绿色建筑的特点及设计——以某生态小区绿色建筑为例

黄东亮 （天津经济技术开发区管理委员会建设和交通局 天津 300457)

0 引言

随着空气中二氧化碳含量日益升高，环境的改变对人类的生存产生了巨大的威胁，低碳经济成为全球共同追求的目标。低碳经济旨在构筑以低能耗、低污染为基础的经济发展体系，以减少温室气体排放为目标。其实质就是能源的高效利用、清洁能源的开发以及追求绿色GDP的增长。在2009年9月联合国气候变化峰会上，胡锦涛主席向世界承诺，我国未来在应对气候变化方面将采取一系列强有力的节能减排措施，并把应对气候变化纳入经济社会发展规划，对减排目标提出明确规定：到2020年实现我国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%。

近年来，我国经济快速发展，其中建筑业的发展尤其迅速。然而建筑业的发展在为我国经济发展做出巨大贡献的同时，也带来了严重的能源浪费和环境污染。经研究表明，导致全球性气候变暖的有害物质中，建筑施工和运营过程中所产生的有害物质竟占过半，其中能源消耗总值的35%为建设过程中产生的能源消耗。因此，要实现国家和社会的可持续发展，必须解决建筑业高能耗的问题。以节能减排、生态环保、可持续发展为目标的绿色建筑成为国家大力推进的建筑新形式。

1 绿色建筑的特点

绿色建筑以人、建筑和自然环境的协调发展为目标，减轻建筑对环境的负荷。在利用天然条件和人工手段创造安全、健康、舒适性良好的居住环境的同时，尽可能地控制和减少对自然环境的使用和破坏，充分体现向大自然索取和回报之间的平衡，做到人及建筑与环境的和谐共处、永续发展。

绿色建筑不是简单的绿化和美化环境，而是在建筑与环境之间建立起良性通道，提高对能源的利用效率，实现高效和谐发展。绿色建筑以建立生态系统、实现良性循环为原则；以人、建筑和自然三者的平衡发展为目标；以设计追随自然为方法。绿色建筑选用天然无污染的材料，采用高效的节能环保技术。绿色建筑的建筑模式是智能的、生态的、可持续发展的，是建筑业的创新。绿色建筑的发展是低碳经济的必然产物，是人类发展的必然需求。

绿色建筑在设计方面重点关注如下几点：

1.1 以节约能源为重点

节能是绿色建筑设计的重中之重。从楼宇的布局规划、建筑选型，到建筑的围护结构设计、建筑材料的选择、设备的选用等方面都要充分考虑节能效果。多利用自然通风及自然采光的原理，减少建筑的未来使用能耗。在设计时应通过充分、系统的计算和考虑，减少建筑在整个寿命周期内的成本，实现节能与环保。

1.2 节约资源，提倡使用可再生资源

资源是有限的，特别是在当今的背景之下，人类的快速发展已经使资源储备出现严重不足。尤其是建筑行业对不可再生资源的消耗量极大，更是加剧了资源的损耗。绿色建筑的实质是为了实现可持续发展，因此，节约资源和提倡使用可再生资源是必然选择。在设计过程中应关注建筑材料的正确选用，考虑节水、节电措施。更多地利用太阳能、风能、地源热能等绿色能源，做到合理使用资源，减少资源浪费。

1.3 做到与自然环境和谐共处

绿色建筑又称为生态建筑、回归大自然建筑等。发展绿色建筑就是要减少对自然的破坏，做到人与自然之间的平衡和健康发展。因此在设计时要注重回归自然，充分考虑景观绿化，建立和谐的生态系统。建筑外观要与周边的环境相协调和融合。建筑要做到与自然环境互补，而不是破坏。

2 某生态小区绿色建筑设计案例

本项目为天津市滨海新区中新生态城内，项目规划为多、高层住宅和项目公建，总建筑面积约10万m2。该小区以节水、节能、节材为重点，重点实施建筑节能。

2.1 绿色建筑设计

2.1.1 绿色规划 住宅楼规划布局力争最大化南向采光，利于自然通风；全地下停车系统，人车分流，建立地面生态慢行系统。

2.1.2 绿色环境 采用大面积多层次景观绿化改善小气候，提升生活品质；采用渗水砖等绿色材料利于水土保持，结合雨水收集系统解决景观灌溉；绿化树种因地制宜选用抗盐碱性强的植物，并逐步系统改良现状盐碱土质，降低维护成本。

2.1.3 绿色建筑 户型南北通透，管线集中布置，可持续发展户型；利用简洁的形体降低体型系数，以减少散热面积；通过控制窗墙比，加强加厚保温层，选用蓄热型墙体材料，使用双层中空玻璃窗等降低能耗。

选用绿色建材，如再生木、石膏制品、钢材等可再循环材料；用耐久性材料，应用防盐碱混凝土外加剂提高混凝土抗腐蚀能力；选用高强度钢筋、高强混凝土、高耐久性混凝土达到有效节能。

2.1.4 绿色能源 设计考虑60%用户使用太阳能热水器供应生活热水，高于国家及中新生态城绿色建筑评价标准中25%用户使用太阳能热水器供应生活热水的基准要求。

2.1.5 围护结构设计 为贯彻国家有关节约能源、保护环境的法律、法规和政策，改善居住建筑热环境，在实施建筑节能第三阶段目标的基础上，进一步降低建筑能耗，住宅楼设计节能率为70%，高于国家及中新生态城绿色建筑评价标准节能率65%，具体采用加厚外墙保温、中空玻璃外窗、屋面保温等方式提高围护结构的保温性能。

