文/任遠(yuǎn)方 江西省建筑設(shè)計(jì)研究總院集團(tuán)有限公司 江西南昌 330046
隨著全球城市化進(jìn)程的不斷加速,住宅建筑作為生活的核心環(huán)境,扮演著愈發(fā)重要的角色。然而,傳統(tǒng)建筑的發(fā)展模式通常伴隨著資源浪費(fèi)、環(huán)境破壞和居住者健康問(wèn)題,促使綠色建筑設(shè)計(jì)理念的興起。綠色建筑不僅僅是一種時(shí)尚,更是一種回應(yīng)當(dāng)代社會(huì)和環(huán)境挑戰(zhàn)的緊迫需求。本文旨在深入探討綠色建筑設(shè)計(jì)理念在住宅建筑中的整合與應(yīng)用,分析如何通過(guò)綠色建筑設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)住宅建筑的可持續(xù)性,提高生活質(zhì)量,降低成本,減少對(duì)自然環(huán)境的沖擊,以及促進(jìn)社區(qū)的繁榮。
綠色建筑設(shè)計(jì)理念強(qiáng)調(diào)在建筑設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)營(yíng)中最大程度地減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響,同時(shí)提高居住者的生活質(zhì)量。在當(dāng)前的建筑行業(yè),環(huán)境問(wèn)題顯得愈發(fā)緊迫。建筑業(yè)消耗大量的資源和能源,而且在建筑材料的選擇、施工過(guò)程中的廢棄物、建筑物的能源使用以及廢棄建筑的處理等方面都對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不可忽視的負(fù)面影響。因此,綠色建筑設(shè)計(jì)理念是在當(dāng)前建筑業(yè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響愈加顯著的背景下,迫切需要的手段。通過(guò)在建筑設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)的各個(gè)階段貫徹可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,可以最大程度地減少建筑業(yè)對(duì)生態(tài)自然平衡的破壞,同時(shí)創(chuàng)造更健康、更節(jié)能的住宅環(huán)境,不僅有助于保護(hù)環(huán)境,還有助于推動(dòng)綠色建筑在中國(guó)的長(zhǎng)足發(fā)展。綠色建筑設(shè)計(jì)理念在住宅建筑中的重要性體現(xiàn)在多個(gè)方面,涵蓋了環(huán)境、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)等方面[1]。
環(huán)境保護(hù)是綠色建筑的核心原則之一,采用可持續(xù)建筑材料和技術(shù)有助于降低建筑對(duì)自然環(huán)境的不良影響。綠色建筑選擇可持續(xù)的建筑材料,這些材料通常具有較低的碳足跡,減少了對(duì)自然資源的過(guò)度消耗,有助于保護(hù)森林、減少土地破壞以及減輕礦產(chǎn)開(kāi)采的環(huán)境壓力。綠色建筑致力于降低能源消耗,采用高效的絕緣材料、節(jié)能設(shè)備和照明系統(tǒng),從而減少電力和燃料的使用,降低溫室氣體排放,有助于應(yīng)對(duì)氣候變化和全球變暖問(wèn)題。同時(shí),綠色建筑積極采用可再生能源,如太陽(yáng)能和風(fēng)能,以減少對(duì)化石燃料的依賴,不僅有助于降低環(huán)境污染,還提供了可持續(xù)的能源來(lái)源。
健康與舒適是綠色建筑設(shè)計(jì)的重要目標(biāo),通過(guò)采用材料和策略,提高室內(nèi)空氣質(zhì)量以及創(chuàng)造更宜居的環(huán)境,對(duì)居住者的健康和生活質(zhì)量產(chǎn)生積極影響。綠色建筑致力于提高室內(nèi)空氣質(zhì)量,通過(guò)使用低揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)和有害氣體排放較低的建筑材料,減少室內(nèi)空氣污染,有益于居住者的健康。綠色建筑設(shè)計(jì)注重提供更好的自然采光,通過(guò)合理的窗戶布局和設(shè)計(jì),最大限度地利用自然光線,提高室內(nèi)的亮度,減少對(duì)電氣照明的需求。良好的通風(fēng)是綠色建筑的一部分,有助于空氣流通,降低潛在的濕度和空氣污染水平,通過(guò)設(shè)計(jì)中考慮通風(fēng)系統(tǒng),可以改善室內(nèi)空氣質(zhì)量,提供健康的生活環(huán)境[2]。綠色建筑設(shè)計(jì)著重創(chuàng)造更加舒適的室內(nèi)環(huán)境,包括溫度和濕度的控制,以滿足居住者的需求,提高生活質(zhì)量。
