綠色建筑在節能居住建筑設計中的實踐及技術優化

李嘉慧

（廣州市萬科企業有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引言

建筑工程是一項影響自然資源和環境的人類活動，我國正處于經濟高速發展時期，資源消耗總量逐年快速增長，環境污染形勢嚴峻，因此在日常設計施工工作中必須重視并堅持可持續性理念。建筑設計是建筑整個生命周期的重要組成部分，材料的選擇、建造、使用和解構，在建筑物對資源和環境的影響中占主導地位。而綠色建筑就是在項目中體現可持續發展的理念，是在履行建筑功能的基礎上，為人們提供健康、舒適、高效的空間，在建筑全生命周期實現資源節約（節能、節約空間、節水、節材）、保護環境、減少污染。

1 節能居住建筑設計概述

1.1 節能居住建筑設計現狀

目前，隨著人們物質條件的改善，對能源的需求不斷增加，對環境的能源消耗也在不斷增加。據統計，我國能源消耗中約有30%是來源于建筑建設?，F如今房屋保溫效果較弱，為提高居住舒適度會增加單位面積能耗，系統效率有待進一步提高。與發達國家相比，我國住宅的單位面積能耗是其3～5 倍以上，客觀反映了我國住宅節能的重要性。居住節能設計是一個系統性的過程，要提前做好規劃設計，做好對建筑材料的選擇，加強施工過程中的技術管理，降低能耗，全面協調供暖系統、空調系統、照明系統等工作內容，使建筑的節能設計精細化以達到節能的目的。居住建筑的節能設計應要求不擾亂原有環境，控制施工過程中的能源消耗，為群眾創造舒適的居住環境。設計師和施工工程師必須堅持節能的原則，全面貫徹節能理念，保障建筑節能[1]。

1.2 居住建筑設計節能原則

（1）堅持建筑整體規劃的節能設計。住宅應選擇適宜的建筑地址，并根據氣候及場地條件因地制宜的規劃總圖及建筑朝向。充分考慮日照、風向、地理等有利或不利因素，通過整體的規劃布局，創造住宅區的微氣候，以實現建筑與自然的和諧統一[2]。例如，夏熱冬暖地區，其氣候特征表現為日照時間長，太陽輻射大，溫度和濕度相對較高，夏季時間長，冬季時間短，主要能源消耗為夏季依賴制冷設備維持事宜的溫濕度。因此在布局上應充分利用夏季盛行的風向，充分考慮建筑的朝向、體量及間距，形成住宅區內的空氣流動，以能達到舒適且節能的目的。

（2）合理設計節能住宅單體。據統計，夏熱冬暖地區夏季各戶型用電量變化較大，最大變化幅度甚至可以到一倍，因此在設計時要采用更節能的戶型設計，同時適當降低體型系數，減少能源消耗。例如，傳統的建筑設計采用南北向的設計理念，相比東西向住宅，節能效果更好，在相同建筑面積的情況下有一個明顯的效果對比。

（3）充分利用被動節能技術。在做到以上兩點原則的情況下，要充分的利用被動措施以減少能源的消耗。例如充分利用太陽能資源，實現長時間天然采光減少人工照明時間，同時在冬季可以得熱，可以達到節能的目的。其次在外圍護結構的設計上，合理選擇材料和構造，達到保溫隔熱的效果。另外，窗戶是建筑物保溫效果的薄弱環節，在盡量保證每個房間有良好的通風采光效果的前提下，窗戶面積的大小應控制在合理的范圍內，盡量減少建筑物內的熱量損失，以達到更好的節能效果。

2 綠色住宅建筑施工存在的問題

2.1 建材發展滯后

根據對我國綠色住宅現狀的分析，我國新型環保建材發展緩慢，很多建材價格昂貴?？紤]到項目單位業主的財務狀況和業主的建設成本等因素，通常不會使用昂貴的“綠色”建材，這直接影響“綠色”住宅的發展。此外，我國對綠色建材的研究較晚，因此能夠提供經濟、可持續住房效果的建材種類較少。

2.2 材料使用上的問題

目前，很多建筑單位在使用施工材料時都采用老舊的方法，在實際住房建設中，具體材料的使用沒有按照環保住房建設的規定，這導致綠色住宅建設中建筑材料的浪費，不僅增加了綠色住宅的成本，也在一定程度上影響了綠色住宅環境目標的實現。一些施工方在綠色建筑建設中仍然使用自制的混凝土和砂漿，而沒有使用密集型復合砂漿和預拌混凝土，這樣既造成了不必要的建筑材料浪費，且影響了居住環境，同時也將導致建設綠色住宅的成本進一步增加。此外，很多建筑材料在綠色住宅建設中沒有回收再利用，不僅增加項目的建設成本，所用建筑材料產生的污染和對環境的破壞也不容忽視。

2.3 水資源利用問題

對于綠色住宅建筑，建設的重點是水資源的合理利用和高效處理，減輕環境負擔，以及建設中水資源的高效利用。但目前施工沉降井很少，其容量不能滿足施工用水的需要，不能進行污水的提取和回用，也不能提供水資源，整個項目的施工也受到阻礙。此外，在施工過程中，如果下雨或下雪，水井會產生大量污水，嚴重污染了整個城市供水環境。一些建筑單位在建設中盲目使用地下水或使用城市水網，沒有充分利用污水、雨水等水資源，進一步增加了建設綠色住宅項目的成本。

