劉玉紅 王志華 談世杰

中國市政工程西南設(shè)計(jì)研究總院有限公司

1 前言

建筑業(yè)作為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱性產(chǎn)業(yè)取得了較好的發(fā)展，但建筑業(yè)耗費(fèi)的物資資源在全國物質(zhì)資源消耗總量中的占比達(dá)15%，而直接耗能在全國總能耗中的占比達(dá)30%，建筑用水在可飲用水資源中的消耗占比達(dá)80%，建材生產(chǎn)期間引起的噪聲污染、水污染等在全部污染中的占比達(dá)34%，建筑生產(chǎn)形成的垃圾在垃圾總量中占比約40%，可見我國建筑業(yè)在促國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中雖取得一定的成就，但也面臨著嚴(yán)重環(huán)境污染問題，走綠色生態(tài)之路才屬于經(jīng)濟(jì)建設(shè)長遠(yuǎn)發(fā)展的唯一選擇。故而《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50378—2019）里明確提到應(yīng)推進(jìn)綠色低碳、節(jié)省資源的標(biāo)準(zhǔn)，促生態(tài)文明建設(shè)取得實(shí)效，指出應(yīng)將綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)納入工作中，確保建筑節(jié)能目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，綠色建筑也在這種形勢(shì)下應(yīng)運(yùn)而生[1]。

綠色建筑屬于相對(duì)廣泛的概念，在建設(shè)部所頒發(fā)的《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》里針對(duì)綠色建筑的含義作出了如下詮釋：在建筑全壽命周期里盡可能地實(shí)現(xiàn)資源（包括材料、土地、能源、水資源等）的節(jié)省與控制，達(dá)到保護(hù)環(huán)境與減少污染之效，為人們供給高效舒適與健康的生活空間。但是綠色并非就是高價(jià)與高成本[2]，在綠色建筑設(shè)計(jì)上較典型的即新疆當(dāng)?shù)鼐邆湟环N特色建筑，墻壁主要由石膏以及有良好透氣性的秸稈所組成，同時(shí)保溫性強(qiáng)，外加具備當(dāng)?shù)厝宋奶卣鞯奈蓓?，符合鄉(xiāng)村綠色建筑要求[3]，算下來造價(jià)為800元/平方，可以說是物美價(jià)廉。綠色建筑設(shè)計(jì)理念的應(yīng)用下所取得投資回報(bào)率相當(dāng)高，該理念的使用可使水費(fèi)、電費(fèi)與其他能源費(fèi)用開支得到控制，這樣就能為住戶省下一筆支出，由此可見進(jìn)行綠色建筑設(shè)計(jì)理念在居住區(qū)建筑設(shè)計(jì)中的融合與應(yīng)用探索很有必要。

2 綠色建筑設(shè)計(jì)理念在居住區(qū)建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用原則

2.1 節(jié)能原則

能源節(jié)省是綠色建筑設(shè)計(jì)時(shí)首先需考慮的內(nèi)容，設(shè)計(jì)者需將可再生能源充分利用起來（包括風(fēng)能、太陽能等），其中風(fēng)能不但不會(huì)引起環(huán)境污染，還可實(shí)現(xiàn)資源的節(jié)省，達(dá)到環(huán)境保護(hù)之效，與我國倡導(dǎo)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求相符[4]。

2.2 環(huán)保性原則

工程項(xiàng)目建設(shè)所用時(shí)間相當(dāng)長，由開工至竣工通常需要一年半載或更長時(shí)間，施工期間需要使用大量建筑能源與材料，故而會(huì)產(chǎn)生不少的建筑廢棄物，此類垃圾若無法得到妥善處理，必然會(huì)誘發(fā)嚴(yán)重環(huán)境污染現(xiàn)象[5]。近兩年，公眾的環(huán)境保護(hù)意識(shí)逐漸提升，也就需要設(shè)計(jì)師在各類建筑物設(shè)計(jì)時(shí)具備環(huán)境保護(hù)意識(shí)，注重綠色建筑理念的應(yīng)用，選擇綠色高效材料（包括石膏、滑石粉、砂石、木材，甲醛含量偏低的滿足國家要求的膠合板、板材、瓷磚與膠合板，環(huán)保型乳膠漆、環(huán)保型油漆等），應(yīng)用先進(jìn)綠色建筑技術(shù)，減少能源損失，確保資源利用效率得到提升。

