绿色建筑设计在民用住宅建筑设计中的应用

2021-04-03孟旖

建筑与装饰 2021年27期

孟旖

中铁第六勘察设计院集团有限公司天津 300300

引言

随着绿色环保、可持续性发展的理念以雷霆之势席卷了各行各业，绿色建筑应运而生。节能技术在建筑行业的运用更是符合人们追求居住环境低能耗、可持续、科学健康的心理。但是由于我国国土纬度跨度较大，造成南北方地区气候差异巨大，也让南北方地区在绿色建筑节能技术的运用上差异显著。本文从选址、形体、围护结构、遮阳和空调系统等几个方面，对绿色建筑节能技术在城市住宅中的应用进行了阐述。

1 绿色建筑设计综述

1.1 绿色建筑定义

绿色建筑思想是20世纪60年代设计师保罗·索勒瑞提出的一种观念，绿色建筑观念认为建筑应当为人提供安全、舒适以及健康的居住空间和环境，同时在建筑当中要实现资源利用高效化，同时降低对环境的破坏和污染。绿色建筑主要是指在建筑全寿命周期以内最大限度减少环境污染以及节约自然资源，同时为人们提供健康安全以及舒适的活动、居住和工作的空间，与自然实现和谐共生的一种建筑项目。首先，绿色建筑使用生物能、地热能、风能、太阳能等新型能源，并且采用节能技术减少环境污染和破坏。相对于普通建筑项目来讲，绿色建筑通常可以促使能耗降低75%以上。第二，绿色建筑强调使用本地材料，尊重当地的气候条件、人文自然特点。第三，绿色建筑具备了清洁土壤、水源和空气，不会对自然环境造成较大危害。

1.2 绿色建筑设计的应用意义

①保护环境。建筑节能设计利用一些自然资源，通过改善房屋结构和布局来避免制冷加热过程产生的过多能耗，同时可再生的清洁能源可以最大限度地减少空气中污染物的排放量，避免建筑物在建设和后期使用阶段对周围环境造成过多的破坏，满足了保护环境和社会发展需求，实现了经济发展和环境保护相协调。②降低建设成本。考虑到住宅建筑的设计比较标准、统一，为了避免在建设环节耗费大量的建材，同时也为了减少后期运营使用环节的能耗，降低业主的房屋使用成本，做好建筑设计工作不但可以限制资源大量输出，还能够根据创建资源节约型社会要求对大自然中的各种资源进行合理的利用[1]。

2 绿色建筑设计的问题

2.1 绿色施工管理制度不够完善

因为我国在绿色节能施工方面的发展时间较晚，与发达国家之间仍然有着一定的差距，一些较为关键性的绿色设计标准和体系还不够完善。虽然很多建筑公司制定的绿色施工标准和制度，但实际上内容也都趋于形式化，无法真正达到民用建筑绿色节能的效果。例如在民用建筑施工中，采用的绿色施工标准与实际情况不符，没有建立针对绿色节能建材的监督机制，那么必然会对绿色施工技术的顺利应用形成限制。

2.2 节能设备的匮乏

人们在很早就意识到节能环保的重要影响力，但是由于受限于科学技术的发展，目前所制造的节能设备无法在实际的建设工程中得到很好利用，节能设备的缺乏是绿色环保技术实施过程中的一大阻碍，所以这就造成了在很多建筑项目中使用老化设备，目的是为了降低投入成本，这样不仅降低了施工工作效率，还是对资源的浪费。

2.3 现场管理措施不合理

在民用建筑工程施工过程中，节能绿色环保技术的实际应用需要依托相关配套管理措施的支持，因此，现场管理措施是否落实，应当综合考虑各个环节对节能环保施工产生的不良影响。但是，在实际运用中，项目施工现场管理作用发挥不充分，导致施工方所选择的绿色环保技术运用不当，各个部门之间的工作开展相互交集并且发生冲突，埋下了一系列安全风险隐患。

3 绿色建筑设计在民用住宅建筑设计中的应用

3.1 电气照明的节能设计措施

①住宅小区电气设计中，充分合理地利用自然光，按照规范合理确定各场所的照度标准、视觉要求。②严格按照规范确定各场所的照明功率密度限值，有效控制单位面积灯具安装功率。③选用光效高、显色性号的光源及配光合理、安全高效的灯具，如选用三基色荧光灯（T5、T8）、发光二极管灯。④采用低能耗、性能优的光源用电附件，高效三基色荧光或节能灯均配置高品质电子镇流器或节能型电感镇流器。⑤照明控制采用集中与分散相结合的控制方式，楼梯间采用声光控制方式，减少开灯时间；地下室照明根据需要采用时间控制器集中控制方式。⑥电气控制方案的选择。在建筑照明线路的设计工作中，应立足建筑工程实际需要，根据建筑工程的特点选择更科学合理的控制方案。在居民建筑设计中，可以在床头位置设计可调控开关，满足日常生活使用的前提下，减低电力资源浪费。在相对较高档的居民住宅区域，可以采用自动的照明控制系统，通过对室内外光线的采集分析，选用不同的照明方案，提高电流资源的使用效率[2]。

3.2 引入无负压变频供水设备

无负压变频供水设备在智能住宅小区给排水系统节能设计中的应用越来越广泛。该设备可顺利实现在原市政供水管网压力基础上的二次增压，这样不仅能有效减少修建水池、水箱的资金投入量，同时还能达到增压供水和确保水质的目标，具有十分显著的节能成效。从权威部门的调查统计结果中可以看出，无负压变频供水设备与普通供水设备相比可降低50%左右的能源消耗量，具备良好的实用性，对于现代智能住宅小区的建筑给排水系统来说尤为适用。