2.4 缺乏建筑監理

為了實現綠色住宅項目的可持續發展，政府控制其發展非常重要。盡管近年來國家對綠色住房的法律法規逐步完善，但許多政府機構對綠色住房的監管仍存在不少漏洞。首先是相關勘察部門的綠色住宅項目審查制度不健全，導致不少設計部門的設計圖紙出現“擦邊”現象。此外，現行的綠色住宅項目管理制度，建設過程中缺乏監管，建成后不需要一級審查，致使施工單位經常建設“假”綠色建筑敷衍了事，缺乏了對綠色環境的保護[3]。

3 綠色建筑節能技術的應用

3.1 綠色建筑建設中的節能材料

在我國綠色建筑標準的建設實施推進過程中，綠色建筑材料大量開發使用將能夠顯著節約建筑用料的綜合消耗，所以對于節能新型材料大量生產和使用無疑是具有重要意義的[4]。例如作為建筑行業主要的綠色建筑材料之一的就是節能空心磚砌塊和輕質多孔磚，新型輕質建筑材料砌塊的明顯優勢是在于重量輕、保溫效果高、隔音節能效果好。這種新型材料廣泛使用能提高建筑施工過程的作業效率以及后續使用中的能源節約，但是最大缺點仍是其造價成本高[3]。因此，在研發綠色建材的進程中，如何開發低成本綠色材料或降低造價成本，使得大量建筑得以使用，也是一個需要思考且亟待解決的問題。

3.2 墻體實施節能技術

（1）墻體的節能結構在建筑物中，墻體可以說占了主要部分，它能成功地減少房屋內外的熱交換。據相關調查可以看出，為提高綠色建筑的節能效果，相當大部分還是要靠外墻的保溫隔熱。因此，外墻的設計是不可忽視的。外墻節能設計首先要符合外墻承重層的安全系數，然后應選擇傳熱系數小、環保的節能材料。就目前規范確定的65%的節能率而言，外墻最常見的節能方法是創建節能結構為主墻自保溫+外保溫板材料和外保溫冷橋部件的絕緣板。保溫板材料常用的有兩種，擠塑保溫板（防火性能B1 級）和巖棉板（防火性能A級）。對于27m 及以下的住宅建筑宜采用擠塑保溫板，但現階段外墻保溫系統由于材料以及施工的影響存在一定的局限性。例如，滲透后的保溫材料無法回收，未來的拆除過程會因分解產生大量建筑垃圾。又如，部分保溫材料做內墻保溫時，因強度較弱無法貼掛磚，很多人在再次裝修時會選擇取消保溫。這些方面在建筑保溫材料的性能、材料強度、環保和再利用等方面仍需創新。圖1 為墻體節能結構。

（2）屋頂方面，除保溫材料外，加裝空氣隔熱層和植物屋面，可提高屋面的保溫效果?，F在高層建筑基本都是平屋頂，屋頂上設置花園不僅具有隔熱、節能的效果，還為樓上居民提供了休閑放松的空間，增加了鄰里之間的交流。

（3）外窗也是節能型綠色建筑設計的關鍵組成部分。建筑物的圍護結構是由外窗與建筑物的外墻和屋頂組合而成。由于外窗本身較易傳熱，因此節能設計應考慮建筑的窗墻比和外窗的不同性能。外窗框的質量，隔音效果和窗戶的使用壽命也應考慮在內。隨著對玻璃強度以及隔聲隔熱性能要求的提高，玻璃厚度的增加，窗的重量增加。經過大量的設計和使用，發現當使用塑鋼材料時，外窗的開口受熱脹冷縮的影響很大，而鋁合金為很好的窗框材料。玻璃窗的好壞直接決定了室內的溫度、噪聲、采光等功能。因此在設計時，除了盡量追求節能性能，也要考慮窗的整體面積和開啟面積，風的流動和光照可以使人感到輕盈舒適，對視覺健康、身心享受、工作提高都極為有利。鋁合金中空玻璃窗在外窗材料的選擇上往往是首選，在傳熱系數小于等于2.3W/m2·K 時可以達到更好的效果。圖2 為外窗構造。

圖2 外窗構造

3.3 建筑智能化系統

綠色建筑與智能建筑的共同主題是創造節能環境。智能建筑是以建筑為平臺，以建筑設備、辦公自動化和通信網絡系統，一體化的結構、系統、服務、管理及其最佳組合，為人們提供安全、高效、舒適、便捷的建筑環境[5]。圖3 為建筑智能化系統。

圖3 建筑智能化系統

3.4 照明技術

在建筑中，照明的能耗可以占建筑使用中總能耗的20%~30%。因此在綠色建筑中，可以通過日光照明、先進的照明技術、高效合理的照明設計來降低照明的能耗。

3.5 循環技術的應用

這里的循環利用技術是水的循環，在設計住宅建筑時，必須根據場地的具體情況規劃排水系統，充分利用循環利用技術對再生水進行收集、儲存和處理，確保水和雨水的回收利用，以節約水資源。

4 結語

總體來說，在當前發展階段，建筑業要實現長遠發展，就必須貫徹綠色建筑設計理念，加強節能技術應用，改善環境和環境條件，在整個施工和運營過程中節約能源。