現(xiàn)代城市綠色生態(tài)型住宅建筑設(shè)計(jì)要點(diǎn)研究

白 斌

(呂梁市建筑勘察設(shè)計(jì)院，山西 呂梁 033000)

1 綠色生態(tài)型住宅概述

綠色生態(tài)型住宅作為當(dāng)前具備較高應(yīng)用前景的住宅形式，尤其是不傷害環(huán)境、環(huán)境資源利用率高等特點(diǎn)使得該類(lèi)型住宅有效貫徹了人與自然和諧統(tǒng)一的生態(tài)發(fā)展理念。具體來(lái)說(shuō)，綠色生態(tài)型住宅不僅滿足了現(xiàn)代居民對(duì)普通住宅的需求，也實(shí)現(xiàn)了對(duì)各類(lèi)環(huán)境資源的有效利用。除此之外，在綠色生態(tài)型住宅建筑建設(shè)過(guò)程中，相關(guān)人員還需要根據(jù)綠色環(huán)保、節(jié)約能源的宗旨，將各類(lèi)可利用的資源通過(guò)加工或處理制作建筑材料，并將其廣泛應(yīng)用于住宅建設(shè)中，進(jìn)一步落實(shí)綠色環(huán)保的理念，有效解決資源[1]。目前，綠色生態(tài)型住宅建筑設(shè)計(jì)理念已經(jīng)成為現(xiàn)代城市建設(shè)中的未來(lái)基準(zhǔn)，尤其是在當(dāng)前人居要求不斷提高的大背景下，倡導(dǎo)綠色生態(tài)型住宅對(duì)建筑行業(yè)的發(fā)展有著重要意義。

2 綠色生態(tài)型住宅建筑設(shè)計(jì)理念

2.1 堅(jiān)持以人為本，使居住者感到舒適

當(dāng)前“以人為本”的理念愈發(fā)得到落實(shí)，也使得人居環(huán)境成為建筑行業(yè)必須要關(guān)注的問(wèn)題。綠色生態(tài)型住宅建筑在設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員首先要考慮的就是居住者在居住過(guò)程中的感受，不考慮居住者感受的住宅建筑在銷(xiāo)售市場(chǎng)上基本不具備競(jìng)爭(zhēng)力，本身就是一種資源的浪費(fèi)。為了滿足居住者的需求，設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合當(dāng)前信息技術(shù)、人工智能技術(shù)以及建筑理念的發(fā)展趨勢(shì)，充分應(yīng)用現(xiàn)有的各類(lèi)技術(shù)，有效提高建筑設(shè)計(jì)的安全性與舒適性，從而體現(xiàn)“以人為本”的生態(tài)理念。同時(shí)還應(yīng)綜合考慮住宅建筑當(dāng)?shù)氐臍夂颦h(huán)境和風(fēng)俗習(xí)慣，根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)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(qū)冬天天氣寒冷，室內(nèi)保暖是設(shè)計(jì)人員必須要考慮的因素。因此，在進(jìn)行綠色生態(tài)型住宅建筑設(shè)計(jì)時(shí)，在保證供暖的基礎(chǔ)上，通過(guò)在外墻增加保溫板等措施來(lái)提高住宅的保溫效果，使其能夠適應(yīng)北方的氣候條件。除此之外，還應(yīng)考慮當(dāng)?shù)鼐用竦纳钏胶徒ㄔO(shè)成本，建造出價(jià)格合理、居住舒適的住宅建筑。

2.2 以環(huán)境為根，實(shí)現(xiàn)建筑與自然和諧統(tǒng)一

努力尋找一條能夠平衡人口、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、資源和環(huán)境，既滿足當(dāng)代人的需求，而又不對(duì)后代人的需求構(gòu)成威脅的可持續(xù)發(fā)展道路是當(dāng)前以及未來(lái)始終都要堅(jiān)持的綠色發(fā)展理念[2]。在房屋建筑領(lǐng)域中，同樣要遵循可持續(xù)發(fā)展的綠色生態(tài)理念。因此，在綠色生態(tài)型住宅建筑設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮對(duì)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(shè)和使用過(guò)程中對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境的破壞，使建筑設(shè)計(jì)與生態(tài)環(huán)境形成共贏的局面。除此之外，綠色生態(tài)型住宅最大的特點(diǎn)是以環(huán)境為根，將周邊環(huán)境所提供的太陽(yáng)能、水源、新鮮空氣等資源充分利用，有效降低了當(dāng)前住宅的能耗，同時(shí)模擬外界自然環(huán)境可以減少環(huán)境變化對(duì)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(yàn)，進(jìn)一步提高居民的生活質(zhì)量。在北方某些城市，由于常年的重工業(yè)生產(chǎn)，當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境已經(jīng)被破壞，空氣質(zhì)量嚴(yán)重下降，霧霾、沙塵等惡劣氣候十分常見(jiàn)。所以在建筑施工和住宅使用過(guò)程中，都應(yīng)注重對(duì)生態(tài)的保護(hù)措施，這對(duì)人類(lèi)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

