基于绿色建筑理念的住宅建筑设计研究

廖晓彬

（厦门上城建筑设计有限公司，福建 厦门 361000）

0 引言

绿色建筑理念的核心内容是控制碳排放，实现建筑零碳化的目标，以建材的健康化、低能耗、高利用率为主要手段，采用生态环保、节能减排、身心舒适等设计原则，延长绿色建筑的使用期限，提高绿色建筑的使用频率和使用效率[1]。

在改善和提高住宅建筑环境质量的同时，如何促进资源和能源的有效利用、减少污染、保护生态环境，是住宅建筑设计过程中面临的关键问题。然而，仍有不少建筑企业对绿色建筑理念重视度不够，导致建设过程中的环境污染问题以及资源和能源浪费问题日益严峻。因此，只有对绿色建筑理念进行全面的推行，才能全面提高建筑设计的合理性，确保建筑物的经济效益、环境效益、生态效益和社会效益，最终实现建筑业的节能减排和可持续发展的目标。本文选取厦门欣安雅苑安置房为研究对象，详细地阐述设计人员贯彻绿色建筑理念实现建筑节能、节地、节水、节材目的的设计方法。

1 工程概况

厦门欣安雅苑安置房项目场地位于厦门市翔安区，地块位于石厝路以南规划浦边北路以北、规划后浦路以东、规划浦边东路以西（图1）。项目整体用地面积为71639281m2，住宅建筑用地面积为120780m2，建筑总面积为32806598m2，住宅套数为1296户，人均住宅用地面积为9.08m2/人，设计年限为50年。

图1 欣安雅苑安置房总平面图

2 基于绿色建筑理念的住宅建筑设计原则

建筑按照功能分类，主要分为两个类别：一是民用建筑，二是商业建筑。其中，住宅建筑属于民用建筑的一个重要类别，它是供人休憩和生活起居的场所。因此，绿色建筑理念在商用建筑和民用建筑设计时具有较大区别。由图2可知，采用绿色建筑理念进行民用建筑设计时，应遵循地理位置+自然环境、材料与材料资源、水资源利用、能耗资源利用以及室内绿色规划方面的原则。

图2 基于绿色建筑理念的住宅建筑设计原则分析图

1.1 因地制宜，布局合理

住宅建筑在设计之前要充分调查当地的自然环境和气候，包括植被类型、地理位置等重要的自然因素。在选址时，应避开产生洪水、泥石流、滑坡等自然灾害的地段，同时对于地震断裂带可能会引发的滑坡、雪崩、泥石流、地陷、地裂等因素也不容忽视。还应检测土壤中氡浓度，并依据检测结果采取防氡措施。另外，绿色建筑理念的应用场地应保持无辐射、无污染、无障碍、无毒害、易维护等特点，因而还应排查危险化学品。总之，房屋建筑应当根据不同的地理位置进行设计，同时尽可能地平衡与周边生态环境的关系，充分尊重自然，而不是设计的千篇一律[2]。

1.2 结构合理，外形优美

图3和图4所示为厦门欣安雅苑住宅建筑外效果图和路透视图。该住宅建筑融入了当地的文化特色，地质地貌特征，与自然环境相得益彰，完全没有违和感。根据地面勘探、调查、访问及资料收集分析成果可知，除局部池塘岸边区域外，场地内地势总体起伏不大，呈缓变趋势，且全场地内及周边无滑坡、崩塌、泥石流等不良地质现象。这主要是由于场地基岩为花岗岩，无法产生岩溶及岩溶水的环境条件，因而建筑外形设计优美且发挥空间大。此外，涂有灰泥的外墙具有强大的防火性能，而内墙因具有捕捉湿气与热气的特点，使得住宅冬天可以吸收太阳光热量来提高室内温度，夏天可以利用晚上凉爽的室外空气来降低室内温度。因此，在厦门欣安雅苑住宅建筑的设计中，设计人员充分利用采光、绿色植物及自然通风等技术，不仅节约了建筑施工材料，同时创建了一个自然、和谐、舒适的室外环境，让该住宅小区更加的绿色环保。

图3 项目外效果图

图4 项目路透视图

另一方面，住宅建筑引进了太阳能发电系统，可以直接利用太阳能进行发电，助力建筑节能减排。除此之外，通过利用环流风扇控制热空气流动的技术，可以使室内环境变得更为舒适。对于住宅的供热方面，设计人员选取小球炉作为供热系统，充分利用了它的生物质能供热且不会排放温室气体二氧化碳的优势。为了进一步提升住宅的供热效果和改善住宅居民的体验感，设计人员还安装了一种多点温控式的地暖系统。这些系统以其高运作效率给居民创造了一个极为舒适的室内环境。该住宅还采用了雨水收集和再利用系统以及LED灯，为居民创造出更高质量的生活环境。

