城市住宅小區綠色建筑規劃與設計探索

許天舒

（寧夏回族自治區國土空間規劃研究中心，寧夏 銀川 750011）

0 引言

以南方某住宅小區作為分析對象，該小區擁有9幢18層高樓和4幢公寓，共1 251戶。該小區采用了框架-剪力墻的結構，綠地率41.5%，占地15.06萬m2，規劃設計方案靈活利用了原地貌，采用了一體機布置，開闊出了開敞的空間及園林景觀合理的布局。

1 節地與室外環境

1.1 室外風、光環境的優化

在綠色建筑的規劃設計方案中，通過將場地、地形因素納入到綠化工程的整體規劃與環境規劃中，對室外的風、光及噪聲進行合理的規劃，其規劃設計內容為以下幾點。

1）模擬單元的空氣情況。以風場模擬分析為基礎，對住宅進行了總體的平面布置，并調整了建筑物的方向和視線，其可靠性的規劃設計包括以下3個方面：①該項目的主要住宅面向夏季中心風區方向，利于通風，也利于改善室內環境污染；②在滿足日照要求的同時，應適當擴大建筑間距，有利于改善空氣的流動，增加每小時的通風量和風速，并且可以使建筑物內的空氣換熱器更快，使建筑周邊的熱傳導速度更快，從而降低中央空調系統的負荷；③各組團的整體規劃布置充分體現出了整個住宅自然透氣的效果，當室外大風為東南風時，各出口風速都小于5m/s，在東風的流向下，住宅建筑間隔處的氣旋更密集、風力也更強，因此，在此區域種植高樹可以降低風力，同時可以起到清潔的作用。

2）在對住宅進行日光仿真分析的基礎上布置各部分，調整間距，使各單元戶型達到環保節能建筑的規定，與此同時也可以提供良好的城市綠地陽光，并滿足住戶的房間內及室外主體活動對日照的要求。

3）在綠色能源建設規劃中，加入建筑物間隔及中央式綠化，可以提高景觀效果，使用大量人造花園的景觀布置，住宅室外的地上停車場以草坪地磚為主，道路和園林綠化輔助使用新型透水原料，從而達到降低熱島效果的目的。

1.2 地下空間利用

1）在本區域的規劃設計中，在建筑布置上一共劃分為3個層次：東部、西部及西部三級平臺。它減少了基礎建設中的挖掘，同時，針對地形特征，采用開放式的地下車庫，充分發揮地下空間的作用，停車場面積達80%；增加綠地面積，地下室的縱向解析如圖1所示。

圖1 地下室豎向分析

2）3個單元的地下室在不同位置均安裝了窗戶或開啟自然通風和光照，設置園林景觀式平屋頂通風采光井，減少了停車庫的照明燈具耗能。

3）地下室作為公共空間，主要包括娛樂室、乒乓球、圖書館、健身房和標準的地下泳池，所有的設施均位于露天的地下室中，垃圾處理中心位于建筑的西北側，可以避開主要風力（東南方），營造干凈的室內環境。

1.3 良好的景觀布局、豐富多樣的植被

住宅社區的景觀設計，以花園為中心，通過合理的布置，營造出優美、開闊的環境，空氣清新，可供人休憩。花園以人工栽培為主，栽培喬木數約為150棵。除此以外，配備具有地方特色的綠化樹種20多個，主要選用了本地或歸化、半歸化的品種，其種植的種類超過65個。公用場所、住宅邊上、地下工程的屋頂、山地工程的分臺、高架等區域，也均采取了綠化措施，其綠地覆蓋率達41.5%，總面積達27 300m2。綠化設施要有效并且達到休閑旅游的規定，要高低錯落，不僅要有本地闊葉型常青樹的優勢，而且需兼顧四方的觀賞。