2.3 因地制宜，充分利用本土資源

節(jié)約能源不能靠“不用”或“少用”的方法來(lái)解決。在住宅建筑施工時(shí)，應(yīng)充分考慮建設(shè)當(dāng)?shù)氐淖匀毁Y源，合理的利用這些資源，實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)啬茉窗l(fā)展和經(jīng)濟(jì)利益的良性循環(huán)。例如，在北方許多地區(qū)，煤炭和石油資源產(chǎn)量豐富，但是由于地區(qū)經(jīng)濟(jì)水平和礦產(chǎn)資源自身缺陷的限制，導(dǎo)致許多城市生態(tài)環(huán)境遭受極其嚴(yán)重的破壞，空氣質(zhì)量大幅下降，極大降低了當(dāng)?shù)鼐用竦纳钯|(zhì)量。而且將煤炭、石油等資源運(yùn)用于電場(chǎng)與熱力廠中發(fā)電、發(fā)熱，本身就存在極大的缺陷，在這個(gè)過(guò)程中，資源的利用效率極低，造成了不可再生資源的浪費(fèi)。但是北方城市的住宅具有良好的光照，這是可以重復(fù)利用的可再生資源，利用自然光的輻射能進(jìn)行室內(nèi)升溫，并加強(qiáng)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(hù)了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。

3 現(xiàn)代城市綠色生態(tài)型住宅建筑設(shè)計(jì)重點(diǎn)

3.1 空間設(shè)計(jì)

綠色生態(tài)型住宅建筑的空間設(shè)計(jì)一般按照功能特點(diǎn)劃分為不同區(qū)域，在不同的分區(qū)中，對(duì)空間的光線、溫度、干濕度等環(huán)境因素又提出了較大差別的要求。設(shè)計(jì)人員應(yīng)該根據(jù)空間利用率、節(jié)能性、經(jīng)濟(jì)性、舒適性等方面綜合考慮，合理設(shè)計(jì)出滿足居住者舒適性要求的綠色生態(tài)型住宅。以功能需求和能源利用率作為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)空間進(jìn)行分類(lèi)，采取環(huán)境緩沖分區(qū)的設(shè)計(jì)方式，實(shí)現(xiàn)自然資源的全面高效利用。同時(shí)，不同區(qū)域之間還應(yīng)形成一定的聯(lián)系組成整體，實(shí)現(xiàn)功能互補(bǔ)。而對(duì)當(dāng)前廣為流行的高層建筑而言，依照綠色生態(tài)型住宅的要求，可以在空間設(shè)計(jì)方面通過(guò)溫度以及景觀的各類(lèi)設(shè)計(jì)來(lái)減少內(nèi)部能源的損耗。具體來(lái)說(shuō)，可以依照梯度變換的方法對(duì)建筑內(nèi)部的溫度、光源以及景觀進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，一方面有效控制建筑內(nèi)的溫度，減少光污染對(duì)居民的傷害；另一方面通過(guò)景觀的設(shè)計(jì)來(lái)體現(xiàn)建筑與周邊環(huán)境的協(xié)調(diào)性，為居民提供更為優(yōu)美且安逸的環(huán)境，進(jìn)一步豐富城市的建筑設(shè)計(jì)效果。例如，由于住宅的臥室是居住者睡眠休息的地方，對(duì)溫度的要求較高。而陽(yáng)臺(tái)、廚房、門(mén)廳等交往空間具有人員流動(dòng)的特點(diǎn)，對(duì)溫度要求相對(duì)較低。因此，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行綠色生態(tài)型住宅設(shè)計(jì)時(shí)將交往空間作為室內(nèi)外環(huán)境的過(guò)渡區(qū)，控制其溫度與室外溫度相近，使內(nèi)外溫差轉(zhuǎn)換有所緩沖，避免住宅內(nèi)所有區(qū)域都是同一溫度。這不但能夠節(jié)約能源，還能減緩居住者出入室內(nèi)外時(shí)由強(qiáng)烈的溫度差所造成的身體不適感。以萬(wàn)科峯境綠色生態(tài)住宅為例，萬(wàn)科峯境作為廣州市住宅當(dāng)中唯一的立體綠化園林設(shè)計(jì)社區(qū)，整體園林覆蓋率達(dá)到70%以上，立體綠化在隔熱降溫、減少噪音方面都帶給業(yè)主全新的生態(tài)體驗(yàn)。綠化用水方面，水景補(bǔ)水全部采用傳統(tǒng)水源，項(xiàng)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(shè)計(jì)，除了提升住宅的視覺(jué)觀感之外，還可以通過(guò)樹(shù)葉的不同形態(tài)和整體布局過(guò)濾空氣中的有害灰塵，凈化空氣，改善城市的熱島效應(yīng)。萬(wàn)科峯境在白云山腳下，空氣清新，立體綠化系統(tǒng)更加通過(guò)植物之間的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系形成穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，從而形成了良好的建設(shè)社區(qū)建筑與自然環(huán)境的新型互動(dòng)關(guān)系。在建筑的設(shè)計(jì)上，萬(wàn)科峯境學(xué)習(xí)新加坡等城市建筑理念，在下沉廣場(chǎng)、地面、公共出挑平臺(tái)、屋頂、外立面、住戶(hù)陽(yáng)臺(tái)、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(xiàng)目呈現(xiàn)出立體花園的形態(tài)。此外，萬(wàn)科峯境東向白云山呈E字半圍合式布局，使得大部分住戶(hù)可觀賞白云山景。為保證小區(qū)微環(huán)境通風(fēng)對(duì)流，小區(qū)在設(shè)計(jì)中特意留有對(duì)流的風(fēng)口，引入東南風(fēng)，冬暖夏涼。

