关于绿色生态住宅建筑设计的探讨论文_赖雪平

长宇(珠海)国际建筑设计有限公司 广东省珠海市 519100

摘要:绿色生态建筑体系是国际建筑界为实现人类可持续发展战略而采取的重大举措,是绿色文化的子系统。近几年,我国住宅市场发展迅速,住宅设计从生存型逐步向功能型、舒适型转变,开始出现体现人文关怀、节能环保、科技创新理念的住宅。绿色生态住宅充分利用环境自然资源,以有益于生态、健康、节能为宗旨,确保生态系统的良性循环,确保居住者在身体上、精神上、社会上完全处于良好状态,从而实现人与自然的融合,建成人与自然双赢的住宅。

关键词:生态建筑;建筑生态化;可持续发展;建筑设计

1生态技术和生态建筑

人、建筑、环境是建筑发展的永恒主题,随着全球环境的恶化,生态问题日趋严重,人们越来越关注人类自身的生存方式。特别是1992年178个联合国成员国通过了《里约宣言》,为促进地球生态系统的恢复,实现地球的可持续发展起到了导向作用。生态技术在这一背景下,发挥出越来越重要的作用,成为各国实现可持续发展的绿色快车和实现保证。生态技术是利用生态学的原理,从整体出发考虑问题,注意整个系统的优化,综合利用资源和能源,减少浪费和无谓损耗,以较小的消耗获得丰厚的目标,从而获得资源和能源的合理利用,促进生态环境的可持续发展。

在建筑领域内,从德国托马斯《太阳能在建筑与城市规划中的应用》一书出版到近年来美国建筑界的绿色建筑运动,从北京大兴义和庄的“新能源村”建设到国外在生态高技术下建造的各种形式的生态建筑,可以说,生态建筑的发展在理论上、技术上以及建筑设计的实践上都取得可喜的成就。生态建筑有时又被称为“节能建筑”、“绿色建筑”,严格地讲都是不全面的。现代意义上的生态建筑,是指根据当地自然生态环境,运用生态学、建筑技术科学的原理,采用现代科学手段,合理地安排并组织建筑与其它领域相关因素之间的关系,使其与环境之间成为一个有机组合体的构筑物。

2生态建筑的特点及设计要点

生态建筑的特征及其对设计的基本要求传统建筑是以满足人们对建筑物的使用功能为目标,忽视甚至无视建造和使用建筑物过程中的资源耗费和环境污染。

生态建筑则是把资源耗费和环境污染作考虑的基本因素,在充分满足人们对建筑物的使用功能的同时,尽可能实现对自然生态环境的保护和对使用者身健康的提升。由此,生态建筑就其本质应具有下面两个基本特征:一是建筑物与其所处自然环境的友好与协调;是建筑物应让使用者舒适与健康。对上述基本特征,可理解为生态建筑应包括以下几个方面的内容:

(1)资源方面:a.应考虑包括土地、能源、水源、建材等在内的自然资源的消耗;b.应考虑对包括土地、空气和水源在内的自然环境的污染;c.应考虑对建筑物周围生物物种多样性的破坏。其后两者尤为重要。因为人们往往容易对其忽视。

(2)健康方面:应考虑建筑物周边环境(如空气、水源等)对人们健康的影响以及建筑物室内环境(如建筑材料、室内空气等)对居住者健康危害等因素。

(3)环境方面:应考虑建筑与周围环境,诸如周边建筑群及交通、通讯状况和其他生活设施的协调配置等因素。

特别值得指出的是,生态住宅不等于简单地提高绿化率,如果住宅区绿化仅仅使用大规模绿地而不考虑与林地、水景设施以及自然通风等手段有效地结合起来,不仅不能充分发挥林地在改善室外热环境方面的巨大作用,还会把大量的金钱浪费在绿地浇灌上,可谓得不偿失。在绿化系统设计中如何改善住宅区室外环境,除了避免以上误区外,还应做好两个方面的工作:一是合理选择和搭配绿化植物和水景设置,要与整个小区的热环境设计协调起来,除了给人以视觉上的美感外,还应充分发挥植物、水在改善住宅区微气候方面的作用。二是设计中要以人为本,如果绿化设计的最后结果是把人和绿色隔绝开来,仅仅“可以远观而谢绝入内”是不可取的。

2.1住宅区风环境设计

建筑物布局不合理,会导致住区局部气候恶化。高层建筑由于单体设计和群体布局不当而导致强风卷刮物体撞碎玻璃的报道屡见不鲜。很多事例提醒规划师和建筑师,风环境和再生风环境问题已不容忽视。然而,可能是对室外风环境的预测不够重视或缺乏有效的技术手段,当建筑师们在对建筑住宅区进行规划时,更为常见的做法是过多地把注意力集中在了建筑平面的功能布置、美观设计及空间利用上,而很少(或仪仅凭经验)考虑高层、高密度建筑群中气流流动情况对人的影响。事实上,良好的室外风环境,不仅意味着在冬季风速太大时不会在住区内出现人们举步维艰的情况,还应该在炎热夏季有利于室内自然通风(即避免在过多的地方形成旋涡和死角)。从这一点上来说,在规划设计中仅仅考虑对盛行风简单设置屏障的做法显然是不够的。

2.2日照、遮阳与采光

太阳辐射是影响居室热环境的一个重要因素,同时也是影响住户心理感受的重要因素。遮阳问题是指由于建筑物的外形设计、特别是凸凹变化的外型而引起的建筑围护结构(墙和窗等)实际按受的太阳辐射热量减少的问题。相应的,互遮阳则是指由于建筑群布局而影响到建筑物实际接受的太阳辐射热量减少的问题。