众所周知，传统的钢混建筑设计结构较为复杂，施工周期长，不仅会给企业带来较大的经济负担，施工过程中还存在较多的安全隐患，还会造成严重的环境污染和资源浪费等[3]。然而，绿色建筑设计理念在厦门欣安雅苑住宅建筑的应用，不仅最大限度地降低了施工过程中对环境的污染，实现了资源的节约，同时确保了建筑物的生态效益和社会效益。

1.3 系统协调统一，能源利用合理

绿色建筑理念的应用离不开系统的协调和统一。一旦系统的某一环节出现问题，就会出现类似多米诺骨牌的现象，影响居民的体验感和幸福感，建筑的使用寿命也会缩短。因此，绿色建筑设计要求专业和专业之间可以相互协作、交流和交叉，将绿色建筑理念全方位的融入设计之中。一般而言，建筑系统的高效、可持续的利用是系统协调统一的根本目标之一。厦门欣安雅苑安置房的设计方案就要求设计过程中将规划、生态、安全、因地制宜、经济适用、施工简便等因素考虑在内。如果要求住宅的能源利用率达到90%，那么就要求各部门配合，材料运用恰当、经济合理适度，各部门各要素之间协调统一。

1.4 节能高效，舒适第一

相比于上述三个设计原则，节能高效、舒适第一是绿色建筑技术中的关键所在，对于建筑物的造型设计也会产生一定的影响。例如，在建筑工程施工过程中会投入大量的资源，如果施工人员在施工中采用的施工工艺不合理或者操作不当，都会产生额外的能源消耗[4]。因此，建筑的用材、选地、结构构造是否合理都是影响节能高效的重要因素。当建筑在明确节能高效的运作方式之后，建筑的主要功能就是发挥建筑的保护作用和服务于人居住的重要功能，追求舒适第一是设计人员设计建筑物的重要目标。建筑的根本任务是服务人的需要，因此建筑要在功能、结构、外形方面均做到高效运作。

3 基于绿色建筑理念的住宅建筑技术应用设计

3.1 新型节能技术

旧式建筑主要通过屋顶的保温材料进行保温，这样既提高了建造成本，同时对选取的材料要求也苛刻。然而，厦门欣安雅苑安置房采用了一种新型的无燃料、无污染的节能技术：太阳能建筑一体化技术。该技术不仅可以减少建筑的能耗，同时保证室内环境的舒适度。设计师在设计厦门欣安雅苑安置房时运用了集中集热-分户储热太阳能热水系统，通过集热设备采集太阳光的热量，再通过循环系统将热水输送到生活热水系统、地板采暖系统等。在阴雨雪天以及夜间，系统会自动切换至辅助热源（空气源热泵或燃气壁挂炉等），以满足用户全天候正常使用，有效地解决了材料和自然资源的浪费等问题。

3.2 热能利用技术

厦门欣安雅苑安置房还使用了绿色建筑行业盛行的“土壤空调”（地源热泵空调系统）助力建筑节能减排。它主要是通过热泵技术的热交换形式，将地层中的低位热源转化为可利用的高位热源，既能供热，又能供冷，满足了人们日常生活中的供暖需要。热泵系统甚至可以代替常规的空调设备，它能够根据居住者所需要的室内温度随时进行自由地调节，极大地改善了由空调系统产生的氟污染问题，平衡冬夏温度，节能效果显著。因此，地源热泵系统不会向外界排放任何废气、废水和废渣，被认为是一种理想的“绿色空调”，广泛地应用于办公楼、商场、别墅、住宅等领域。

3.3 绿色供水系统

在对绿色建筑进行供水的过程中，厦门欣安雅苑安置房主要以自来水为原水，将原水中的生活用水与直饮水分离，另外设与住户直接衔接的管网系统，实现生活用水与饮用水的分质、分流，达到直接饮用的目的。该安置房设计的供水系统不仅可以减少人工水循环的利用几率，保护水资源不被浪费，同时也满足高质量高使用、低质量低使用的绿色供水系统的应用要求。

3.4 海绵城市系统

海绵城市是指通过加强城市规划建设管理，充分发挥建筑、道路和绿地、水系等生态系统对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用，有效地控制雨水径流，实现自然积存、自然渗透、自然净化的城市建设类型。厦门不仅大力推进海绵城市项目建设，同时还在规划方面进行了一系列设计，着力将海绵城市的“渗、滞、蓄、净、用、排”这六大要素融入到城市的规划建设中。