2.3 和諧統(tǒng)一原則

建筑物為人類進(jìn)行大自然改造的體現(xiàn)，綠色建筑倡導(dǎo)盡可能選擇天然材料進(jìn)行建筑物建造（包括竹材、木材、石灰、樹皮、油漆與石塊等），這些物品都不會(huì)為人體造成傷害。綠色建筑需結(jié)合地理?xiàng)l件進(jìn)行發(fā)電、采暖等裝置增設(shè)，將自然生態(tài)環(huán)境賦予的天然可再生資源得以充分利用，這樣就真正實(shí)現(xiàn)了人與自然的和諧統(tǒng)一。

2.4 舒適性原則

居住區(qū)建筑物是專供人們休息與生活的場(chǎng)所，故而應(yīng)具備舒適的特征，把綠色建筑設(shè)計(jì)理念應(yīng)用在居住區(qū)建筑設(shè)計(jì)里應(yīng)充分考慮溫度、濕度、聲音、空氣、光纖等環(huán)境因素舒適性，少用會(huì)對(duì)人類健康造成影響的材料，可促其整體性能以及舒適度得到提升。

3 綠色建筑設(shè)計(jì)理念與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)化在居住區(qū)建筑設(shè)計(jì)方面的具體應(yīng)用

3.1 提高空間布局合理性

建筑空間布局在綠色建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)里屬于相當(dāng)重要的一環(huán)，根據(jù)綠色建筑理念合理規(guī)劃建筑空間，能夠發(fā)揮環(huán)境保護(hù)之效?！毒G色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50378—2019）中要求綠色建筑需根據(jù)地形地貌展開場(chǎng)地設(shè)計(jì)以及建筑布局，并和地理環(huán)境彼此適應(yīng)，而傳統(tǒng)“坐北朝南”的建筑朝向雖然能確保整體布局較完美，但因時(shí)代的發(fā)展傳統(tǒng)建筑朝向理念已無法與當(dāng)前高層建筑建設(shè)需求相符，現(xiàn)代建筑在綠色建筑設(shè)計(jì)理念的引導(dǎo)下在空間布局規(guī)劃時(shí)往往會(huì)將采光、通風(fēng)、空氣流向、氣候、地理環(huán)境與區(qū)域維度等因素綜合考量進(jìn)去，這樣就能避免因室內(nèi)黑暗而使用照明，達(dá)到能源節(jié)省之效。《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50378—2019）里提到：建筑造型需盡量簡約，故而建議在施工設(shè)計(jì)期間將裝飾材料的使用控制到最少，選擇具有良好透光性的玻璃，使房間照明充分。此外，設(shè)計(jì)時(shí)注重室內(nèi)空氣流通性的維持，減少凈化器等設(shè)備的使用，使得房屋建筑節(jié)能性與環(huán)保性增強(qiáng)，為居住者提供舒適生活環(huán)境。

例如，在一個(gè)夏熱冬冷的城市進(jìn)行房屋建造，通過測(cè)量發(fā)現(xiàn)夏季室外平均溫度約34℃，室外空調(diào)相對(duì)濕度80%，而冬季室外溫度-6℃，空調(diào)相對(duì)濕度為73%。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能保證室內(nèi)環(huán)境溫度夏季在26℃，冬季在20℃左右；而夏季的相對(duì)濕度為40%～65%，而冬季相對(duì)濕度為30%～60%，由于所設(shè)計(jì)的建筑屬于點(diǎn)式建筑，故而附近其他三邊均超過60cm，建筑方向呈南偏西26°，故而以南北方為主要風(fēng)向（具體見表1、表2所示），如此則保證了良好的通風(fēng)性與采光性。

表1 建筑綠色節(jié)能設(shè)計(jì)指標(biāo)：穿墻面積比計(jì)算

表2 建筑綠色節(jié)能設(shè)計(jì)指標(biāo)舉措

3.2 節(jié)地設(shè)計(jì)

居住區(qū)建筑設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)地區(qū)氣候特征、地形地貌等進(jìn)行建筑物的合理設(shè)置，以此來保證日照的充足，使住戶舒適度提升，同時(shí)可讓建筑能耗得到控制。同時(shí)，應(yīng)根據(jù)城市整體規(guī)劃與服務(wù)對(duì)象，明確適宜居住規(guī)劃設(shè)計(jì)模式。典型的即某綠色住宅小區(qū)設(shè)計(jì)期間將山坡地形特征充分利用起來進(jìn)行半地下車庫打造，當(dāng)容積率固定時(shí)，使得車位數(shù)量增多，讓土地利用率提升了約21.7%。

