简析绿色建筑在住宅设计中的主要应用

王一凡

摘要：本文从住宅单体施工设计、住宅单体方案设计、住宅区规划等几个方面剖析绿色建筑在住宅设计中的主要应用。

关键词：护围结构；基地选择；热量消耗指标；外保温技术

前言

随着我国经济快速发展，社会付出了较大的资源代价；发展与环保的矛盾日趋尖锐；为了响应我国“保护环境，节约资源”的基本国策，以促进科学发展、构建和谐社会为目标的工作被各级政府提上了重要议事日程。在国家，社会，群众的上下关注下，绿色建筑理念在建筑设计中开始得到重视。社会大力号召建设绿色建筑，合理节约和利用资源，保护环境；住宅建设作为建筑业的重大组成部分，绿色建筑无疑已经成为住宅设计发展的方向。目前，我国绿色建筑的主要措施是通过采用低能耗的护围结构（门、窗、墙体、屋面、楼板）的一系列节能技术和产品；也包含了新能源在建筑上的运用，如一些清洁能源，利用太阳能提供热水，地热能采暖的应用，及室内环境自动调节控制设备的发展和技术的开发工作。

1总体规划

项目的总体规划布局是建筑设计实现绿色理念的重大先决要素和组成部分。通常情况下，住宅区的建设范围和区域由建设单位确定，建筑师首先应该综合考虑，因地制宜，有效地利用现状条件，结合周边环境的各种因素和变量，最大程度地利用土地资源，尽可能地保护原有植被，保持小区内足够的绿地覆盖率；在合理的规划布局每栋建筑的位置、选择最好的建筑朝向以外，更需要分析人居区域的空气循环和主风向及小区微气候研究，做好因势利导，排劣解难。对于小区布局中的不利因素，要做好防护措施，避免各类污染源对住宅的干扰，创造健康的人居环境。

1.1建筑间距

建筑间距是规划布局中的首要因素，合理的住宅间距是土地利用率和居住环境综合平衡博弈的结果。在保证建设方土地开发强度要求和小区品质要求的前提下，确定建筑间的距离，还需要综合考虑住宅的内部外部需要、通风、照明、防火、视线，卫生，安全性和建筑施工需求等因素。而最主要的因素首先是应满足房屋的采光，采光要求一旦满足，其他的需求也会随之变得容易满足，特别是2007年10月1日起，我国《物权法》对采光权进行了明文规定，从立法上给采光权以强有力的法律保障。不同的地区，因纬度不同，日照强弱和太阳高度角也不同，各地一般会制定不同的日照间距系数，由此作为各地建筑项目的设计和审批标准。但实际多年运作下来，发现这种标准往往有其不完善之处。许多按照住房间距系数建房的项目，首层的居民房屋日照时间得不到保障，某些地区的首层居民甚至半个冬天看不到阳光。保证住宅的采光，不仅是住宅建设的绿色理念要求，更是物权法授予采光权的强制要求。为了平衡用地开发强度和间距的矛盾，在建筑的单体设计中，可以采用退台处理，适当降低楼层高度，住宅间错开布置等办法，保证住宅间距满足多方面的需求、又达到开发强度要求。

通过对不同层数的住宅土地利用效率进行了详尽的分析比较，可以发现是中高层建筑在节约用地上具备优势，因此设计人员在住宅区的规划布局时，采用一定比例的中高层建筑，或采用中高层建筑和多层住宅结合配置的方法，可以有效的改善住宅的居住舒适性，同时也可以提高土地利用价值，增加小区容积率，提高区域生态环境品质，达到人居环境与自然环境和谐共融。

1.2建筑朝向

决定住宅采光条件的因素除了间距，还有朝向。日照采光对居住建筑有重要影响。对居民而言，阳光可以杀菌消毒，改变房间湿度温度，在冬季，提高室内温度和降低供暖的能耗。但是在夏季，强烈的阳光直射会引起室内温度直线升高，增加室内空调的能耗，可见光照条件对建筑的绿色节能作用是利弊并存的。为了最有效地利用光照，应该选择最适当的房屋朝向。建筑朝向指的是建筑主立面的方位角。夏季具有较小日辐射强度和冬季具有较大日辐射强度的垂直表面方向一般可以确定住宅的最佳朝向。研究表明，住宅最佳建筑朝向在南偏东15度以内，但确定住宅朝向也需综合当地主风向和小区总体布局和其他外部因素。另外，小区设计的韵律感和趣味性也是住宅区设计中需考虑的因素之一。