綠色建筑通常更加高效,因?yàn)樗鼈儾捎每沙掷m(xù)建筑材料和技術(shù),從而降低建設(shè)成本,選擇成本效益更高的建筑材料,以及通過(guò)更有效的工程和施工管理來(lái)減少浪費(fèi)。綠色建筑通過(guò)減少能源和水資源的使用,以及采用更節(jié)能的設(shè)備和系統(tǒng),降低了日常運(yùn)營(yíng)成本,對(duì)于住宅、商業(yè)和公共建筑都有重要意義,可以減少能源賬單和維護(hù)費(fèi)用。使用環(huán)保材料和技術(shù)可以減少建筑的維護(hù)和修復(fù)成本,有助于延長(zhǎng)建筑的壽命,減少長(zhǎng)期維護(hù)的需求,降低業(yè)主的負(fù)擔(dān)。
綠色住宅通常鼓勵(lì)社區(qū)互動(dòng)和社交,提供了休閑區(qū)域、戶外空間和共用設(shè)施,促進(jìn)居民之間的互動(dòng)和社區(qū)凝聚力。一些綠色建筑項(xiàng)目將文化和教育元素納入設(shè)計(jì)中,以提高社區(qū)的文化活躍度和教育機(jī)會(huì),有助于社區(qū)的文化豐富性和知識(shí)傳播。綠色建筑項(xiàng)目通常注重社會(huì)公平,以確保可持續(xù)性的好處得到平等分享,可以提供經(jīng)濟(jì)適用住房、社會(huì)住房和多樣化的住房選擇,以滿足不同社區(qū)成員的需求[3]。
在綠色建筑設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)期是不容忽視的關(guān)鍵階段,它承載著建筑項(xiàng)目的可持續(xù)性和生態(tài)友好性的初衷。在設(shè)計(jì)期,首要任務(wù)是確定適當(dāng)?shù)慕ㄖx址,包括深入了解當(dāng)?shù)氐臍夂?、地形、地質(zhì)特征和地域文化,這些信息為設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)提供了重要的指導(dǎo),以便調(diào)整設(shè)計(jì)方案,以適應(yīng)特定地理?xiàng)l件。同時(shí),建筑師必須考慮當(dāng)?shù)貧夂驅(qū)ㄖ挠绊?,如溫度范圍、季?jié)性降水、風(fēng)向等,最大程度地減少外部因素對(duì)住宅建設(shè)的潛在影響。在設(shè)計(jì)階段,每個(gè)細(xì)節(jié)都至關(guān)重要,設(shè)計(jì)師需要確??沙掷m(xù)發(fā)展原則貫穿于整個(gè)設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中,包括材料的選擇,考慮到其環(huán)保性和可再生性,以及施工技術(shù)的采用,以降低環(huán)境影響。此外,調(diào)整建筑布局和結(jié)構(gòu),以確保建筑物與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一,避免建筑物與自然和文化環(huán)境不協(xié)調(diào)的情況[4]。在現(xiàn)代建筑中,積極采用創(chuàng)新技術(shù)至關(guān)重要,提高建筑材料和技術(shù)的效率,以確保項(xiàng)目在設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)階段都能達(dá)到可持續(xù)性標(biāo)準(zhǔn)。此外,探索并使用綠色能源也是至關(guān)重要的一環(huán)。風(fēng)能、太陽(yáng)能、水能等清潔能源可以降低建筑運(yùn)營(yíng)成本,減少對(duì)有限自然資源的依賴,同時(shí)降低對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。總之,設(shè)計(jì)期是綠色建筑項(xiàng)目成功的基礎(chǔ),要求設(shè)計(jì)師和建筑團(tuán)隊(duì)在決策中融入可持續(xù)發(fā)展的理念,充分考慮選址、設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)和新技術(shù)的應(yīng)用,為未來(lái)創(chuàng)造更加可持續(xù)和生態(tài)友好的居住環(huán)境。
