住宅建筑设计中绿色节能理念的应用研究

文｜同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司 张夏

近年来，为了实现社会的可持续发展，绿色节能理念在建筑行业已得到普遍的认可和推广，对于绿色建筑的评价标准也越来越受到重视。从一个项目的规划之初，到方案的深化设计，到最后的建设运营，建筑师都应当在各环节将绿色节能的理念贯穿其中，并结合实际应用，从而实现更低的能耗和更低的污染，降低对资源不必要的浪费。

1.简述绿色节能建筑

绿色节能建筑就是在给人类提供舒适、健康和安全的生活空间的基础上，在建筑的生命周期当中对能源加以高效地利用，减少对环境形成污染的一类建筑物。在对建筑实施建造和应用的过程当中利用各种措施对能源加以高效地节约，实现跟周边环境达到和谐共处的状态。绿色节能建筑主要是将高效利用资源作为核心，将环境的保护作为基本原则，继而追求高效、高环保以及低能耗的状态，实现了建筑工程在质量、效益、安全以及环保等方面综合效益最大化的呈现。

2.在住宅建筑当中应用绿色节能理念的原则

2.1 整体性

在对建筑工程加以设计的时候，把建筑和生态环境当成一个有机的整体，确保建筑设计跟人文和生态环境之间的协调，要对建筑所处当地的风土人情加以融合，讲究因地制宜，例如根据当地的生活习惯对住宅的朝向、日照、通风等进行设计，在对原材料进行选用的时候可以就地取材，体现出建筑所蕴含的特色和文化。

2.2 宜居性

随着人们生活水平的日益提高，对于住宅宜居性的要求也越来越全面，住宅建筑作为人们长时间生活休息的场所，一旦因为出现建筑质量或节能问题而进行改造，势必都将对人的正常生活产生影响。而绿色节能理念在住宅工程中的应用，实现了在对建筑加以设计的时候充分地考虑到人性化，注重对降温采暖、采光和通风等问题的全面考虑，做好对生活产生污水和垃圾的高效处理，将非常有利于人们更为舒适的生活环境的塑造，使得建筑能被最长久的利用，减少了后期不必要的改造。

2.3 节能性

住宅所呈现的节能性应该说是未来建筑设计发展的一个重要的方向。在对住宅使用能源加以设计的时候，应该尽量去选用那些可再生的资源，比如太阳能和风能以及雨水回收系统等。而在对建筑外墙加以设计的时候，应该选用节能效果较好的保温材料，把环境污染和能源浪费降到最低。

3.住宅建筑节能设计的对策

3.1 整体规划布局

3.1.1 高层风害

如今，出于节地的考虑，住宅用地的容积率普遍较高，住宅建筑多为高层建筑乃至超高层建筑，节约用地是绿色建筑的一项重要指标，但随之而来的问题是，有很多城市出现了高层建筑“扎堆”的现象，这就使得风害的问题越来越突出。为使这种情况出现的概率降低，应该对建筑间距加以充分的考虑，两栋建筑之间的距离在满足基本日照、退距的要求下，还要考虑地表风速的影响。除了建筑间距之外，还应该在地表种植各种植被，实现风速的降低。

3.1.2 热岛效应

热岛效应是指因为现代建筑高层化的趋势，使得城市中央的气温较高，而周边郊区的气温却较低的这种现象。市中心气温的偏高不但会影响到天气，对市内的热环境以及大气层也会造成一定恶劣的影响，对我国秉承的可持续发展战略十分不利。这就需要建筑设计人员在设计总图的时候，充分考虑绿化布局，同时还可使用加设水景景观，设置底层架空，把住宅区外部的围墙设计成栅栏式通风等手法，实现空气流通的增加，从而使住宅区域所呈现的热岛效应减弱。

3.2 体型设计

笔者在工作过程中，经常遇到有的业主为了追求住宅外立面的视觉冲击，或是一些个性化的住宅户型，将建筑的体型设计的比较复杂，大大增加了体型系数，这与绿色节能和环保的原则是相互冲突的。体型系数越大，对于资源消耗的程度就越大，所显现出的节能效果也就越不理想，一个良好的体形系数，是建筑节能的基石，只有控制住了体型系数，才可以配合后期的节能手段，将节能效果加以充分地发挥。所以，设计师在对住宅建筑的施工方案加以设计的时候，追求建筑的美观固然重要，但对体型系数的控制也是必不可少的，应该对工程所处地域的气候特点，以及周边的环境特征加以较为全面的调查和分析，综合考虑建筑所呈现的体型系数，以及当地常年风向和风速等方面的因素。在进行住宅设计时，使建筑体型系数实现降低的方式有以下几种：一是建筑层数的增加；二是调整标准层户型，使户型尽量规整，避免出现外墙有大量的凹凸，尤其是大进深的凹凸变化；三是在竖向上确保建筑在体型方面的统一，在设计跃层、复式等户型时，尽量避免上下层之间体型上的突变；四是对于板式住宅，应在合理范围内尽量加大进深，减小宽度。