3.3 使用節(jié)水技術(shù)與水循環(huán)技術(shù)

水資源是生產(chǎn)生活不可缺少的資源，綠色建筑設(shè)計(jì)時(shí)需根據(jù)現(xiàn)有條件，依靠科學(xué)技術(shù)舉措[如循環(huán)冷卻水節(jié)水技術(shù)、生活污水循環(huán)利用節(jié)水系統(tǒng)]做好水資源的循環(huán)使用（包括住宅小區(qū)里水處理與再利用、雨水收集回收使用等），進(jìn)行雨水與中水處理系統(tǒng)設(shè)置，做好地下水與地表水的引入，從而使得節(jié)水目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，建筑區(qū)域中的道路、屋面、綠地等鋪裝材料同樣會(huì)影響雨水徑流以及下滲量，故而要確保雨水下滲量提升，需選擇透水性較好的路面鋪裝材料。

該系統(tǒng)主要涉及兩部分[壓水系統(tǒng)（1）與凈水系統(tǒng)（2）]，塔板（11）與充氣囊（12）為壓水系統(tǒng)的組成部分，踏板的一端經(jīng)旋轉(zhuǎn)軸活動(dòng)在地板（3）表層進(jìn)行安裝，同時(shí)在下部進(jìn)行充氣囊增設(shè)，充氣囊出氣端與氣缸相連，氣缸內(nèi)腔中將推板將推板橫向設(shè)置，污水箱設(shè)置于推板（6）和氣缸（5）內(nèi)腔頂板相互間間隙處，污水箱和外部污水排放管（7）彼此連通，排放管排污扣進(jìn)行單向閥安裝，污水排放管頂端和洗手池（8）相連，洗手池上方進(jìn)行自來水龍頭（9）設(shè)置，自來水龍頭下部進(jìn)行凈水儲(chǔ)箱（10）增設(shè)，儲(chǔ)箱底端于凈水龍頭（13）相連，凈水儲(chǔ)箱（10）頂部進(jìn)水口連接管和凈水系統(tǒng)相連，凈水系統(tǒng)中含有污水箱（22）以及凈水濾芯（21），其中凈水濾芯底部進(jìn)水口聯(lián)通污水箱，凈水濾芯頂部出水口連通凈水儲(chǔ)箱，整個(gè)過程實(shí)現(xiàn)了對(duì)生活污水的循環(huán)使用，達(dá)到節(jié)能環(huán)保之效。

3.4 使用環(huán)保建筑材料

新版《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50378—2019）中對(duì)室內(nèi)空氣甲醛含量等作出了規(guī)定，要求所用裝修材料需與綠色產(chǎn)品評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)相符，而建筑材料質(zhì)量直接影響建筑安全性與實(shí)用性，選擇環(huán)保建筑材料（如通過空心粘吐磚與粉煤灰混凝土實(shí)施墻體砌筑，或保溫施工期間選用聚氨酯或發(fā)泡聚苯乙烯以及玻璃棉等）使資源利用率得到提升，避免廢棄垃圾未環(huán)境造成污染，實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的提升。典型的即容易發(fā)生地震的地方（如四川等）建筑設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)期間材料的選擇上可能會(huì)首先考慮復(fù)合壓縮板等，使得建筑物安全性能得到提升。若出現(xiàn)了房屋損毀現(xiàn)象，建筑材料還能夠進(jìn)行二次回收使用。并且，建筑材料選購上應(yīng)將節(jié)能環(huán)保理念放在首位，使用一些能夠回收使用的建筑材料，預(yù)防廢棄有害材料為環(huán)境帶來破壞。同時(shí)，建筑物建造設(shè)計(jì)需盡量簡單大方，實(shí)現(xiàn)能源節(jié)省的同時(shí)，還能實(shí)現(xiàn)成本的控制。又如2017年江森自控亞太總部大樓建設(shè)成功，這一充分展現(xiàn)出了綠色環(huán)保設(shè)計(jì)理念的大樓主要用到的是江森自控先進(jìn)智慧建筑產(chǎn)品與技術(shù)（如樓宇自控安防與消防、暖通空調(diào)等），相較于當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)標(biāo)準(zhǔn)，該棟大樓建筑預(yù)計(jì)節(jié)能高達(dá)44%，節(jié)水高達(dá)42%與材料物化能源節(jié)省率高達(dá)21%，為了在線性場(chǎng)地上將社區(qū)感得以呈現(xiàn)，并對(duì)樓面效率進(jìn)行優(yōu)化，則通過兩個(gè)長矩形建筑建造最大限度地滿足了采光與視野方面的需求，這些都是值得設(shè)計(jì)師們學(xué)習(xí)與借鑒的。