1.3建筑绿化

居民区的绿地设计可以改善居住环境，提升小区环境品质。绿地设计可以采用点，线，面结合的方式进行。分级设计，使小区绿地系统化，以宅间绿地为点，道路绿化为线，公共集中绿地为面，来覆盖整个小区。绿地应采用开放式的形式，在有限的空间内，为居民提供一个实用、自然、温馨的休息空间。绿化主要以适合本地生长的植物为主要种类，树木搭配原则以乔灌结合，针阔混交，适当点缀花卉及爬藤植物，充分发挥植物的功用，做到春有花、夏有荫、秋有果、冬有绿、四季有景的景观效果。绿化的设置不仅可以有效阻挡外界的污染物，也可以抑制周边产生的噪音；一定面积的绿地还可以改善住宅区的微气候，调节空气湿度，提高空气质量，增加空气的负离子含量，使居民身心愉悦。绿化设计是体现住宅绿色设计理念的重要因素，但绿色住宅理念不仅指足够的绿地覆盖率，更包括了采用绿色节能措施；在室外可使用透水性铺装，以提高基地的保水性，从而保持地表水与地下水资源的平衡。在路旁可以栽种行道树，铺设草地。在一些必须安设不透水硬质地面的区域，可多种灌木或者乔木，采用反射率比较高的地面铺设装饰材料，减少地面对太阳辐射能的吸收等。

2住宅单体设计

将绿色建筑的设计理念贯穿到住宅单体设计中，采用合理优化的建筑空间结构，既可以约资金，又可以充分利用自然能源条件，从而达到绿色节能的目的。

2.1户型形状

合理的户型形状，有利于减小住宅使用能耗，达到绿色节能目的。在建筑平面设计中，应该尽可以做到外形相对规整，避免多余的凹凸变化，尽量减少建筑外墙表面积，体形系数需要控制在0.3以下，控制室内外热交换。研究表明，增加建筑层数、采用多单元组合等方法可有效的降低建筑体形系数。同时，在方案设计阶段，如果发现建筑的体形系数较大，就需要增加建筑围护结构的保温能力，也可以通过动态平衡计算来整体平衡确定建筑物各外围护结构的保温构造。为有效利用太阳能，应让朝南面墙面接收更多的太阳辐射，使其大于散失的热量，把这部分热量用在补偿建筑的净负荷上。可通过建筑的表面面積系数达到设计目标，表面面积系数指建筑物其他外表面面积之和与南墙面积之比。要使该数值尽可能的小，便是被动式太阳能建筑对围护结构面积的要求。

根据现有项目的总结，长轴朝向东西的长方体建筑形状最佳、正方体次之、长轴朝向南北方的长方体结构的建筑节能效果最差。同时，随着建筑进深的加大，建筑的热量消耗指标明显降低；这个结果显示，加深进深对建筑节能有不错的节能效果。但进深大必然导致功能空间面积过大，影响室内空间的通风和采光，既浪费资源，也不能提高住宅舒适度，亦不利于节能。因此综合各方面因素考虑，从绿色节能的理念出发，住宅应采用长轴朝东西向的条式布局为主。对多层住宅，合理进深宜控制在9.6-12m，高层住宅的合理进深宜控制在10.5-15米之间。