2 節能與能源利用

2.1 外圍防護結構的節能優化

結合項目區自身氣候、地域特點及本地裝飾建材特點，小區房屋周邊的防護構造如下。

1）外墻 小區外墻采用了加氣混凝土，其換熱率只有傳統陶土的1/5，可以有效降低外墻換熱，無需額外增加保溫隔熱層，以此降低建筑成本，降低運營期的維修費用。

2）室外窗戶 在冬季和夏季采暖地區居民住宅的耗能中，室內空氣調節是最重要的一項，而在建筑外部防護結構的空調負荷中，外窗占62%。因此，在綠色節能建筑改造方案中，外窗應采取“鋁合金中空玻璃內置可調百葉窗”的方式（見圖2）。該產品將內嵌式百葉完全關閉后，其換熱效率僅為單邊百葉的1%或0.17%，中空玻璃可以有效降低外部建筑的整體換熱，從而降低室外建筑的散熱。可以通過調節百葉簾降低室內的日光輻射和室內空氣調節的負擔，同時可以調節室內日光的直接照射，使其在冬天也得到很好的光照，比傳統不移動的外罩更好。另外，采用太陽能光源可以降低人造光源的能耗及室內溫度的消耗。

圖2 鋁合金中空玻璃內置可調百葉窗

3）屋面 小區房屋屋頂絕熱工程采用了以玻璃棉為材料的絕熱保溫材料，它具有良好的抗老化能力，并具有0.058的傳熱率和良好的絕熱絕緣特性，采用水泥加氣砌體進行邊坡施工，可以達到雙層絕熱效果，極大提高平房的絕熱效果。

2.2 可再生能源利用

1）充分利用本地區太陽能源，使其能夠滿足所需光照，可以采用一套綜合建筑物外形的太陽能熱水器系統，利用太陽能與建筑物相結合的技術，將太陽能集中式集熱器置于住宅區高層，并將其整齊地裝配、排列，以保持建筑物的外觀和藝術感。

2）由于居民區內的建筑面積較大，因此供熱管線過長會消耗大量電能，而對于底層用戶來說，太陽能熱水器并非最好的選擇，因此，結合實際情況，選擇了風能熱泵電熱水器的應用。該系統冬季的COP可達1.8，在相同的熱水環境下，其熱水器的能耗僅為一般家用熱水器的1/3，節能效率甚高，且早期項目投資較低。

3）規劃使用公共照明燈，為城市和非主要交通干道提供照明，由太陽能電池驅動的燈具主要包括地埋燈、庭院燈等。

2.3 高效、節能的設備和系統

推薦小區居民采用分區式空調機組，其節能級別約2.7。公用照明燈具均采用LED綠色節能燈光源，可以大幅減少公共照明的能源消耗，并將照明時長延長至80 000h。所有家庭使用的供電方式都是“一鍵啟閉”，在人們離家時，只要一按按鈕，就能切斷控制電路的供電，消除家電中所有多余的能量消耗，方便家庭成員進行“綠色低碳生活”。

2.4 能源再生電梯

新型再生電梯可以收集30%～70%的電力，然后再將其投入到電力系統中進行回收，具有環保、節能、重復利用電能等優點。在輕載上行和重載下行時，通過勢能轉化為電能并通過能源再生變頻器清潔過濾后，將這些能量回饋到小區的電力系統中，供建筑內其他耗電設備使用。能源再生電梯不僅能節省電能，還能降低裝置的溫度，改善居住小區的熱狀況。

3 節水與水資源利用

室外生活用水如園林綠化、城市道路清洗等，均選用雨水及中水回用等非傳統的供水方式，并設置獨立的植物循環凈化裝置，保證水質的良好，同時達到減少城市供水及廢水排放的目的。通過系統的數據收集應用軟件將收集到的水質數據與城市用水相關聯，并根據小區的環境特點來截留降雨。收集居住小區住戶排放的污水，經處理后用于小區綠化、道路清洗等。

