现代城市绿色生态型住宅建筑设计要点研究

白 斌

(吕梁市建筑勘察设计院，山西 吕梁 033000)

1 绿色生态型住宅概述

绿色生态型住宅作为当前具备较高应用前景的住宅形式，尤其是不伤害环境、环境资源利用率高等特点使得该类型住宅有效贯彻了人与自然和谐统一的生态发展理念。具体来说，绿色生态型住宅不仅满足了现代居民对普通住宅的需求，也实现了对各类环境资源的有效利用。除此之外，在绿色生态型住宅建筑建设过程中，相关人员还需要根据绿色环保、节约能源的宗旨，将各类可利用的资源通过加工或处理制作建筑材料，并将其广泛应用于住宅建设中，进一步落实绿色环保的理念，有效解决资源[1]。目前，绿色生态型住宅建筑设计理念已经成为现代城市建设中的未来基准，尤其是在当前人居要求不断提高的大背景下，倡导绿色生态型住宅对建筑行业的发展有着重要意义。

2 绿色生态型住宅建筑设计理念

2.1 坚持以人为本，使居住者感到舒适

当前“以人为本”的理念愈发得到落实，也使得人居环境成为建筑行业必须要关注的问题。绿色生态型住宅建筑在设计时，设计人员首先要考虑的就是居住者在居住过程中的感受，不考虑居住者感受的住宅建筑在销售市场上基本不具备竞争力，本身就是一种资源的浪费。为了满足居住者的需求，设计人员需要结合当前信息技术、人工智能技术以及建筑理念的发展趋势，充分应用现有的各类技术，有效提高建筑设计的安全性与舒适性，从而体现“以人为本”的生态理念。同时还应综合考虑住宅建筑当地的气候环境和风俗习惯，根据实际情况设计出满足居住者健康、舒适、便利等方面要求的住宅建筑。例如，北方地区冬天天气寒冷，室内保暖是设计人员必须要考虑的因素。因此，在进行绿色生态型住宅建筑设计时，在保证供暖的基础上，通过在外墙增加保温板等措施来提高住宅的保温效果，使其能够适应北方的气候条件。除此之外，还应考虑当地居民的生活水平和建设成本，建造出价格合理、居住舒适的住宅建筑。

2.2 以环境为根，实现建筑与自然和谐统一

努力寻找一条能够平衡人口、经济、社会、资源和环境，既满足当代人的需求，而又不对后代人的需求构成威胁的可持续发展道路是当前以及未来始终都要坚持的绿色发展理念[2]。在房屋建筑领域中，同样要遵循可持续发展的绿色生态理念。因此，在绿色生态型住宅建筑设计时，要考虑对建筑材料和自然资源的充分利用，尽可能避免使用不可再生的自然资源，减少建设和使用过程中对周边生态环境的破坏，使建筑设计与生态环境形成共赢的局面。除此之外，绿色生态型住宅最大的特点是以环境为根，将周边环境所提供的太阳能、水源、新鲜空气等资源充分利用，有效降低了当前住宅的能耗，同时模拟外界自然环境可以减少环境变化对居民的影响，并且新鲜的空气也可以为居民提供舒适的体验，进一步提高居民的生活质量。在北方某些城市，由于常年的重工业生产，当地的生态环境已经被破坏，空气质量严重下降，雾霾、沙尘等恶劣气候十分常见。所以在建筑施工和住宅使用过程中，都应注重对生态的保护措施，这对人类的可持续发展具有重要的意义。

2.3 因地制宜，充分利用本土资源

节约能源不能靠“不用”或“少用”的方法来解决。在住宅建筑施工时，应充分考虑建设当地的自然资源，合理的利用这些资源，实现当地能源发展和经济利益的良性循环。例如，在北方许多地区，煤炭和石油资源产量丰富，但是由于地区经济水平和矿产资源自身缺陷的限制，导致许多城市生态环境遭受极其严重的破坏，空气质量大幅下降，极大降低了当地居民的生活质量。而且将煤炭、石油等资源运用于电场与热力厂中发电、发热，本身就存在极大的缺陷，在这个过程中，资源的利用效率极低，造成了不可再生资源的浪费。但是北方城市的住宅具有良好的光照，这是可以重复利用的可再生资源，利用自然光的辐射能进行室内升温，并加强住宅的保温措施，从而减少了由天气寒冷造成的住宅供暖消耗，既降低了供暖成本，又保护了当地的生态环境。

