綠色生態住宅設計研究

文／王浩、田園、尹永明 山東省建筑設計研究院有限公司 山東濟南 250000

引言：

現代社會背景下，人們的經濟條件得到了明顯改善，因此也提高了對居住環境的要求。住宅建筑的整體建設質量，直接影響著人們的生活質量，因此必須做好住宅設計，致力于打造生態宜居住宅。但以往的住宅設計中不重視節能、減排，使得施工階段、投入使用后需要消耗大量的資源、對生態環境造成嚴重的破壞。基于建筑行業的綠色發展趨勢，將綠色生態理念有機融入在住宅設計中，對于保障建筑行業的持續健康發展有著重要的意義。

1、綠色生態住宅設計的原則

1.1 以人為本

創建可供人居住的建筑，是住宅設計的最終目的。因此，住宅設計中，應遵循以人為本的原則，充分考慮人的需求，力求實現住宅與生態環境、人的和諧發展。如果住宅設計中，盲目追求節能環保，而忽視人性化設計，勢必會造成和諧度降低、健康舒適與節能環保相矛盾等問題。因此，住宅設計中，應平衡好生態環境、人類居住環境需求之間的關系，堅持以人為本的原則，提高住宅環境的人文元素、自然元素、建筑物特色等綜合設計效果，為人們打造資源高效利用、外部景觀與內部環境優化的生活體系，實現提高人們生活質量、保障人們身體健康的目的。

1.2 降低能耗

降低能耗是綠色住宅設計中必須遵循的首要原則，同時低能耗的住宅也有利于改善人們的生活環境質量，因此節能也是綠色生態住宅設計應遵循的一項原則。綠色生態住宅設計中，為實現能耗的降低，應在致力于提高資源利用率的同時，積極應用清潔型、可再生型以及可循環利用型的新能源。例如，選擇建材時，應優先選擇可再生資源、低耗能材料，減少甚至避免對高耗能材料的使用，建造技術可以選擇裝配式技術，以實現能耗的降低。

1.3 回歸自然

隨著人類改造環境能力的提高，很多設計人員在住宅設計中一味追求新穎感、獨特感，不重視環境效應，使得住宅變成了環境的負擔、不和諧物。為避免這樣的問題，綠色生態住宅設計中，應遵循回歸自然的原則，確保住宅的生態效應。例如，可以適當增加住宅的綠化面積、種植花草樹木等；可以在住宅設計中有機融入“海綿城市”理念，提高水資源利用率，改善城市熱島問題。住宅設計中堅持回歸自然的理念，可以使住宅建筑物、生態環境之間更加和諧，也有利于提高人們的生活質量。

2、綠色生態住宅設計的策略

2.1 生活區綠色生態設計

住宅建設過程中需要使用大量的混凝土、涂料、砌塊等材料，且建筑內部存在各種裝飾裝修材料，其中很多材料會釋放甲醛等有毒有害物質，住宅區人員密集，這些有毒有害物質會給人體健康造成嚴重的危害。同時，住宅區具有人流量過大、建筑物高度較高、建筑密集等特征，因此會導致局部環境溫度過高，形成熱島效應，降低住宅小區的宜居性。面對這樣的情況，綠色生態住宅設計中，應結合住宅建設材料、建筑裝飾裝修材料的實際情況，在室內、室外種植綠色植物，以起到凈化空氣的效果，提高住宅小區的宜居性；建筑設計中，可以通過設置氣流隱藏通道，來加快室內、室外氣體的交換，達到凈化建筑室內空氣的效果，保障人們的身體健康；應適當增加住宅小區的綠化率，確保其滿足相關規范標準的要求，可以將綠化景觀與水系景觀有機結合起來，通過集中性大面積植被、大體積水源，來改善熱島效應。

2.2 住宅小區整體綠化設計

為打造綠色生態宜居住宅，住宅設計中，應在條件允許范圍內盡可能增加小區的綠地面積，最大限度提高平面綠化覆蓋率。在實踐中，住宅小區整體綠化設計應充分體現出布局的層次感與立體感，從而既滿足人們的行走需求，又滿足人們的觀賞需求。在具體的綠化植物選擇中，宜優選鄉土植物和環保保健型植物作為綠化景觀中的主要綠植，因為鄉土植物的成本低廉、存活容易、栽植方便、與當地自然環境適應性好，環保保健型植物的環保和保健效益好。此外，還可以在住宅小區整體綠化設計中巧妙借助一些景觀步道、小品等對設計進行豐富，從而進一步增強綠化景觀的整體藝術效果。