3.2 結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)

在人類(lèi)的發(fā)展歷程中，無(wú)論是科技的進(jìn)步還是社會(huì)的發(fā)展，都無(wú)法離開(kāi)自然法則的引導(dǎo)和約束，無(wú)數(shù)科技發(fā)明最初的構(gòu)想都源自于人類(lèi)對(duì)自然的感悟。而綠色生態(tài)型住宅的建筑設(shè)計(jì)同樣也是如此。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員需要著重考慮建筑物在形態(tài)上的生態(tài)性與節(jié)能性。從生態(tài)性的角度分析，目前許多建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都在自然界中受到了良好的力學(xué)和美學(xué)的啟發(fā)[3]。因此，在進(jìn)行綠色生態(tài)型住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要根據(jù)自然界中已有的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，綜合考慮綠色環(huán)保和建筑美感等要求，不斷創(chuàng)新和完善設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)出適宜人類(lèi)居住的綠色生態(tài)型住宅建筑。現(xiàn)今的相關(guān)專(zhuān)家學(xué)者比較關(guān)注的設(shè)計(jì)體系有兩種，一種是“樹(shù)的結(jié)構(gòu)”，一種是“竹的結(jié)構(gòu)”。從節(jié)能方面分析，住宅建筑形態(tài)的形體系數(shù)越小，所產(chǎn)生的資源消耗越少。反之，形體系數(shù)大所產(chǎn)生的能源消耗就高。所以要想使綠色生態(tài)型住宅建筑達(dá)到節(jié)約能源的目的，就需要采取數(shù)值較小的設(shè)計(jì)方法。而且建筑的節(jié)能也會(huì)受到朝向和季節(jié)的影響，在進(jìn)行綠色生態(tài)型住宅建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮周?chē)h(huán)境因素的影響，對(duì)太陽(yáng)入射住宅的角度進(jìn)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(yáng)光引入室內(nèi)，減小室內(nèi)的溫度波動(dòng)。例如，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，由Guz Architects精心設(shè)計(jì)而成的新加坡米拉之家，由于建筑地塊并不太大且兩側(cè)都有鄰居，建筑師通過(guò)種植茂密的樹(shù)叢作為堅(jiān)實(shí)的墻來(lái)保護(hù)隱私；而建筑本身則盡可能地往開(kāi)放的方向設(shè)計(jì)，以迎接清爽的海風(fēng)和明亮的陽(yáng)光。其中最特別的地方當(dāng)屬滿目的綠色空間，綠意盎然的植被覆蓋在每一層的露臺(tái)和屋頂上，使任何一層都仿佛是一個(gè)坐落在花園中的單層住宅，非常美麗。由臺(tái)北金融大樓股份有限公司規(guī)劃設(shè)計(jì)而成的101大樓以數(shù)字8作為設(shè)計(jì)單元，每八層樓為一個(gè)結(jié)構(gòu)單元，建筑面內(nèi)斜7度，彼此接續(xù)，層層相疊，構(gòu)筑整體。外形似塔，更似節(jié)節(jié)相生的竹子，達(dá)到了防災(zāi)防風(fēng)的效果。大樓內(nèi)部挑空處理，可承受2500年回歸周期的大地震，也可承受17級(jí)60 m/s以上的風(fēng)速。在節(jié)能設(shè)計(jì)中，圓柱形建筑形體系數(shù)小，符合建筑的節(jié)能指標(biāo)。圓柱形建筑還具有良好的穩(wěn)定性，內(nèi)部受力較為均勻，在減少熱量損失的同時(shí)還能夠有效降低風(fēng)壓。由于沒(méi)有棱角，整體摩擦系數(shù)也相對(duì)較小，可以有效減弱風(fēng)化作用。