3.5 可再生資源利用

新版《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》在2019年由住建部發(fā)布執(zhí)行，該標(biāo)準(zhǔn)的推動(dòng)下我國大多數(shù)地區(qū)做到了節(jié)能65%標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)，不過建筑單位面積采暖能耗與發(fā)達(dá)國家相比仍高出2～3倍，需將節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)提升方可滿足發(fā)展要求，故而建議大力推廣與使用可再生資源。可再生資源即經(jīng)自然力通過某一增長率保持或提高蘊(yùn)藏量的資源，是當(dāng)前綠色建筑設(shè)計(jì)理念中提倡使用的主要方法之一。綠色建筑施工中應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂蛱卣?、房屋所處的地理位置、溫度與濕度等選擇適宜的能源類型（包括風(fēng)能與太陽能等）進(jìn)行設(shè)計(jì)。典型的即①太陽能。太陽能是諸多能源里綠色高效且無污染的一種清潔能源，經(jīng)太陽光照射并經(jīng)光能轉(zhuǎn)化成電能的設(shè)備得到能量。太陽能屬于一種取之不竭用之不盡的能源，建筑設(shè)計(jì)期間能夠在房屋進(jìn)行太陽能熱水器安裝來獲得熱水，同時(shí)可通過太陽能玻璃安裝來升高室內(nèi)溫度，促建筑采光率得到提升，減少人工照明，實(shí)現(xiàn)能源的節(jié)??；②地源熱泵。地緣屬于一類地?zé)豳Y源的高效節(jié)能的低成本空調(diào)系統(tǒng)（涉及地下水式、土壤式等），我國北方地區(qū)中依靠地?zé)豳Y源為建筑供熱，進(jìn)行雙層外窗設(shè)置并做好供暖管道保溫，可使能源消耗大大下降。

3.6 節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50378—2019）中提到應(yīng)執(zhí)行與落實(shí)節(jié)能、節(jié)水與節(jié)材等綠化管理制度，其中節(jié)能技術(shù)即通過是一項(xiàng)多樣化技術(shù)手段進(jìn)行能源控制的舉措，詳細(xì)可理解成依照能耗類別進(jìn)行能耗現(xiàn)狀與用能情況分析，明確能源消費(fèi)的節(jié)能空間，并通過相應(yīng)的舉措來進(jìn)行消耗控制，取得能源節(jié)省之效。照明系統(tǒng)是保證建筑得到正常使用的一項(xiàng)重要系統(tǒng)，在照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)可結(jié)合建筑具體情況將節(jié)能技術(shù)引入確保建筑的實(shí)用性得到提升，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行總能耗的控制。節(jié)能技術(shù)在建筑照明系統(tǒng)中的應(yīng)用時(shí)，可淘汰普通照明燈，選擇LED燈，因?yàn)長ED燈在使用時(shí)更加節(jié)能且更耐用；同時(shí)可增設(shè)智能化控制系統(tǒng)（增設(shè)多組亮度傳感器）系統(tǒng)依照傳感器所檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行燈光明暗控制，同樣能達(dá)到節(jié)能的效果。

3.7 圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

（1）墻體保溫隔熱技術(shù)。現(xiàn)今市面上銷售的墻體材料類別繁多，故而應(yīng)挑選出節(jié)能性與保溫性均較強(qiáng)的外墻材料，在填充墻體材料方面應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目需求與項(xiàng)目地理位置展開合理選擇，而當(dāng)前常用的幾類填充墻體材料見表3所示。因外墻保溫材料相關(guān)技術(shù)的提高，種類同樣呈現(xiàn)出多樣化趨勢(shì)，當(dāng)前應(yīng)用較廣泛的保溫材料以及導(dǎo)熱性能總結(jié)起來見表4。同時(shí)，若外墻屬于剪力墻，墻體厚度應(yīng)超過200mm，使墻體熱傳導(dǎo)性能增強(qiáng)，不過剪力墻平面功能應(yīng)比墻體厚度要小，否則會(huì)為節(jié)能保溫性造成影響。在我國北方地區(qū)因氣候較寒冷，建筑物墻體設(shè)計(jì)對(duì)保密性與保溫性的要求較高，針對(duì)建筑物一些較特殊部位的縫隙，務(wù)必要給予科學(xué)處理，避免熱量過快散失，此后再根據(jù)國家現(xiàn)有的綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)制定出符合要求的地方性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)建筑節(jié)能情況進(jìn)行評(píng)估，促其與相關(guān)要求相符。典型的即天津市專門制定了適合本地的中新天津生態(tài)城的綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、綠色施工技術(shù)管理規(guī)程與綠色建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了完善標(biāo)準(zhǔn)體系打造，也為綠色建筑設(shè)計(jì)工作的開展提供了依據(jù)。