3 现代城市绿色生态型住宅建筑设计重点

3.1 空间设计

绿色生态型住宅建筑的空间设计一般按照功能特点划分为不同区域，在不同的分区中，对空间的光线、温度、干湿度等环境因素又提出了较大差别的要求。设计人员应该根据空间利用率、节能性、经济性、舒适性等方面综合考虑，合理设计出满足居住者舒适性要求的绿色生态型住宅。以功能需求和能源利用率作为标准对空间进行分类，采取环境缓冲分区的设计方式，实现自然资源的全面高效利用。同时，不同区域之间还应形成一定的联系组成整体，实现功能互补。而对当前广为流行的高层建筑而言，依照绿色生态型住宅的要求，可以在空间设计方面通过温度以及景观的各类设计来减少内部能源的损耗。具体来说，可以依照梯度变换的方法对建筑内部的温度、光源以及景观进行合理设计，一方面有效控制建筑内的温度，减少光污染对居民的伤害；另一方面通过景观的设计来体现建筑与周边环境的协调性，为居民提供更为优美且安逸的环境，进一步丰富城市的建筑设计效果。例如，由于住宅的卧室是居住者睡眠休息的地方，对温度的要求较高。而阳台、厨房、门厅等交往空间具有人员流动的特点，对温度要求相对较低。因此，设计人员在进行绿色生态型住宅设计时将交往空间作为室内外环境的过渡区，控制其温度与室外温度相近，使内外温差转换有所缓冲，避免住宅内所有区域都是同一温度。这不但能够节约能源，还能减缓居住者出入室内外时由强烈的温度差所造成的身体不适感。以万科峯境绿色生态住宅为例，万科峯境作为广州市住宅当中唯一的立体绿化园林设计社区，整体园林覆盖率达到70%以上，立体绿化在隔热降温、减少噪音方面都带给业主全新的生态体验。绿化用水方面，水景补水全部采用传统水源，项目收集屋面雨水，可提供全年绿化浇灌、道路冲洗等。值得一提的是，立体绿化园林设计，除了提升住宅的视觉观感之外，还可以通过树叶的不同形态和整体布局过滤空气中的有害灰尘，净化空气，改善城市的热岛效应。万科峯境在白云山脚下，空气清新，立体绿化系统更加通过植物之间的竞争关系形成稳定的生态系统，从而形成了良好的建设社区建筑与自然环境的新型互动关系。在建筑的设计上，万科峯境学习新加坡等城市建筑理念，在下沉广场、地面、公共出挑平台、屋顶、外立面、住户阳台、屋顶花园上，均有绿色植物覆盖，外立面的木饰面处理和绿色外墙的融合，使项目呈现出立体花园的形态。此外，万科峯境东向白云山呈E字半围合式布局，使得大部分住户可观赏白云山景。为保证小区微环境通风对流，小区在设计中特意留有对流的风口，引入东南风，冬暖夏凉。