自然采光有利于人体健康和提高工作效率.我国北方冬季对自然采光就有严格要求。在住宅区规划与单体设计中需仔细考虑遮挡和自遮挡对自然采光乃至建筑物的热环境的影响。

2.3外围护结构布置

这里主要是指外墙和外窗等围护结构的布置,体型系数这一概念并不能充分反映外围护结构对建筑物热环境的复杂影响。实际上,对于不同朝向角和倾角的外墙和外窗,由于当地主导风向的不同而造成的渗透情况的不同,外表面的对流换热系数也相差很大,接受的太阳辐射随着时间变化而千差万别,夜间背景辐射状况也不相同。比较好的解决方法是利用目前国内外比较流行的建筑物能耗模拟软件进行模拟分析,才能得到一个比较合理的方案。

2.4噪声和污染的防止和控制

住宅区规划应有效地设计防噪系统,如将住宅区和主要交通干线相隔绝,防止主要交通干线的噪音传过来。污染控制问题也需重视,建筑物内部空气质量不好,一定是与室外空气污染有关,而通过有效的绿化、有效的组织建筑周围气流流动,可以改善室内空气品质。在设计初期,技术人员就应该深入现场进行调研和测试,检验当地的噪声或污染是否符合标准。如果不能满足要求,一定要采取相应的补救措施。如果居室噪卢超标,可考虑采用错开设计的双层玻璃窗,既能有效降低噪声,又不影响自然通风的利用。

图1 住宅端部防晒墙

3、绿色生态住宅的建筑建设设计方案

在设计院承接的某住宅小区建筑设计过程中,通过对国内外生态型建筑尤其是住宅区的理论和实践研究,设计院在设计过程中尝试了一些新技术,力图打造出一个具有高品味的绿色生态住宅小区。

3.1建筑山墙节能处理

在设计过程中考虑到小区地形特点,住宅西山墙较多,因此如何解决西晒问题是较突出的一个问题。通过参考清华大学建筑设计研究院办公楼的设计思路,该办公楼从关注环境健康的角度创造了一个“绿色化”的办公建筑。该建筑的主入口为西向,因此如何有效地防止西晒成为建筑生态策略的重要组成部分。为了防止西晒,采用了缓冲层的概念设计,即在西向主入口处建立一面大尺度的防晒墙(图1),这是一面与建筑完全脱开的混凝土实墙。在炎热季节,可以最大限度地遮挡西晒的直射阳光。同时,防晒墙与建筑主体之间宽达4.5m的空隙具有较强的拔风作用,利于室内外空气的互动。

在住宅建筑设计中,建筑师仿照“双层表皮”原理,在西外墙上做构架处理,即从每层圈梁上挑梁与从地面升起的柱一起形成一道西外墙构架,在每层构架上设置连梁,沿梁柱构架种植爬藤类植物,可形成西山墙的一道绿色屏障。该绿色屏障与西墙之间又形成通风井,这加强了西外墙的散热性能,并且可以从立柱侧为构架上的爬藤植物浇水。这种应用在住宅中的“双层表皮”做法造价较低,既降低了夏季热辐射对西墙的影响,又改善了室内热环境,美化了建筑。

3.2水资源循环

水环境建设是绿色生态住宅小区建设的重要内容之一,水环境在住宅小区中占有重要地位,在住宅内要有室内给水排水系统,以供给合格的用水和及时通畅的排水,住宅小区内要有室外给水排水系统、雨水系统。大面积的绿地及区内道路也需要用水来养护与浇洒。这些系统和设施是保证住宅小区优美、清洁、舒适的重要物质条件。其中,雨水回收利用是水环境规划中的一个重要内容,小区的雨水收集、处理后,在一定范围内作为非饮用水系统使用,是节约水资源、补充地下水、改善小区环境的途径之一。在小区水环境规划中都考虑了水资源的充分利用问题,其使用目标主要是作为住户冲厕用水、景观及绿化用水、道路浇洒用水等。

3.3建筑外墙保温

目前,节能墙体主要包括两种:内保温节能墙体、外保温节能墙体。在实施建筑节能设计标准的初期,普遍采用内保温方法。但内保温方法存在的问题较多,一是热工效率较低,外墙有些部位(如丁字墙、圈梁处)形成“冷桥”,使保温性能有所降低;二是保温层在住户室内墙面出现虚鼓,对二次装修造成不便;三是内保温厚度占据室内空间,使室内建筑面积减少。因此,目前大多采用外保温法,外保温节能墙体克服了内保温墙体的不足,薄弱环节少,热工效率高,不占室内空间,对保护结构有利,既适用于新建房屋,更适合节能改造。尽管目前外保温法的工程造价略高于内保温法,但若以性能价格比衡量,外保温优于内保温。

4结语

总之,在建筑领域里,我们呼吁与环境共呼吸的建筑设计观,提倡各种建筑生态技术的应用,发展生态建筑。这不仅有助于推动全球环境品质的改善,而且有助于个人生活品质的提高。对于发展中国家,加大生态建筑的研究,推进建筑的生态化,无论从环境的角度、能源的角度或是建筑设计的角度都将有深远的现实意义。

参考文献:

[1]桓小红.浅谈住宅建筑设计中的生态住宅设计.职业.2011.09

[2]苏芳.分析生态建筑的设计要点及生态住宅的原则.建材与装饰(中旬刊).2012.06

论文作者:赖雪平

论文发表刊物:《基层建设》2016年15期

论文发表时间:2016/11/14

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