表3 幾種常見填充墻體材料

表4 幾種常見保溫隔熱材料

（2）屋面節(jié)能。第一、正鋪保溫屋面。即把保溫層設(shè)置于結(jié)構(gòu)層上、防水層下，以此形成封閉式保溫層的一種，保溫材料不會(huì)遭受風(fēng)雪氣候的影響，可取得不錯(cuò)的節(jié)能效果；第二、鋪保溫屋面。把保溫層設(shè)置在防水層上，選擇不吸水或吸水率低的保溫材料（如泡沫玻璃、XPS板等），可使屋面節(jié)能效果大大提高；第三、通風(fēng)降溫屋面。將頂棚空氣間層設(shè)于屋面結(jié)構(gòu)層下方，經(jīng)架空大磚階或預(yù)制樓板進(jìn)行通風(fēng)道建設(shè)，利于空氣流動(dòng)與散熱。

（3）門窗設(shè)計(jì)。建筑物門窗是室內(nèi)外熱量交換的關(guān)鍵通道，同樣是建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)該引起重視的環(huán)節(jié)之一。在建筑設(shè)計(jì)中務(wù)必要做好門窗縫隙和結(jié)合的處理來促節(jié)能效果大大提高。在具體設(shè)計(jì)里有必要注意的是：①門窗位置選擇一定要合理，否則會(huì)降低節(jié)能效果；②門窗框與墻縫隙通常選擇相對(duì)松軟、彈性較好的材料或密封性材料，或用密封膏給予密封；③為凸顯出門窗幕墻保溫性能，最好選擇有較強(qiáng)密封性的窗框材料，使用中空雙層與三層玻璃和Low-E鍍膜玻璃，實(shí)現(xiàn)保溫效用的提升。同時(shí)綜合考慮現(xiàn)代幕墻設(shè)計(jì)流程，可將保溫性能較好的材料加入幕墻與主體結(jié)構(gòu)里，使幕墻結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，保溫效果更佳。④外窗綜合傳熱系數(shù)K值通常在2.0W/m2·K以下，同時(shí)外窗氣密性與水密性需符合4級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，在建筑設(shè)計(jì)過程中應(yīng)結(jié)合詳細(xì)位置進(jìn)行最佳設(shè)計(jì)方式選擇，如沿街住宅設(shè)計(jì)時(shí)最好選擇高性能的雙層Low-E玻璃系統(tǒng)以及斷橋鋁窗框，如此可使附近環(huán)境為住宅帶來的噪聲控制到最小，使客戶在購房時(shí)對(duì)臨街住宅的排斥情緒得到改善。

4 結(jié)束語

綠色建筑屬于經(jīng)濟(jì)與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展背景下產(chǎn)生的新生事物，綠色建筑設(shè)計(jì)在原則上需始終堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展理念，整體設(shè)計(jì)方面需做到科學(xué)合理，通風(fēng)、采光設(shè)計(jì)方面要求遵循自然規(guī)律，圍護(hù)結(jié)構(gòu)以及門窗等均選擇低能耗材料，做好地?zé)?、太陽能等各?xiàng)綠色無公害技術(shù)的使用，確保所設(shè)計(jì)與建造的建筑物滿足綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)人文、建筑、環(huán)境與科技的協(xié)調(diào)統(tǒng)一發(fā)展。本文中簡要地給出了幾點(diǎn)綠色建筑設(shè)計(jì)理念與居住區(qū)建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用的舉措，在后續(xù)研究中將繼續(xù)致力于這方面展開深入探索，歸納總結(jié)出更多新技術(shù)與新方法，為居住者提供舒適健康生活環(huán)境。