在綠色建筑的整合和運(yùn)用中,特別要關(guān)注建筑面積的設(shè)計(jì)。隨著城市土地資源的稀缺性,綠色建筑的核心原則之一是土地資源的節(jié)約與合理利用,很多現(xiàn)代建筑占地面積較大,但往往存在大量空置或未充分利用的空間,導(dǎo)致土地資源的浪費(fèi)。同時(shí),在綠色建筑設(shè)計(jì)中,土地資源的節(jié)約是至關(guān)重要的[5]。首先,在建筑項(xiàng)目的早期規(guī)劃和設(shè)計(jì)階段,需要充分考慮建設(shè)成本,力求最大限度地減少土地占用,可以通過(guò)優(yōu)化建筑的布局、結(jié)構(gòu)和高度來(lái)實(shí)現(xiàn),以確保在保持必要功能的前提下,最大限度地減少土地占用,如圖1。例如,多層建筑、高層建筑以及地下停車設(shè)施都可以是有效的策略,以最大程度地提高土地的利用效率。其次,根據(jù)綠色建筑理念,應(yīng)當(dāng)采用因地制宜的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),在不同地理位置和城市環(huán)境下,建筑的設(shè)計(jì)應(yīng)該充分考慮當(dāng)?shù)氐奈幕?、氣候和資源特點(diǎn),以最大程度地節(jié)約土地資源。例如,在不同地區(qū),可以采用不同的建筑形式,如高層建筑、低層建筑、混合用地等,以適應(yīng)土地資源的供應(yīng)和需求。因此,建筑面積的設(shè)計(jì)是綠色建筑整合和運(yùn)用中的一個(gè)關(guān)鍵策略,有助于減少土地資源的浪費(fèi),提高土地的利用效率,符合綠色建筑的核心原則,推動(dòng)城市的可持續(xù)發(fā)展。因此,設(shè)計(jì)師在綠色建筑項(xiàng)目中應(yīng)該積極采用土地節(jié)約策略,確保建筑的設(shè)計(jì)與土地資源的合理利用相結(jié)合,從而實(shí)現(xiàn)更加可持續(xù)和環(huán)保的建筑。
綠色環(huán)保材料的使用是現(xiàn)代綠色建筑設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),設(shè)計(jì)師應(yīng)綜合考慮綠色材料的性能和價(jià)格,確保選擇既環(huán)保又經(jīng)濟(jì)的材料,例如選用能提供良好隔熱、保溫性能且價(jià)格適中的材料。在門窗、墻體、屋頂?shù)确矫孢x擇無(wú)污染、揮發(fā)性低的綠色環(huán)保材料,以降低對(duì)人體健康和環(huán)境的影響,如使用低VOC 涂料、環(huán)保木材等[6]。同時(shí),根據(jù)地域特性選擇適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂?、文化和資源的綠色材料,以實(shí)現(xiàn)最佳的適應(yīng)性和可持續(xù)性。例如,陜北地區(qū)選用適合土筑窯洞的材料,傣族地區(qū)采用豐富的竹子作為主要建筑材料。使用綠色環(huán)保地材如高密度聚乙烯成分的植草路面磚,以減少對(duì)土地的負(fù)擔(dān)并提高土地的透水性,以及選擇環(huán)保管材,如塑料金屬?gòu)?fù)合管,具有防腐蝕、無(wú)污染等特點(diǎn),適用于管道系統(tǒng)的建設(shè)。同時(shí),使用環(huán)保漆料,如生物乳膠漆,具有防火、防潮等特性,提升室內(nèi)空間的安全和舒適性。針對(duì)項(xiàng)目實(shí)際需求,創(chuàng)造適合綠色環(huán)保材料的使用環(huán)境,發(fā)揮其優(yōu)勢(shì),如在室內(nèi)設(shè)計(jì)中利用環(huán)保材料實(shí)現(xiàn)良好的室內(nèi)空氣質(zhì)量。鼓勵(lì)借鑒當(dāng)?shù)亟ㄖ幕?,選擇符合地域特色的綠色材料,推動(dòng)綠色材料的合理利用和開(kāi)發(fā),確保在綠色建筑設(shè)計(jì)中充分運(yùn)用環(huán)保材料,以實(shí)現(xiàn)綠色、可持續(xù)和環(huán)保的建筑目標(biāo)。
