。設計人員應該根據空間利用率、節能性、經濟性、舒適性等方面綜合考慮，合理設計出滿足居住者舒適性要求的綠色生態型住宅。以功能需求和能源利用率作為標準對空間進行分類，采取環境緩沖分區的設計方式，實現自然資源的全面高效利用。同時，不同區域之間還應形成一定的聯系組成整體，實現功能互補。而對當前廣為流行的高層建筑而言，依照綠色生態型住宅的要求，可以在空間設計方面通過溫度以及景觀的各類設計來減少內部能源的損耗。具體來說，可以依照梯度變換的方法對建筑內部的溫度、光源以及景觀進行合理設計，一方面有效控制建筑內的溫度，減少光污染對居民的傷害；另一方面通過景觀的設計來體現建筑與周邊環境的協調性，為居民提供更為優美且安逸的環境，進一步豐富城市的建筑設計效果。例如，由于住宅的臥室是居住者睡眠休息的地方，對溫度的要求較高。而陽臺、廚房、門廳等交往空間具有人員流動的特點，對溫度要求相對較低。因此，設計人員在進行綠色生態型住宅設計時將交往空間作為室內外環境的過渡區，控制其溫度與室外溫度相近，使內外溫差轉換有所緩沖，避免住宅內所有區域都是同一溫度。這不但能夠節約能源，還能減緩居住者出入室內外時由強烈的溫度差所造成的身體不適感。以萬科峯境綠色生態住宅為例，萬科峯境作為廣州市住宅當中唯一的立體綠化園林設計社區，整體園林覆蓋率達到70%以上，立體綠化在隔熱降溫、減少噪音方面都帶給業主全新的生態體驗。綠化用水方面，水景補水全部采用傳統水源，項目收集屋面雨水，可提供全年綠化澆灌、道路沖洗等。值得一提的是，立體綠化園林設計，除了提升住宅的視覺觀感之外，還可以通過樹葉的不同形態和整體布局過濾空氣中的有害灰塵，凈化空氣，改善城市的熱島效應。萬科峯境在白云山腳下，空氣清新，立體綠化系統更加通過植物之間的競爭關系形成穩定的生態系統，從而形成了良好的建設社區建筑與自然環境的新型互動關系。在建筑的設計上，萬科峯境學習新加坡等城市建筑理念，在下沉廣場、地面、公共出挑平臺、屋頂、外立面、住戶陽臺、屋頂花園上，均有綠色植物覆蓋，外立面的木飾面處理和綠色外墻的融合，使項目呈現出立體花園的形態。此外，萬科峯境東向白云山呈E字半圍合式布局，使得大部分住戶可觀賞白云山景。為保證小區微環境通風對流，小區在設計中特意留有對流的風口，引入東南風，冬暖夏涼。

3.2 結構體系設計

在人類的發展歷程中，無論是科技的進步還是社會的發展，都無法離開自然法則的引導和約束，無數科技發明最初的構想都源自于人類對自然的感悟。而綠色生態型住宅的建筑設計同樣也是如此。在結構設計中，設計人員需要著重考慮建筑物在形態上的生態性與節能性。從生態性的角度分析，目前許多建筑結構設計都在自然界中受到了良好的力學和美學的啟發[3]。因此，在進行綠色生態型住宅建筑結構設計時，需要根據自然界中已有的結構特點，綜合考慮綠色環保和建筑美感等要求，不斷創新和完善設計思想，設計出適宜人類居住的綠色生態型住宅建筑。現今的相關專家學者比較關注的設計體系有兩種，一種是“樹的結構”，一種是“竹的結構”。從節能方面分析，住宅建筑形態的形體系數越小，所產生的資源消耗越少。反之，形體系數大所產生的能源消耗就高。所以要想使綠色生態型住宅建筑達到節約能源的目的，就需要采取數值較小的設計方法。而且建筑的節能也會受到朝向和季節的影響，在進行綠色生態型住宅建筑的結構設計時要充分考慮周圍環境因素的影響，對太陽入射住宅的角度進行分析，得出建筑可以擁有的最大采光面積，盡可能多的將陽光引入室內，減小室內的溫度波動。例如，在結構設計中，由Guz Architects精心設計而成的新加坡米拉之家，由于建筑地塊并不太大且兩側都有鄰居，建筑師通過種植茂密的樹叢作為堅實的墻來保護隱私；而建筑本身則盡可能地往開放的方向設計，以迎接清爽的海風和明亮的陽光。其中最特別的地方當屬滿目的綠色空間，綠意盎然的植被覆蓋在每一層的露臺和屋頂上，使任何一層都仿佛是一個坐落在花園中的單層住宅，非常美麗。由臺北金融大樓股份有限公司規劃設計而成的101大樓以數字8作為設計單元，每八層樓為一個結構單元，建筑面內斜7度，彼此接續，層層相疊，構筑整體。外形似塔，更似節節相生的竹子，達到了防災防風的效果。大樓內部挑空處理，可承受2500年回歸周期的大地震，也可承受17級60 m/s以上的風速。在節能設計中，圓柱形建筑形體系數小，符合建筑的節能指標。圓柱形建筑還具有良好的穩定性，內部受力較為均勻，在減少熱量損失的同時還能夠有效降低風壓。由于沒有棱角，整體摩擦系數也相對較小，可以有效減弱風化作用。