4 節材與材料資源利用

4.1 結合地形設計，利用原有資源

1）在規劃設計方案中，按照地勢高低將項目區劃分不同級平臺，最大限度地利用自然本底條件，減少基坑的挖掘。

2）許多內部墻體采用了大量的中空磚和灰泥，最大限度地發揮了建筑垃圾的作用。

4.2 選用泡沫玻璃新型節能保溫材料

泡沫玻璃具有優良的抗老化性及抗化學侵蝕等性能，使用壽命長。同時泡沫塑料不吸潮，具有良好的耐高溫、耐低溫性能，其熱膨脹收縮系數與工程建筑磚、混凝土、水泥砂漿等墻體原材料類似，可以提高兩相結合的堅固性與可靠性，并利于提高外保溫系統的持久性。

4.3 其他節材措施

裝修材料的原料來源地距建設區域300km以內，通過采用商用水泥，可以降低原料網和水的消耗，也可以降低噪聲及現場的灰塵。對施工產生的廢棄物進行就地分揀處置。及時清理可回收的廢棄物，對可再生的原料進行再生，制定廢物的回收計劃和方法，提高廢物的利用率。在新的室內裝修中，預先將洞口預埋和安裝在一起，以降低裝修工程對建筑物的開挖，保證結構的安全性，降低噪聲并減少固體廢物。

5 室內環境質量改善

通過對聲、光的控制，營造一個舒適的室內環境，具體規劃設計如下。

5.1 通過室內光環境模擬分析優化戶型設計

從室內空間布局的角度來看，室內建筑方向需要具有良好的自然通風與光照條件，衛生間的整體設計采用天然的采光和透氣窗口及新的材料和工藝。同時，采用ECOTECT移動通信系統進行室內自然采光的仿真和計算，其結果如下：針對不同戶型進行優化調整，使室內的采光指數、采光均勻性得到提升（見表1），以確保室內采光能夠滿足需求，在節能的同時具備舒適的視覺效果。

表1 小區最不利戶型采光系數及采光均勻度模擬值

5.2 可調節采光遮陽系統

室內使用“鋁質中空玻璃加可調節百葉扇”，可以調節陽光照向室內的熱量，不僅可以減少熱交換，還可以滿足不同季節對于陽光的需求，提高居住質量和舒適度。

選擇可調節百葉簾等空心玻璃后，小區室內的自然光線舒適，主要具有以下優點。①可以滿足內部工作照明的要求。太陽光質量優于人造光源，有利于視力健康；②可以營造舒適的視覺氛圍。舒適的視覺效果要求光線的均勻度不低于0.7，低亮度反差能夠避免因眩目而造成注意力分散，而高效的亮度可提高人的興奮程度。

5.3 隔音降噪措施

1）室外隔聲 在小區種植高大的樹木，可以起到良好的隔音效果，降低室外的噪聲等級。

2）窗戶隔聲 “鋁質空心玻璃加可調節百葉窗”的隔聲效果可以達到36分貝，能夠有效隔離室外的噪聲、降低室內的噪聲等級。

3）室內墻體隔聲 使用具有較高密度的磚塊和加氣砌體，能達到顯著的隔聲效果，使臥室、書房等房間更加安靜。

6 結語

綠色建筑將成為未來房地產開發的主流，對城市發展具有長遠的意義，其包括與大自然的協調、資源的利用以及對經濟社會可持續發展的促進。綠色建筑主要包含2個層次：①外在，體現在建筑實體的材料、資源利用等；②內在，它既是一種精神表達、文化藝術，體現了人類的情感，又是清新、高雅、可持續的居住方式。

為了促進綠色建筑發展，在城市發展及治理中需要加強信息化建設，通過構建城市資源、能源、生態等動態監管體系促進綠色城市化的發展，為綠色建筑做好支撐；在規劃建設中采取控制噪聲、采光，發揮植被生物降解過濾特效等措施，改善居住區域的生活環境，為居民提供安靜舒適、綠色環保的生活空間；加大可回收建材的再利用，并配合減能減排設施、環保材料等的研發，降低資源能源消耗，提升對其利用率。