綠色室內住居環境構建的初探★

王 晶 李昕琪 王宇輝 王冠群

(中國礦業大學(北京)力學與建筑工程學院，北京 100083)

住居是人類的庇護所，是人類生活質量的重要體現，平均每人每天大約在室內度過的時間能達到80%以上，在住居中的時間則又占到室內停留時間的50%以上，因此舒適的綠色室內住居的構建與國計民生息息相關。在當今綠色建筑倡導的為人們營造一個與自然和諧相處的舒適、健康、高效的建筑空間的大背景下，綠色住居的研究已成為構建人居環境的重要組成部分，舒適的室內住居環境對人體活動、生理和心理都會產生積極的影響[1]。

室內住居環境是由多方面因素綜合影響決定的，因此對于綠色室內住居的構建應考慮各個因素的協同合作與相互影響?；诰G色建筑全生命周期理論即可持續發展角度考慮，綠色室內住居的構建應涵蓋前期綠色住居設計、中期綠色施工、后期綠色科學運營與維護等階段。具體實施策略包括對住居室內物理環境(光、熱、風、聲等)的構建，對室內建材的慎重選擇和對住居整體性能檢測與后評價等[2]，從而更加有效地促進綠色室內住居實質性發展。

1 室內物理環境

1.1 光環境

縱觀歷史，在人類的生存和發展過程中，光是人類的重要生存要素。綠色住居提倡構建適宜的光環境，首先必須滿足采光和日照要求，著重強調室內要盡量采用自然光，輔助與協調采用人工照明，合理調節光照強度和均勻度,并且通過多使用節能照明工具，減少能耗等。構建綠色室內住居光環境應注意以下幾點[3]：

1)建筑布局及建筑造型優化。建筑設計前期可建立虛擬模型，并利用日照計算分析模擬軟件，對遮擋及日照時間進行分析，首先必須滿足建筑規范，具體來講就是在窗地面積比和采光系數方面要滿足《建筑采光設計標準》，在日照方面，則要滿足《城市居住區規劃設計規范》。之后通過反饋流程對設計方案的建筑布局和建筑造型不斷進行調整，從而實現對建筑室內光環境的優化。

2)采光與朝向優化配置。在進行建筑平面功能布局和立體空間設計時，對于建筑采光與朝向的選擇應注意以下幾點，臥室、起居室等主要房間以及廚房均應有直接采光，用以滿足居住者生理、心理和健康方面的需求；對于主要房間應優化朝向選擇配置，關于采光窗戶朝向的優劣，南朝向為最優，次之為東南或西南朝向，再次之為東西朝向，最差為東北或西北朝向和北朝向。

3)住居中如何最大限度地合理利用自然光資源，與室內住居的采光口大小、窗的構造設置及窗體材料等相關。確定合理的窗墻比例、開窗位置及選擇適當的開窗形式等，可有效調節建筑所接收的光輻射量和調節室內照度的分布均勻度。此外在進行人工照明室內布置時應注意亮度與照度的大小、空間均勻度的控制，并要避免產生眩光。

1.2 熱環境

熱環境由多個影響因素共同組成，而人體熱舒適感是由這些因素綜合作用并處在最佳數值范圍內時形成的人體感知反饋。綠色住居的熱環境應最大限度滿足居民的熱舒適度的要求以及節能環保的要求，應從以下幾個方面考慮熱環境的構建:

1)可通過對大批量的已建普通住區和綠色示范住區進行后評估，即相關實測和數據分析。并利用EnergyPlus軟件構建熱舒適度模型來進行模擬，最終合理確定建筑住居的體型系數和窗墻面積比。

2)慎重選擇圍護結構的材料。若圍護結構使用較大面積的玻璃，在夏季則容易引發溫室效應，而冬季容易產生低溫輻射效應。

3)根據地區氣候特點，調節圍護結構的保溫隔熱性能。調整外圍護墻、分戶墻、屋面板、樓板、門窗的構造節點，降低傳熱系數；改善住區公共區域熱環境，有條件時可加設樓梯間采暖系統，在外門區域可加設門斗并注意保持門窗的完好性。

4)使用清潔綠色能源。如在技術成熟的情況下，考慮利用太陽能、地源能等解決采暖及制冷問題。

1.3 風環境(室內空氣品質)