3.3 外墙节能设计

在建筑墙体中，室内热环境的平衡是保温隔热的重点。在夏季室内温度较高的情况下，要及时通风降温，遮阳采光，降低室内温度，降低室内温度对居民的负面影响。要做建筑供热，还需注意节能供热的设计原则。建筑外墙保温节能隔热原理有以下几方面。第一，减少照到屋内的太阳热量。太阳通过窗户后，将太阳热量照射入屋内，造成墙壁、建筑结构、家具及空气加热，使屋内变热。第二，减少外部结构引入的热量。太阳辐射加热除通过窗户进入室内后，影响室内的温度，也影响到房屋外墙结构，使室内温度升高。第三，热空气进入屋内。热空气将热量带入室内，提高室内温度。在自然通风或人工通风时，需对墙体的通风口实施一定的措施，才能避免热空气进入带来不好的影响。第四，室内人工发热。建筑内外墙居民的日常生活也会产生一定的热量，对室内热环境有一定的影响。对于这种热，不能盲目地去除，而是辩证地、尽可能地对以上3种热的传递效果进行分析。

3.4 智能化系统的技术分析

智能化系统技术现阶段已经成为绿色生态节能建筑设计中必不可少的部分，智能化系统技术在很早之前已经进入了人们的生活中，比如，我们在生活中常见的声光控灯，就属于智能控制系统的范畴，它的主要特点是在光线充足的条件下不会亮，而只有在光照不足的夜晚感应到人或声音的时候才会自动打开。这种例子还有很多种，这种技术的运用不仅能够方便了人们的生活需要，还可以很大程度上节省了电能消耗。在今后的绿色生态节能建筑设计中，智能化系统技术的运用不仅可以有效起到节能环保的作用，而且还大大提高了人们生活的便捷度，提升了人们的生活质量[3]。

3.5 风能技术

风能和太阳能一样都属于可再生资源，同时风能也属于绿色清洁能源，对它的使用不会对环境造成负面的影响。目前阶段，建筑施工领域对风能的应用主要表现在以下两个方面：一个是通过设计合理的门窗朝向和开口大小利用当地的风能；另一个是利用一些风能收集和转换工作，将风能转化成其他能源。简单来说就是在天气炎热的季节，可以充分引进利用室外的自然风对室内进行换风以达到室内降温的效果，减少因开空调或电风扇造成的能源消费。通常对风能的利用有主动利用和被动利用两种形式，被动就像上面的例子，主要是充分利用不同大气压造成空气的正常流动，达到降温、清洁的作用，也是目前应用最多的行为。主动式就是利用目前所掌握的技术手段，将风能转化为电能并进行保存和传输，如风力发电机组，利用风能进行发电，进行并网传输和使用，有效缓解电煤产生的环境污染和破坏。但受技术所限，目前对风能的利用仍受多种因素的影响，利用率不高，仍停留在较为简单的阶段。

3.6 新型节能保温屋面技术

屋面是建筑工程的重要组成部分，屋面施工技术的绿色节能性会影响建筑工程施工的节能效果，施工单位应结合建筑工程的特点，合理应用新型节能绿色屋面施工技术。在建筑工程的施工实践中，施工单位可根据工程施工的实际需要，选择硬质聚氨酯泡沫技术、泡沫混凝土施工技术进行屋面施工，增强屋面抗辐射、耐冲刷性能，应用新型节能绿色屋面技术可增强屋面保温性能，使屋面更具温度调节能力，在提高建筑工程绿色环保性能的同时，改善建筑工程的使用舒适度，实现建筑工程绿色节能施工[4]。

3.7 建筑门窗的结构设计

建筑门窗的结构设计是所有建筑设计中的重要组成之一，对于绿色生态建筑设计而言，门窗的设计更为重要，因为其材质位置结构的设计情况会直接导致建筑物的保温性和隔音降噪能力。所以必须要对建筑物的门窗设计工作进行严格的要求和把控。首先，在保证室内采光和通风的情况下，有效降低建筑物的窗墙占据的面积比。其次，保证门窗的材质用料，必须采用进行精密热处理的金属材质，如铝合金，不锈钢等。对门窗的玻璃也要选用其结构材质符合建筑工程要求的有机玻璃，有效的保证玻璃的隔热性和坚固耐用性。第三，根据当地的气候条件，风向和建筑朝向，正确考虑门窗安装的具体位置，进行科学合理的设计，避免穿堂风等情况的出现。最后一点，基于室内采光的因素，夏季为了能够有效避免阳光直射，造成室内温度不易调节，可以设计一个自动伸缩的窗帘来遮挡阳光。

3.8 配电系统中的绿色施工技术应用

在民用建筑施工的过程当中，配电系统部分的施工是非常关键的，在民用建筑投入使用后，需要应用大量的电气设备，所以在这个过程中会消耗大量电能，为了能够实现电力能源的节约，需要在这个过程中应用针对配电系统的绿色节能技术。第一，运用科学解析方法，确切了解建筑配电系统的实际负荷，并且合理地选用变压器，可以达到能源损耗的把控。第二，将节能节材作为目标，合理分配各项电气设备[5]。