在綠色建筑設(shè)計(jì)中,墻體的綠色設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的,尤其在住宅建筑項(xiàng)目中。可以使用BIM 技術(shù)進(jìn)行模擬建模和全面系統(tǒng)分析,以制訂合理的施工計(jì)劃。BIM 可幫助設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)更好地管理和可視化建筑項(xiàng)目,減少施工現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題,提高效率,采集施工現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)和信息,以便更好地監(jiān)控施工進(jìn)度、成本和質(zhì)量。建筑外墻的隔熱性能是建筑節(jié)能的關(guān)鍵,如圖2。設(shè)計(jì)人員在施工過(guò)程中要注意墻體的隔熱狀況,并結(jié)合系統(tǒng)的設(shè)計(jì),利用密閉材料增強(qiáng)墻體接縫的密封性能,達(dá)到防水隔熱的目的。外墻設(shè)計(jì)需要根據(jù)不同季節(jié)和氣候條件,維持室內(nèi)溫度,滿足居民的需求,在寒冷冬季和炎熱夏季,外墻應(yīng)提供有效的隔熱保溫,減少室內(nèi)溫度波動(dòng),從而減少電力設(shè)備的使用。在冬季,外墻的保溫功能可以有效降低室內(nèi)外溫差,減少能源消耗,提高舒適性,外墻的設(shè)計(jì)應(yīng)強(qiáng)調(diào)隔熱、保溫和有效防水,以減少能源浪費(fèi),提高建筑的節(jié)能性能[7]。在墻體設(shè)計(jì)中,考慮使用綠色材料和技術(shù),如高效絕緣材料、雙層窗戶等,以提高墻體的性能,借助綠色技術(shù),如太陽(yáng)能墻體或綠墻體,來(lái)增強(qiáng)墻體的環(huán)保性和能源效率。在設(shè)計(jì)階段,進(jìn)行綜合規(guī)劃,以找到最佳的解決方案,確保室內(nèi)外溫度控制和能源效率的平衡。墻體的綠色設(shè)計(jì)有助于提高建筑的可持續(xù)性,減少能源消耗,提高居住舒適性,同時(shí)減輕對(duì)環(huán)境的影響,結(jié)合BIM 技術(shù),可以更好地實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo),提高整體設(shè)計(jì)和施工效率。
圖2 墻體綠色設(shè)計(jì)
在綠色建筑設(shè)計(jì)中,增強(qiáng)空間布局的規(guī)范性是關(guān)鍵,尤其要考慮到使用者的幸福感與生活需要。為此,在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研時(shí),需要對(duì)空間布局、小區(qū)綠化、通風(fēng)照明等方面進(jìn)行綜合考慮,對(duì)建筑位置、樓層高度進(jìn)行合理的規(guī)劃,以滿足使用者的生活需要,同時(shí)提高建筑的綠色性能。同時(shí),考慮建筑朝向,以最大程度地滿足采光和通風(fēng)要求,合理設(shè)計(jì)天井、庭院和中庭,以提高建筑的整體采光和通風(fēng)條件。同時(shí),確保門窗的防風(fēng)性,以提高建筑的舒適性和能效,采用合適的窗戶設(shè)計(jì),以減少風(fēng)力對(duì)建筑的影響。遵循動(dòng)靜結(jié)合的原則,對(duì)建筑的平面和空間設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化,有助于有效隔離噪音,提高住宅的室內(nèi)舒適性,設(shè)計(jì)多功能的室內(nèi)空間,以滿足不同的居住需求,提高空間的利用率,減少浪費(fèi)[8]。另外,確保小區(qū)綠化和景觀規(guī)劃,提供舒適的戶外環(huán)境。綠色空間和景觀可以提高居民的生活質(zhì)量。在空間規(guī)劃中,考慮采用節(jié)能和環(huán)保的設(shè)計(jì)原則,例如,合理布局空間以減少能源消耗,提高建筑的整體綠色性能。還可以引入用戶參與設(shè)計(jì)過(guò)程,以了解他們的需求和意見(jiàn),確??臻g布局滿足居民的期望。通過(guò)以上策略,設(shè)計(jì)師可以有效規(guī)劃建筑的空間布局,滿足用戶需求,提高建筑的綠色性能,創(chuàng)造更加宜居、舒適和環(huán)保的居住環(huán)境。
在綠色建筑設(shè)計(jì)中,太陽(yáng)能的優(yōu)化應(yīng)用有助于實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性、降低能源成本,并減輕對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)是一種非常有效的方式,可以在冬季供暖時(shí)利用太陽(yáng)能。太陽(yáng)能集熱器將太陽(yáng)輻射轉(zhuǎn)化為熱能,這些熱能可以用來(lái)供暖。通過(guò)將這一系統(tǒng)整合到建筑中,可以顯著減少取暖成本,降低對(duì)傳統(tǒng)燃料的依賴,同時(shí)減少溫室氣體排放。