2.3 建筑的綠化設計

綠色生態住宅設計中，應采取有效的措施，增加建筑的綠化面積，營造良性微氣候，提高建筑的居住舒適性。建筑綠化設計中，應根據建筑的實際情況，選擇合適的綠化方式。例如，可以采取立面綠化的方式，也就是在建筑物的外墻種植植物，在選擇植物種類的時候，應選擇野葡萄、常春藤等攀爬類植物，以營造良好的立體空間綠化景觀。立面綠化的優勢在于，可以起到裝飾作用，使建筑物更具特色，增強住宅小區的美觀度；可減少陽光直射，起到降溫的效果，改善住宅小區的生態環境質量。再如，可以采取陽臺綠化的方式，也就是在建筑物的陽臺種植植物。陽臺可分為半凹半凸、凸、凹三種不同形式，不同形式會產生不同的通風、日照情況，并形成不同的小氣候。實踐中，應根據陽臺的實際情況，對不同習性的植物進行合理選擇，如抗干旱植物還是喜潮濕植物、喜陰還是喜陽的植物等，但需要注意的是，陽臺綠化中，應對植物的高度進行合理控制，不可影響室內采光、通風。陽臺綠化的優勢主要是可以美化建筑立面造型、使室內獲得優美的景觀，還有利于改善城市景觀。此外，還可以采取建設屋頂花園的方式，也就是在屋頂種植一些低矮植物、花卉。屋頂花園是一種新興的綠化設計方式，有著理想的效果，還可以作為住宅小區的公共活動空間，為人們提供休閑、交流的場所。但需要注意的是，屋頂花園對屋頂的要求較高，尤其是防水要求，應適當提高屋頂防水標準。

2.4 住宅環境噪聲防控設計

受到交通、工程施工等因素的影響，居民住宅區存在著嚴重的噪聲污染，已經成為影響人們生活質量的主要因素。鑒于此，綠色生態住宅設計中，應高度重視噪聲污染問題，采用合理的降噪措施，減輕噪聲污染給人們帶來的不利影響。綠色生態住宅設計前，設計人員應對住宅小區周圍的噪聲污染情況進行調查，找出噪聲污染源、噪聲污染的原因。在綠色生態住宅設計中，應采取有效的技術、材料來隔離噪聲，以減少噪聲給住宅小區居民造成的危害。例如，可以在住宅小區周圍種植綠色植被或者是布置隔聲墻，以達到增強空氣流動、阻斷噪聲傳播渠道的效果。此外，還可以對住宅周圍的大型娛樂活動、交通情況等進行合理控制，以達到減輕噪聲污染的目的。

2.5 自然采光與通風設計

實現住宅建筑的自然采光、通風，可以降低對照明、取暖、空調等高效能設備的使用，達到降低能耗的目標。首先，自然采光、取暖設計。應充分考慮當地氣候條件，對采光門窗的朝向、大小、形式進行合理選擇。建筑物為北向的情況下，常年不能得到理想的采光；建筑物為東向、西向的情況下，冬季太陽光輻射相對較少，影響采光、取暖；建筑物為南向的時候，采光效率相對較高，但也要與遮陽裝置有機結合起來，以控制太陽光輻射帶來的熱量。為減少太陽光帶來的負面影響，應當靈活利用各種主動、被動的控制手段，實現對室內熱量散失的有效控制，確保室內環境的舒適性。其次，自然通風設計。實現自然通風是降低能耗的一個主要措施。目前自然通風可以通過風壓通風、熱壓通風得以實現。風壓通風指的是在對建筑物的朝向、平面、剖面等因素進行全面考慮的基礎上，結合建筑物的特性，以降低風阻的方式來實現室內通風效果的提高，降低風阻的方式包括安裝導風裝置、安裝百葉窗、使門窗位于同一直線上等；熱壓通風指的是，室內外空氣存在著一定的溫度差，正是由于這種溫度差，使得室內外的空氣能夠發生流動，在建筑物的頂部設計開口，借助熱壓可以實現室內外空氣的有效流動，達到自然通風的效果。