3.3 室内环境设计

随着现代高新科技的应用，住宅室内环境的调节方式越来越多样，随之而来的能耗使用也越来越大。一个良好的日照和自然通风条件，能够降低空调地暖等温控设备的应用，继而实现能源消耗的降低。要达到这个目的，主要通过住宅的朝向和户型设计来解决。我们国家大部分地区住宅朝向都以南偏东15°至南偏西15°之间为主，但有一些地区例如四川、广东等地，常年日照时间较少或是处于纬度较低太阳辐射充足的地区，则住宅朝向南偏东或南偏西的角度可更大，在设计时应根据不同地区的气候进行朝向设计。此外，在户型设计上，南北方向上越是通透，室内所呈现的通风效果也就越好，对夏天住宅围护结构的散热和空气质量的提升十分有利。比如市场上常见的两梯三户或两梯四户户型，因为核心筒设置关系，往往导致中间套无法做到南北通透，可通过调整核心筒位置，通过设置被连廊或者天井等形式，增加中间套的北向采光面，从而达到南北通的目的。

3.4 外围护结构节能

住宅建筑另外一个绿色元素体现的重点在于建筑外墙的节能，其核心在于外围护结构所呈现的保温隔热性能，一般来说，建筑热能的损失主要是通过外围护和门窗两部分的传播。

3.4.1 外墙内保温

外墙内保温技术具有成本较低的特征，不过它的应用将会对室内空间的大小产生影响，同时还将对一些室内的墙面装饰材料所呈现的使用年限形成影响，所以在实际操作中很少会应用这种方式对墙体结构加以处理。

3.4.2 外墙外保温

外保温技术的应用可以针对外围墙体产生保护的作用，对建筑使用寿命的延长较为有利，还能有效减少钢筋混凝土构件的冷热桥效应，而且不会占用建筑的内部空间。在对住宅内部加以装修的时候，外保温层不会遭到损坏，有效的避免了保温效果的损耗。不过在选择外保温材料时应注意其自身的吸水率以及外围护的防水措施，避免因保温材料受积水影响后减弱保温性能。

3.4.3 门窗节能

门窗是建筑物采光通风、立面造型不可或缺的存在，却同时也是建筑热能传导损失最大的部位。目前最常用的手段是采用断热型材框料和中空Low-E玻璃来解决门窗的保温性能，并通过五金件和气密条等材料保证一定的气密性。除了以上材料上的措施，还可通过设计手法来提高保温性能。首先应当在设计上控制合理的窗墙比，例如有的住宅建筑为了立面效果，大量使用落地窗或者玻璃幕墙，这对于节能计算显然是不利的，一旦出现这种立面效果与绿色节能相矛盾的情况，应考虑使用其他构造手法来解决，比如双层表皮的设计手法等，避免出现因窗墙比过大而造成能源的浪费。其次在确定窗墙比的情况下，在保证功能房间通风率的要求下，尽可能的减少开启扇，增加固定扇的比例，从而提高门窗的气密性。再者，还可结合立面设计，利用外遮阳设施，进一步提高门窗的隔热性能。

3.5 节水设计

在对住宅建筑加以设计的过程当中，水资源的回收设计具有非常大的意义。可以利用雨水收集、景观水收集以及地面水收集的形式对水资源加以再次利用，保证住宅供水质量的同时有效地避免了由于地表径流过量而形成的次生灾害。一般住宅小区内常用的技术措施有：人行道和地面停车铺设透水砖和植草砖，利用小区内景观水体作为雨水回收的蓄水设施，路面增设雨水口加强雨水收集等等。

结束语：

在对住宅建筑加以设计的过程当中将绿色节能的理念融入进去，可以实现建筑资源消耗和投入成本的降低，能够对建筑今后经济和使用效能的呈现提供保障。相关从业人员应该积极探索，对国外先进的设计工艺加以借鉴，结合我国建筑工程的实际情况，总结出更为合理的设计理念和施工技术，为绿色建筑在我们国家的普及提供良好的基础。