3.3 建筑“表皮”設計

“表皮”不僅可以有效保護內部的結構或物質，也可以有效調節人體或動物的體表溫度，合理設計住宅建筑的“表皮”也可以達到類似的功能。建筑表皮指建筑除屋頂以外，所有與外部接觸的界面。合理選擇建筑表皮可以改善住宅室內外物理環境的緊張關系。也就是說，建筑表皮生態系統直接決定著室內外溫度、濕度等環境的質量，所以建筑表皮的生態化設計對于建筑本身的物理環境而言具有不可忽視的作用。但是設計人員進行綠色生態型住宅的建筑表皮設計時還應該關注表皮的控制和支撐功能，根據太陽熱輻射、自然風等環境因素選擇合理的材料，保證居住者的生理舒適度。例如，遮陽體系表皮、綠色生態種植表皮，積水表皮的設計都可以有效的優化室內物理環境。在綠色生態型住宅設計中，相關人員需要應用優化的工藝，合理使用新產品、新材料，積極有效的改善室內的風、光、熱、空氣等環境，提高能源效率，降低能源損耗。例如，如圖1所示，為韓城和園示意圖。該項目位于韓城市新城區楨州大街南段，北臨南湖公園，南鄰西安交大韓城教育產業園區，西臨政府規劃文星公園。該項目為第四代綠色生態庭院住宅，全部建筑外墻墻面進行垂直綠化、空間綠化。從外觀上看，一棟建筑就如同一座樹木蔥郁的山峰，一個建筑群就如同一片森林，每家每戶客廳外都設置一塊土地，一座綠化平臺，可在客廳外的私家庭院里種花、種菜，在花草樹林間享受清新安靜的田園生活，使人們擁有一個四季如春的家。

圖1 韓城和園設計示意圖

3.4 綠化設計

綠化設計主要包括四個方面的內容：第一，是合理布局，綠色生態型住宅要求較高的綠化覆蓋率，設計人員要合理選擇各種綠地的位置，對大片集中綠地的種植內容和種植面積進行合理規劃，避免細小狹長狀的綠地形狀。第二，是地面綠化，地面綠化在環境保護和熱輻射控制等方面具有顯著的作用，設計人員應考慮小區的規模和特點，合理進行地面綠化布局。第三，是空中綠化，主要是指墻面和陽臺處的垂直綠化設計。空中綠化有較強的觀賞性，而且占地面積很小，設計人員應合理選擇綠化植物，規劃種植位置，防止其影響室內采光。具體如圖2所示。第四，是室內綠化，室內綠化是現行的比較流行的綠化設計，既能點綴室內空間環境，還能夠改善室內空氣質量，提高環境舒適度。設計人員應選擇能夠凈化空氣且對人體有益的植物。

圖2 空中綠化圖示

4 結 語

在進行建筑設計時需要遵循綠色生態型住宅建筑設計的設計理念，以人為本，因地制宜，保護環境。根據建設地的實際情況，多角度、深層次地設計綠色生態型住宅。在能源利用和建材選取等方面遵循生態原則，加強建筑設計的生態化研究，進一步發展成適宜人類居住的綠色生態設計。