3.3 建筑“表皮”設(shè)計(jì)

“表皮”不僅可以有效保護(hù)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)或物質(zhì)，也可以有效調(diào)節(jié)人體或動(dòng)物的體表溫度，合理設(shè)計(jì)住宅建筑的“表皮”也可以達(dá)到類(lèi)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(nèi)外物理環(huán)境的緊張關(guān)系。也就是說(shuō)，建筑表皮生態(tài)系統(tǒng)直接決定著室內(nèi)外溫度、濕度等環(huán)境的質(zhì)量，所以建筑表皮的生態(tài)化設(shè)計(jì)對(duì)于建筑本身的物理環(huán)境而言具有不可忽視的作用。但是設(shè)計(jì)人員進(jìn)行綠色生態(tài)型住宅的建筑表皮設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)該關(guān)注表皮的控制和支撐功能，根據(jù)太陽(yáng)熱輻射、自然風(fēng)等環(huán)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(yáng)體系表皮、綠色生態(tài)種植表皮，積水表皮的設(shè)計(jì)都可以有效的優(yōu)化室內(nèi)物理環(huán)境。在綠色生態(tài)型住宅設(shè)計(jì)中，相關(guān)人員需要應(yīng)用優(yōu)化的工藝，合理使用新產(chǎn)品、新材料，積極有效的改善室內(nèi)的風(fēng)、光、熱、空氣等環(huán)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(xiàng)目位于韓城市新城區(qū)楨州大街南段，北臨南湖公園，南鄰西安交大韓城教育產(chǎn)業(yè)園區(qū)，西臨政府規(guī)劃文星公園。該項(xiàng)目為第四代綠色生態(tài)庭院住宅，全部建筑外墻墻面進(jìn)行垂直綠化、空間綠化。從外觀上看，一棟建筑就如同一座樹(shù)木蔥郁的山峰，一個(gè)建筑群就如同一片森林，每家每戶(hù)客廳外都設(shè)置一塊土地，一座綠化平臺(tái)，可在客廳外的私家庭院里種花、種菜，在花草樹(shù)林間享受清新安靜的田園生活，使人們擁有一個(gè)四季如春的家。

圖1 韓城和園設(shè)計(jì)示意圖

3.4 綠化設(shè)計(jì)

綠化設(shè)計(jì)主要包括四個(gè)方面的內(nèi)容：第一，是合理布局，綠色生態(tài)型住宅要求較高的綠化覆蓋率，設(shè)計(jì)人員要合理選擇各種綠地的位置，對(duì)大片集中綠地的種植內(nèi)容和種植面積進(jìn)行合理規(guī)劃，避免細(xì)小狹長(zhǎng)狀的綠地形狀。第二，是地面綠化，地面綠化在環(huán)境保護(hù)和熱輻射控制等方面具有顯著的作用，設(shè)計(jì)人員應(yīng)考慮小區(qū)的規(guī)模和特點(diǎn)，合理進(jìn)行地面綠化布局。第三，是空中綠化，主要是指墻面和陽(yáng)臺(tái)處的垂直綠化設(shè)計(jì)。空中綠化有較強(qiáng)的觀賞性，而且占地面積很小，設(shè)計(jì)人員應(yīng)合理選擇綠化植物，規(guī)劃種植位置，防止其影響室內(nèi)采光。具體如圖2所示。第四，是室內(nèi)綠化，室內(nèi)綠化是現(xiàn)行的比較流行的綠化設(shè)計(jì)，既能點(diǎn)綴室內(nèi)空間環(huán)境，還能夠改善室內(nèi)空氣質(zhì)量，提高環(huán)境舒適度。設(shè)計(jì)人員應(yīng)選擇能夠凈化空氣且對(duì)人體有益的植物。

圖2 空中綠化圖示

4 結(jié) 語(yǔ)

在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)需要遵循綠色生態(tài)型住宅建筑設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)理念，以人為本，因地制宜，保護(hù)環(huán)境。根據(jù)建設(shè)地的實(shí)際情況，多角度、深層次地設(shè)計(jì)綠色生態(tài)型住宅。在能源利用和建材選取等方面遵循生態(tài)原則，加強(qiáng)建筑設(shè)計(jì)的生態(tài)化研究，進(jìn)一步發(fā)展成適宜人類(lèi)居住的綠色生態(tài)設(shè)計(jì)。