通風主要有自然通風和機械通風兩種方式，在構建綠色住居的設計理念下，講求以自然通風為主要方式，減少人們對機械通風等人工設施的依賴，為人們提供更好質量的空氣環境。

1.3.1建筑規劃布局及空間組合調整

建筑設計前期建立場地模型，并利用Ecotect與CFD分析模擬軟件，模擬分析住居的室外與室內風環境，再比照國家規范對風速的要求，進行建筑布局優化。設計中應著重考慮當地風向與住宅朝向的關系，并充分優化建筑群組的空間配置和地理空間相對位置，通過對熱壓風壓控制利用等來實現住區最大化的自然通風[4]。

住區建筑高度以及建筑組合情況影響室內風環境。一般高層建筑的高度因素會有利于自身的室內自然通風，而對于不同高度的房屋組合，高低建筑錯列布置會有利于低層建筑的通風。

建筑空間設計與通風構件的運用。根據具體地點的主導風向，調整窗洞、門洞尺寸，結合樓梯間和走廊設置通風豎井和在外圍護結構面上設置通風構件，都可實現對住居通風的控制與調節。例如南立面設置智能調節豎向百葉做導風板，百葉的角度隨風向和太陽高度角變化而不斷調整，從而調節控制進風口風量。此外局部自然風的風向、風力也可通過建筑物的圍墻設置和植被等措施來實現。

1.3.2施加相關主動式技術

對于構建綠色室內住居環境而言，為了實現室內空氣質量達標優化，需要避免小區樓間或層間的排氣系統相互影響，衛生間、廚房的通風換氣應設置集中排放系統；使用頻率高、人流量大的房間還應安裝空氣凈化裝置，從而使得室內空氣質量達到最優的適宜狀態。

同時注意嚴格按照我國國家質量技術監督局和衛生部相關制度的室內空氣質量設計標準來控制室內的各項指標，如PM2.5、二氧化碳的濃度、懸浮粉塵濃度、甲醛和苯類含量、氨和菌落總數等。具體標準例如,住居室內空氣中PM2.5標準為，年平均濃度不高于35 μg/m3，日平均濃度不高于75 μg/m3。住居室內空氣中甲醛的標準值應低于0.08 mg/m3，新建住居室內氨濃度年平均值應低于100 Bq/m3，室內空氣中氮氧化物要低于0.15 mg/m3，二氧化硫日平均濃度要低于0.15 mg/m3。

1.4 聲環境

綠色住居聲環境系統的構建關鍵在于控制噪聲[5，6]，因為據資料顯示，在住區各類環境污染的投訴中，投訴噪聲污染的數量排名第一，約占總數的1/2。關于構建住區良好聲環境和控制噪聲應首先考慮選址，其次應注意建筑空間之間的分戶隔聲，最后應注意建筑材料隔聲和控制設備噪聲。

1)要考慮住區區域選址，基本原則為：遠離噪聲源，如高速路、機場、鐵工業廠區等；同時在總平規劃時應注重樓區間噪聲相互干擾的問題，并應考慮將小區內公用設施噪聲源集中安置在小區邊緣與角落處，結合其他采光通風因素盡量將臥室設置在背向噪聲源的方向，同時也可采取聲屏障等措施來隔音降噪，在住區以及室內種植綠植、設置水體等對降噪也有一定效果。

2)建筑師在進行住區建筑平立剖面設計時應具備基本的建筑隔聲概念，如質量定律、吸聲、隔振等，尤其要注意的是：分戶墻與分戶樓板隔聲、電梯不能與噪聲敏感房間相鄰、門窗與管道隔聲等，例如采用雙重密封鋼質隔音進戶門和鋁合金門窗，隔聲性能可達30 dB。

3)對建筑材料質量要嚴格控制，如可以采用木絲板等隔音材料，同時也可將吸聲降噪功能加至室內裝飾畫與家具上；建筑構造處理設計應合理，施工細節要控制到位，注意避免建筑縫隙和聲橋等；最后控制設備噪聲，可以采取讓住戶房間遠離設備用房，如果實在無法避免則可采取吸隔消減等技術措施來降低住區樓內設備噪聲，如對電梯振動噪聲和排水系統的沖擊噪聲應進行專業處理。