3、綠色生態住宅的建筑節能設計措施

3.1 主動式節能

主動式節能是建筑領域的主要節能措施之一，其指的是采取機械干預的手段來減少對能源的消耗。常用的主動式節能措施有：第一，暖通空調系統的節能改造。暖通空調系統是現代化建筑中不可缺少的重要組成部分之一，其主要作用是通風換氣、調節室內溫度，對建筑物的使用功能與舒適性產生著直接的影響。為實現暖通空調系統能耗的降低，首先應采用變頻技術，有研究指出，與非變頻模式的暖通空調相比，采取變頻方式的暖通空調，可以降低30%～50%左右的能耗；其次應對熱源進行合理選擇，從使用性能、節能效果方面來看，地源熱泵是比較理想的一種熱源，其熱源能量來自于地表下，任何一級能源不會發生損耗，單位體積內的可利用能量非常大，所以能源利用率相對較高、節能效果較好；最后可以應用太陽能技術，將太陽能收集裝置安裝在光照條件較好的地方，收集到太陽能后借助能量轉換裝置將其轉化為熱能后，再傳輸到暖通空調系統中，暖通空調系統中的太陽能，可以用于地板采暖、熱水供應等方面，其主要作用的設備是集熱器。第二，照明系統的節能改造。為降低照明系統的能耗，首先應合理選擇照明光源與燈具，高度較小的建筑中宜優先選用熒光燈，目的是充分發揮出自然光的作用，有效滿足室內光照需求；在高度較大的建筑中宜優先選用金屬鹵化物燈，目的是保證室內具有明顯的照明效果和穩定持續的照明時間；在高度較大且維護難度較大的建筑中宜優先選用無極熒光燈；在需要調光且具有頻繁開關燈要求的建筑中宜優先選用LED 燈；其次應建立現代智能照明控制系統，以實現對照明設備的自動化、智能化監控和控制。第三，給排水系統的節能改造。為提高水資源利用效率，避免水資源浪費，應對給排水系統進行優化設計。首先應積極應用雨水回收利用技術，先借助相關裝置對雨水進行有效收集，再對所收集的雨水實施凈化和進行儲存，然后加以運用；其次，應積極應用中水資源利用技術，對建筑中的生產和生活污水先實現有效的集中性處理，再實現有效的重復利用；最后可以結合“海綿城市”理念，雨季時過量的雨水通過海綿材料滲透至地下儲水系統中，再用于灌溉綠植或是沖洗路面和廁所等。

3.2 被動式節能

被動式節能是一種新興的建筑節能措施，這一概念起源于德國的“被動房”，指的是采用非機械手段來降低建筑的能耗。常用的被動式節能措施有：第一，合理布置建筑朝向。住宅小區設計中，應根據當地的風向、陽光照射高度等因素，合理確定建筑的朝向。在我國，建筑的朝向通常為“坐北朝南”，即使建筑與夏季主風向的角度低于45 度，且與冬季的主風向分離，可起到“冬暖夏涼”的效果。在夏季時，可用建筑物遮陽，減少制冷消耗的能源；冬季日照條件較好，起到采暖效果。第二，增強圍護結構的保溫隔熱性能。圍護結構主要由門窗、屋面、外墻組成。首先，可以選用一些節能性能佳且可減少門窗反射率的新型門窗材料，如節能型玻璃材料、低輻射玻璃材料、鋁等，并結合科學調節門窗比例、可見光比、遮陽系數、外窗氣密性等措施，達到既保證室內良好的采光效果、又減少對建筑保溫效果的影響的目的；其次，可以在屋面設置淺色飾面，相關調查顯示，坡屋面的淺色飾面太陽輻射吸收率不高于0.7，平屋面的淺色飾面太陽輻射吸收率不高于0.5，可達到降低屋面溫度的效果，有利于降低能耗，也可以采用倒置式屋面，將倒置式屋面與具有良好防水性能的保溫材料結合起來，可起到理想的防水、隔熱保溫效果，同時將防水層與保溫層有機結合起來，可以延長防水層的使用期限，避免頂樓漏水等現象的發生；最后應選擇由保溫材料制成的外墻，并做好外墻的密封處理，來達到減少熱量流失、降低能耗的目的。第三，應用可再生能源。應用可再生能源是被動式節能的主要方法之一，目前風能、地熱能、太陽能在建筑領域得到了廣泛應用。可再生能源、低碳能源的最有效利用方法是實現建筑上的即產即用。例如，可應用地源熱泵，位于夏熱冬冷地區的建筑，冬季熱負荷低于夏季冷負荷，通過使用地源熱泵系統，可達到理想的效果，且能減少能耗；可應用太陽能系統，設置分散集熱- 分散供熱太陽能熱水系統，將儲熱水箱與太陽能集熱器連接起來，并在儲熱水箱中安裝電加熱裝置，以滿足廚房、衛生間等功能空間的熱水需求，同時設置短期、長期儲熱設施，提高太陽能的利用率。

結語：

綜上，綠色生態住宅設計中，應遵循以人為本、降低能耗、回歸自然的原則，做好生活區綠色生態設計、住宅小區整體綠化設計、建筑綠化設計、住宅環境噪聲防控設計、自然采光與通風設計，并要采取主動式節能、被動式節能措施降低建筑的能耗，從而真正打造綠色生態住宅。