①墙体、屋面保温材料。EPS保温板是目前在我国使用最多的一种外保温墙体。EPS体系是膨胀聚苯乙烯板加薄层抹灰并用玻璃纤维加强的做法，缺点是耐候性较差，易开裂，对外墙防渗漏不利。XPS挤塑聚苯乙烯板各项性能较EPS优越，其与基层墙体的固定方式主要采用机械锚固。因此推荐选用XPS挤塑聚苯乙烯保温板。

②窗的选用。选用内平开塑钢窗，其多腔的结构满足排水、增强保温、隔声的效果。交错的水槽位置，提高了气密性和水密性。宽大的内衬钢腔体，提高了塑窗的强度。安装玻璃可以在室内进行。玻璃安装槽的深度达21mm，提高了安全性。特殊的双层玻璃片，便于安装、排水和门窗下垂量的调整。

2.1.6 新风自平衡换气系统 在污染区域，即厨房、卫生间、走廊过道等地方的吊顶或侧墙上安装排风口，并通过风管与机械风机相连，以此为核心区排出污染空气。

在洁净区域，即卧室、客厅、书房等地方的窗户上安装进风口，通过室内外压差原理，导入室外新鲜空气。

2.2 主要节能措施

2.2.1 建筑主体

①建筑造型既要美观适用又要尽可能规整，外围墙体采用隔热性能好的材料，以减少外墙传热面积。

②建筑物的朝向选择，应充分利用自然光和自然通风，使各房间冬季充分利用阳光热能，炎热季节减少阳光直射室内。

③屋顶保温层选用容重较小、导热系数较低的材料，以防止屋顶重量、厚度过大。

④不同朝向的窗墙面积比要符合节能规范要求。

⑤外窗采用塑钢门窗，有良好的密闭性和隔热性。玻璃为低反射铝合金型，用热惰性比较好的材料阻断热桥。

2.2.2 空调、制冷与采暖系统

优化配置热源水泵及换热机组，避免低负载运行，提高采暖、空调系统运行时的实际能效比。热交换装置采用国际先进设备，换热效率高。同时换热机房内配备了热计量装置。利用自然通风技术，合理组织建筑物室内气流路径。热源系统以及通风系统采用直接数字控制系统进行实时监测与控制。机组或热交换器、水泵等设备实现连锁启停，对供、回水温度及压差进行控制或监测，对设备运行状态进行监测及故障报警等。

2.2.3 电力、照明系统

①供、变电系统的主要节能措施。主变电站应靠近本项目的负荷中心，尽量减少电缆长度，合理确定电缆断面，降低线路损耗，节约电能。选择低损耗效率节能型变压器，其空载损耗低于国家规范（GB/T10228-1997）标准值14%～18%。变压器选用无功功率自动补偿装置，并保证配电的功率因数均在0.95；凡大于100kW的电动设备，应分别独立就地安装无功功率补偿装置。变电站设置滤波装置，确保供配电系统不受谐波干扰。

②照明系统节能措施。建筑内部照明系统选用高光效、长寿命、显色性好的电光源、各种节能灯管、绿色灯管、紧凑型电子节能灯等高效节能光源及电子镇流器，不用普通白炽灯。提高灯具（灯罩）反光效率，不仅可以提高照明度，还可以有效地降低灯管的功率，从而节约电能。建筑物泛光照明和区域场所照明采用金属卤化物灯和高压钠灯等节能型电光源，并严格控制装饰性景观照的能耗。各照明灯具采用高效率灯具，单灯就地补偿。根据功能分区和使用要求的不同，照明系统采用集中控制、分散控制和自动控制相结合。合理选用灯具及开关数量，并采用分区域控制、避免单个开关控制灯具过多、便于开关灯数控制的节能。

2.2.4 设备选用

选用节能型电动设备节能。采暖系统的水泵，通过安装变频调节装置调节水泵的转速，实现水泵机组实际运行效率不低于85%。通风系统中配置的风机同样应用变频技术，一方面降低系统的开关损耗，另一方面也提高了系统低频运转时的能耗。

2.2.5 能耗计量与节能培训管理

①能耗计量措施。根据《用能单位能源计量器具配备和管理通则》规定的配备率，并按主级（进户）、次级、重点能耗设备为建筑内的电气配备计量器具，配设专人负载计量管理工作。

②节能培训管理措施。项目建设及管理部门建立并逐步完善建筑运营的节能监管体系；研究制定建筑用能设备运行标准及采暖、热水供应、照明、设备等的能耗统计制度；建立健全建筑能源供应、计量、消费统计和节能技术改造项目等管理制度，并建立能源利用状况分析报告制度。

定期开展节能宣传教育与节能管理技术人员的培训工作，并设专人对耗能设备定期维修、保养。建立奖惩制度，调动全体员工的节能降耗积极性，提高全体员工的节能意识。在夏季用电高峰，积极开展节能宣传周活动。通过形式多样的宣传教育活动，实施节能监督与管理，保证国家节能方针政策得到有效落实。

2.3 项目能耗计算

项目主要为居民住宅及配套公建，其建成后的主要能源消耗为电力、热力和天然气。经测算，项目年能耗折合标准煤1393.37t，单位面积能耗指标13.01kg标准煤（见表1）。

表1 项目测算表

3 结语

绿色建筑是基于可持续发展的理念发展起来的，重点在于做到人与自然之间的和谐，通过节能减排、保护环境实现良性共存。利用可再生能源、自然采光技术、自然通风技术、分项计量等绿色建筑技术，可降低能耗、减少污染，结合绿色施工及后期的合理运营管理，绿色建筑能够更好地为我们创造出生态健康的环境，促进低碳经济的发展。■