2.2户型布局

户型是对住房内不同功能空间进行分区和隔断形成的住宅内的平面结构和形状。户内空间的分区和隔断设计，首先需从功能区划分，动静分离，流线组织的角度出发。从绿色设计的理念上说，合理的建筑空间分隔，可以有效改善室内通风、保温、采光和隔声状况。具体在在平面设计中，遵循绿色建筑设计原则的户型应考虑到以下几个方面：首先，应将卧室、起居室和餐厅分隔开来，把容易产生噪声的厨房和卫生间集中起来，远离居民作息的起居室、书房和卧室。起居室不应与电梯井贴邻布置。此外，厨房卫生间的集中布置的方式还便于管道安装，便于变压式排风道的集中使用，有效对厨房和卫生间进行通风换气，从而减少材料耗用，减少对周围环境的污染。从人居行为分析，可以将人们活动休息较多的功能空间如起居室设置在房屋向阳面，保持室内较高的太阳照度，提高居室的舒适性。厨房、卫生间等使用频率较低的空间可以设置在房屋的阴面。

3住宅施工

要使住宅绿色设计理念能得到的落实，离不开建筑材料的合理选择和建筑体系的构建。更需要在保证质量和安全的前提下，在施工中通过科学管理和技术进步，晟大程度的节约资源，减少对环境的影响。

现行可采用的节能建筑材料有很多，如温州地区一般采用烧结页岩多孔砖和加气混凝土来替代粘土砖作为墙体材料，减少对环境的破坏。在现通行做法的基础上，可以通过能耗指标和节能效果能耗模拟分析，采用复合墙体达到节能环保高效绿色的效果；经研究，东西外墙使用加气混凝土砌块作为内墙体，90厚混凝土空心小砌块做外墙体，中间填充聚氨酯保温层的办法，可以构成隔热保温性能更为优异的新型复合外墙。屋面是绿色建筑外围护结构的另一大重要部分，江浙地区一般采用倒置式屋面，在此基础上，可采用结合植被一倒置式保温屋面达到更好的效果；这种屋面首先增加了绿化覆盖率，通过屋面植被缓解住宅区热岛效应，由“功能性”向“观赏性”发展的屋顶花园增加了城市公共娱乐休闲空间；延长屋顶结构层、防水层等寿命，隔热保温、隔声效果均好。而且随着技术的发展，以前一直困扰使用的诸如植被的维护，覆土荷载，屋顶防水、防根穿刺问题都已得到较好的解决。具体做法是在保温層采用耐植物根系腐蚀的XPS板和泡沫玻璃板置于防水层之上，屋面选用慢生常绿草坪做屋顶绿化，既易于人工保养维护又有提高屋面保温隔热效果和储水功能，能将50%的屋面降水保留在屋面上，然后再通过植物蒸发掉，从而改善了气候环境。形成一种冬季保温、夏季隔热又可增加绿化面积的复合型屋面。与没有屋顶绿化的同类建筑相比，夏季酷热的白天室内温度可降低3℃～4℃，冬天取暖费可节约1/3。最后，窗户在改变建筑物内部的微气候中起到重要的作用，它的主要功能在于调节建筑物内部通风、采光和改善室内空气质量。窗的气密性对节能和隔声影响较大，改进建筑门窗的气密性，增加密封条是其中的重要手段之一。对窗户类型的选择上，平开窗的气密性比推拉窗的气密性好。设计中可更多采用平开窗，降低居住能耗。

在结构性建材的选用上，也可处处体现绿色环保的理念，如混凝土采用高性能混凝土，减少建筑中混凝土的使用量；利用矿渣粉等工业废料取代水泥作为掺合料，从而减少自然资源、能源的消耗和二氧化碳的排放；采用再生骨料混凝土，将废旧混凝土和建筑垃圾加工制成的骨料取代天然碎石，节约天然石材资源，使混凝土成为可再生利用的材料。砌体材料可采用有废渣、废骨料制成的加气混凝土砌。选用速生木材加工制成的科技木，既完全保留了木材隔热、绝缘、调温、调湿等所有的自然属性，又避免了天然木材的自然缺陷，同时还可仿制出各种天然珍资树种甚至更具艺术感的纹理和颜色，大大提高木材利用率和装饰功能。

4结语

绿色建筑的设计理念在住宅建设方面的应用应贯穿到房屋设计的方方面面，通过统筹布局、科学分析，借助先进的材料和技术改善建筑的节能环保效能。相信不久的将来，绿色建筑所带来的影响必定能让人们的生活更加美好，环境更加优美。