太陽(yáng)能還可以用于夏季的制冷,太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的制冷裝置可以通過(guò)吸收太陽(yáng)能來(lái)降低室內(nèi)溫度,這種制冷方式相對(duì)環(huán)保,降低對(duì)電力能源的需求,減少碳排放。綠色建筑設(shè)計(jì)追求多元化的能源供應(yīng),因此太陽(yáng)能通常是一個(gè)更廣泛的新能源整合的一部分,太陽(yáng)能和風(fēng)能等可再生能源可以相互補(bǔ)充,提供可靠的能源來(lái)源。因此,設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)需要綜合使用各種技術(shù)和工藝,以確保這些設(shè)備的合理布局和安排,滿足用戶需求,同時(shí)確保這些設(shè)備的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。太陽(yáng)能的應(yīng)用還有助于實(shí)現(xiàn)綠色建筑的核心目標(biāo),即節(jié)能和環(huán)保,通過(guò)太陽(yáng)能的應(yīng)用,建筑可以減少對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴,降低環(huán)境負(fù)荷,降低碳排放,減少對(duì)有限自然資源的使用,不僅有助于保護(hù)環(huán)境,還可以降低建筑的運(yùn)營(yíng)成本。
通過(guò)強(qiáng)化建筑信息模型技術(shù)的應(yīng)用,設(shè)計(jì)師可以更好地實(shí)現(xiàn)綠色建筑的目標(biāo),提高設(shè)計(jì)的可持續(xù)性和環(huán)保性能,確保建筑符合現(xiàn)代環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。首先,要不斷學(xué)習(xí)新技術(shù)。設(shè)計(jì)師應(yīng)積極追求在日常工作中不斷學(xué)習(xí)新的技術(shù),以保持對(duì)現(xiàn)代化綠色設(shè)計(jì)理念的全面理解,新技術(shù)的學(xué)習(xí)包括建筑信息模型(BIM)、新能源利用、可持續(xù)建筑材料等。第二,提高設(shè)計(jì)實(shí)效性。利用建筑信息模型技術(shù),設(shè)計(jì)師可以提高建筑設(shè)計(jì)的實(shí)效性,BIM 技術(shù)允許設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)更好地管理項(xiàng)目信息、可視化設(shè)計(jì),減少錯(cuò)誤和重復(fù)工作,提高效率。第三,先進(jìn)的技術(shù)和理念。引入先進(jìn)的技術(shù)和綠色建筑理念,以提高建筑設(shè)計(jì)的質(zhì)量和可持續(xù)性。例如,使用BIM 技術(shù)來(lái)優(yōu)化建筑的能源效率和環(huán)保性能。第四,能源使用優(yōu)化。BIM技術(shù)可以用于建筑的能源模擬和分析,以找到最佳的能源使用方式。設(shè)計(jì)師可以使用BIM 工具來(lái)模擬建筑在不同季節(jié)和條件下的能源消耗,然后做出相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。第五,環(huán)保理念落實(shí)。BIM 技術(shù)有助于將綠色設(shè)計(jì)的環(huán)保理念具體落實(shí)到建筑設(shè)計(jì)中,通過(guò)BIM,設(shè)計(jì)師可以更好地管理可再生能源的應(yīng)用、材料選擇以及環(huán)保性能。
綠色建筑設(shè)計(jì)理念在住宅建筑中的融合與應(yīng)用展示了一種引領(lǐng)未來(lái)的道路,一個(gè)有利于共同構(gòu)建可持續(xù)未來(lái)的藍(lán)圖。通過(guò)結(jié)合環(huán)保、健康、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值,綠色建筑不僅實(shí)現(xiàn)生態(tài)平衡,也為住戶創(chuàng)造舒適宜居的生活環(huán)境。然而,在面對(duì)日益嚴(yán)重的氣候變化和資源短缺的挑戰(zhàn)時(shí),需要更多跨界合作和全球共同努力。政府、企業(yè)、學(xué)術(shù)界和社會(huì)各界應(yīng)共同合作,制定更為嚴(yán)格的綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)和政策,以鼓勵(lì)綠色建筑的推廣和實(shí)施。