2 室內建材選擇

綠色建材的選擇是構建綠色室內住居環境的一個重要環節。綠色建材包括實際使用的具體的建筑構造設施和建筑材料等。在選材上，應本著最大限度的利用天然能源的原則，使材料具備較高的經濟效益，在使用時建材應具有低碳環保、耐久性好、可再生利用、無污染和可降解等優良性能，從而減少廢料、廢氣、廢物的產生等，實現整個生命周期的室內建材綠色化。例如室內墻面材料可使用無污染的源于硅藻礦物的硅藻泥；在選擇布藝沙發等軟裝時，可主要選牛皮、羊皮或天然棉織等未經過化學漂染的材料等，從而避免其危害人體健康；在選擇室內家具或裝設構件時，可考慮用一些天然低碳的木材料和竹材料。同時應注意對室內建材所含微量元素嚴格檢測與控制。比如在選擇墻漆和室內家具裝飾的時候，對于其中的甲醛含量和其他要進行檢測控制，確保建筑材料的甲醛以及其他的放射性有害物質較低，從而提高建筑材料的安全性。

此外當前建筑界存在一些新型的局部綠色結構設施，如各種高性能墻面、屋面和窗體等。對其應實測加模擬來綜合分析其對環境影響程度和對能源的利用情況等綜合效果，評價其優劣性和具體地區氣候適用性。例如太陽能墻體是當前構建室內住居中應用最廣泛的綠色結構設施之一，該墻體的綠色原理主要是在墻體外側進行黑色打孔鋁板的設計，實際使用中鋁板可吸收太陽光，將其熱能大部分轉為可直接使用的太陽能，并通過相應的交流泵把太陽能轉化為電能，但是對此太陽能墻體的運用應考慮使用效率和區域適應性。

3 整體性能檢測與后評價

以前對于綠色室內環境的關注多為技術疊加和單因素(如風、光、熱和聲)環境調節，這樣做導致的后果是整體性能效果并不樂觀，在目前認證的綠色建筑實際運行中，其室內環境實際效果與前期的設計間存在很大偏差。

一方面因素是由于建筑各個階段工作的脫離，在設計階段一般僅對建筑性能進行定性考慮而很少有定量研究；多關注強制性法律規范要求，所以設計往往達不到人類居住非常舒適的程度；招標采購階段則重點關注成本，因此建材的質量和性能又不能保證；建設施工階段主要關注工程進度，施工質量的好壞又比較難控制。最后的運行管理階段又多采取簡化方式；所以要構建綠色室內住居環境，必須保證在整個建筑設計到施工再到運營的各個階段的圓滿終結和協同作業。另一方面因素則是當前綠色建筑室內各項技術雖然使用越來越廣泛，但是各種綠色技術策略的使用還沒有完全擺脫隨意堆砌的現狀，因此各項技術的工作協同相關性與排斥性并不能完全控制[7]。

因此就構建綠色室內住居來說，實施建成后的實際運營效果的檢測后評估是非常重要的。這樣才能真正發現問題，了解各項綠色技術的協同與排斥性，從而量化歸納綠色技術措施，切實推動綠色住居整體性能的實現和提高室內住居環境的舒適度。

具體對于構建綠色室內住居而言，用后檢測與評價是指依據建筑及相關室內環境性能標準，通過一定的實測、實驗方法和相關主觀形式的調查問卷形式，結合一些專業的室內物理環境檢測與評價儀器設備或者其他定量手段進行主客觀科學測算。對建成的綠色室內住居環境進行全面的測量和評價，檢驗其實際使用效果是否達到預期的設計與構建設想。

4 結語

綠色室內住居環境是人居環境質量的重要體現。通過上述對室內住居的物理環境、建材選擇、建成后整體性能檢測與后評估等方面的探討，用綠色建筑全生命周期理論以及科學定性定量的方法，初步探索綠色室內住居環境建構理論框架，為綠色室內住居環境的構建提供理論參考。

[1] 楊經文.設計的生態(綠色)方法(摘要)[J].建筑學報,1999(1):12-13.

[2] 李叢笑,林波榮,魏慧嬌,等.我國綠色建筑使用效果后評估實踐[J].動感(生態城市與綠色建筑),2015(1):53-58.

[3] 汪企武,汪 潔.大余灣“移民新區”住宅室內天然采光設計[J].華中建筑,2016,34(12):69-71.

[4] 楊 麗,錢 鋒,宋德萱.建筑室內空間環境舒適性的數值模擬研究[J].建筑科學,2017,33(8):129-134.

[5] 張 靚.合肥沿街住宅建筑聲環境及防噪設計策略研究[D].合肥：合肥工業大學,2012.

[6] 趙敬源,張 琳,霍小平.臨街建筑聲環境的研究與改善[J].西安建筑科技大學學報(自然科學版),2004(2):191-194.

[7] 劉彥辰,林波榮,洪家杰.夏熱冬暖地區綠色建筑性能后評估研究[J].南方建筑,2017(2):8-13.