3.2 结构体系设计

在人类的发展历程中，无论是科技的进步还是社会的发展，都无法离开自然法则的引导和约束，无数科技发明最初的构想都源自于人类对自然的感悟。而绿色生态型住宅的建筑设计同样也是如此。在结构设计中，设计人员需要着重考虑建筑物在形态上的生态性与节能性。从生态性的角度分析，目前许多建筑结构设计都在自然界中受到了良好的力学和美学的启发[3]。因此，在进行绿色生态型住宅建筑结构设计时，需要根据自然界中已有的结构特点，综合考虑绿色环保和建筑美感等要求，不断创新和完善设计思想，设计出适宜人类居住的绿色生态型住宅建筑。现今的相关专家学者比较关注的设计体系有两种，一种是“树的结构”，一种是“竹的结构”。从节能方面分析，住宅建筑形态的形体系数越小，所产生的资源消耗越少。反之，形体系数大所产生的能源消耗就高。所以要想使绿色生态型住宅建筑达到节约能源的目的，就需要采取数值较小的设计方法。而且建筑的节能也会受到朝向和季节的影响，在进行绿色生态型住宅建筑的结构设计时要充分考虑周围环境因素的影响，对太阳入射住宅的角度进行分析，得出建筑可以拥有的最大采光面积，尽可能多的将阳光引入室内，减小室内的温度波动。例如，在结构设计中，由Guz Architects精心设计而成的新加坡米拉之家，由于建筑地块并不太大且两侧都有邻居，建筑师通过种植茂密的树丛作为坚实的墙来保护隐私；而建筑本身则尽可能地往开放的方向设计，以迎接清爽的海风和明亮的阳光。其中最特别的地方当属满目的绿色空间，绿意盎然的植被覆盖在每一层的露台和屋顶上，使任何一层都仿佛是一个坐落在花园中的单层住宅，非常美丽。由台北金融大楼股份有限公司规划设计而成的101大楼以数字8作为设计单元，每八层楼为一个结构单元，建筑面内斜7度，彼此接续，层层相叠，构筑整体。外形似塔，更似节节相生的竹子，达到了防灾防风的效果。大楼内部挑空处理，可承受2500年回归周期的大地震，也可承受17级60 m/s以上的风速。在节能设计中，圆柱形建筑形体系数小，符合建筑的节能指标。圆柱形建筑还具有良好的稳定性，内部受力较为均匀，在减少热量损失的同时还能够有效降低风压。由于没有棱角，整体摩擦系数也相对较小，可以有效减弱风化作用。

3.3 建筑“表皮”设计

“表皮”不仅可以有效保护内部的结构或物质，也可以有效调节人体或动物的体表温度，合理设计住宅建筑的“表皮”也可以达到类似的功能。建筑表皮指建筑除屋顶以外，所有与外部接触的界面。合理选择建筑表皮可以改善住宅室内外物理环境的紧张关系。也就是说，建筑表皮生态系统直接决定着室内外温度、湿度等环境的质量，所以建筑表皮的生态化设计对于建筑本身的物理环境而言具有不可忽视的作用。但是设计人员进行绿色生态型住宅的建筑表皮设计时还应该关注表皮的控制和支撑功能，根据太阳热辐射、自然风等环境因素选择合理的材料，保证居住者的生理舒适度。例如，遮阳体系表皮、绿色生态种植表皮，积水表皮的设计都可以有效的优化室内物理环境。在绿色生态型住宅设计中，相关人员需要应用优化的工艺，合理使用新产品、新材料，积极有效的改善室内的风、光、热、空气等环境，提高能源效率，降低能源损耗。例如，如图1所示，为韩城和园示意图。该项目位于韩城市新城区桢州大街南段，北临南湖公园，南邻西安交大韩城教育产业园区，西临政府规划文星公园。该项目为第四代绿色生态庭院住宅，全部建筑外墙墙面进行垂直绿化、空间绿化。从外观上看，一栋建筑就如同一座树木葱郁的山峰，一个建筑群就如同一片森林，每家每户客厅外都设置一块土地，一座绿化平台，可在客厅外的私家庭院里种花、种菜，在花草树林间享受清新安静的田园生活，使人们拥有一个四季如春的家。

图1 韩城和园设计示意图

3.4 绿化设计

绿化设计主要包括四个方面的内容：第一，是合理布局，绿色生态型住宅要求较高的绿化覆盖率，设计人员要合理选择各种绿地的位置，对大片集中绿地的种植内容和种植面积进行合理规划，避免细小狭长状的绿地形状。第二，是地面绿化，地面绿化在环境保护和热辐射控制等方面具有显著的作用，设计人员应考虑小区的规模和特点，合理进行地面绿化布局。第三，是空中绿化，主要是指墙面和阳台处的垂直绿化设计。空中绿化有较强的观赏性，而且占地面积很小，设计人员应合理选择绿化植物，规划种植位置，防止其影响室内采光。具体如图2所示。第四，是室内绿化，室内绿化是现行的比较流行的绿化设计，既能点缀室内空间环境，还能够改善室内空气质量，提高环境舒适度。设计人员应选择能够净化空气且对人体有益的植物。

图2 空中绿化图示

4 结 语

在进行建筑设计时需要遵循绿色生态型住宅建筑设计的设计理念，以人为本，因地制宜，保护环境。根据建设地的实际情况，多角度、深层次地设计绿色生态型住宅。在能源利用和建材选取等方面遵循生态原则，加强建筑设计的生态化研究，进一步发展成适宜人类居住的绿色生态设计。