厦门市属于亚热带海洋性季风气候，温和多雨，年平均气温在21℃左右，冬无严寒，夏无酷暑。年平均降雨量在1200毫米左右，每年5～8月份雨量最多，风力一般3～4级，常向主导风力为东北风。由于太平洋温差气流的关系，每年平均受4～5次台风的影响，且多集中在7～9月份。拟建场地原始地貌属冲洪积地貌，通过对地貌、土壤、水文、降雨量的调查，厦门欣安雅苑安置房遵循厦门市“海绵计划”进行设计。因此，该工程水源为两路进水，室内采用粪便污水与脸盆、洗浴等废水合流排放的排水管道系统，住宅生活污废水汇集并经化粪池处理后入城市污水管道。

4 基于绿色建筑理念的住宅建筑设计要点

4.1 平面设计

设计平面施工图要严格遵循其所在居住街坊人均住宅应用指标，合理规划功能型建筑物的容积率，充分且合理的开发地下利用空间、停车库等。在制定设计方案时，设计人员应结合建筑总平面布局，有效地利用场地和景观形成可降低坠物风险的缓冲区，合理规划植被的分布。本项目城市绿地和广场等公共场合的开敞空间应步行可达。为了设计更为合理，还应在室内设置无烟区、消防通道和盲道设置。

此外，本项目绿地率达到了规划指标的105%以上，公共绿地满足规定的日照要求、设计充足的游憩活动场所、供居民共享的集中绿地，包括居住区公园、小游园和组团绿地及其他块状、带状绿地。满足了人们的日常需求和当地环境标准。

4.2 立面选材

建筑的立面选材要严格贴合建筑结构，在结构合理的基础上同时要满足外形上的经典和美观的要求。常见的立面材料有玻璃、木材、混凝土等材料，而绿色建筑设计往往会加入植物，还要考虑荷载问题。例如，不应存在安全隐患，树的重量和土的重量应调整到合适的比例。厦门欣安雅苑安置房运用了绿色建筑设计材料：循环利用钢材、循环铜材、石膏、铝合金型材、玻璃等。可再生材料重量为1437.56t，建筑材料总量为12808.22t，可循环再生材料的应用保证了建筑的环保性、安全性和经济性。而且绿色建筑里面的选材要考虑到防火、防水，结构坚固不变形和耐久度的问题，在隔音、抗震、环保再生性上也要全面兼顾。此外，立面材料要遵循安装易、工期短等要求。

4.3 室内设计

建筑物暖通系统是城市居民冬季采暖的主要方式，我国北方在采取集中供暖的过程中，能源的消耗与供暖温度、热负荷、外界环境、热量散失有很大的关系[5]。所以合理设计暖通系统可以使室内的温度适宜，降低对室外环境的碳排影响，降低建筑能耗，降低二氧化碳排放量。对于厦门欣安雅苑安置房，在供暖方式上，要结合实际情况，不可“一刀切”供暖，造成资源上的浪费，要合理利用调查数据，分批次、分重点提供供暖设备，分时段调节暖气大小。如一天之中，早晨和晚上供暖系统可加大调节强度，中午阳光充足，可调小供暖强度等措施。

室内的噪音、采光和通风问题，应改变传统房屋的结构、材料的运用，增强与户外环境的互动，在门窗材料、隔音材料和结构设计中解决老房子经常出现的噪音大、采光不充足、厨房和厕所因结构不合理而导致的通风不足等问题。

室内的排水管道设计也是重要的问题，在绿色建筑设计中应注意水资源的利用率等问题，尤其在立面植被包裹的情况下，怎样形成水资源室内外的循环，可以保证室内的正常排水问题和室外的循环用水问题。厦门欣安雅苑安置房根据《福建省绿色建筑设计标准》进行提高场地运用率的设计方案，将公建容居率设定为3.25范围以内，人均居住用地面积A=9.08≤11，楼层为19层及以上。

5 结束语

综上所述，结合实际案例可知，绿色建筑理念应用于住宅建筑设计的重要性显著，既可以使住宅建筑满足居民的需求，还可以保护生态环境，节约资源与能源。在住宅建筑设计中，应考虑各方面的因素，确保各个部门的协作，加强各种绿色材料和技术的应用，以此提高建筑材料的利用率，减少资源和能源的消耗，保障绿色建筑的建设，最终提升居住者的使用体验和幸福感。