城市住宅小区绿色建筑规划与设计探索

许天舒

（宁夏回族自治区国土空间规划研究中心，宁夏 银川 750011）

0 引言

以南方某住宅小区作为分析对象，该小区拥有9幢18层高楼和4幢公寓，共1 251户。该小区采用了框架-剪力墙的结构，绿地率41.5%，占地15.06万m2，规划设计方案灵活利用了原地貌，采用了一体机布置，开阔出了开敞的空间及园林景观合理的布局。

1 节地与室外环境

1.1 室外风、光环境的优化

在绿色建筑的规划设计方案中，通过将场地、地形因素纳入到绿化工程的整体规划与环境规划中，对室外的风、光及噪声进行合理的规划，其规划设计内容为以下几点。

1）模拟单元的空气情况。以风场模拟分析为基础，对住宅进行了总体的平面布置，并调整了建筑物的方向和视线，其可靠性的规划设计包括以下3个方面：①该项目的主要住宅面向夏季中心风区方向，利于通风，也利于改善室内环境污染；②在满足日照要求的同时，应适当扩大建筑间距，有利于改善空气的流动，增加每小时的通风量和风速，并且可以使建筑物内的空气换热器更快，使建筑周边的热传导速度更快，从而降低中央空调系统的负荷；③各组团的整体规划布置充分体现出了整个住宅自然透气的效果，当室外大风为东南风时，各出口风速都小于5m/s，在东风的流向下，住宅建筑间隔处的气旋更密集、风力也更强，因此，在此区域种植高树可以降低风力，同时可以起到清洁的作用。

2）在对住宅进行日光仿真分析的基础上布置各部分，调整间距，使各单元户型达到环保节能建筑的规定，与此同时也可以提供良好的城市绿地阳光，并满足住户的房间内及室外主体活动对日照的要求。

3）在绿色能源建设规划中，加入建筑物间隔及中央式绿化，可以提高景观效果，使用大量人造花园的景观布置，住宅室外的地上停车场以草坪地砖为主，道路和园林绿化辅助使用新型透水原料，从而达到降低热岛效果的目的。

1.2 地下空间利用

1）在本区域的规划设计中，在建筑布置上一共划分为3个层次：东部、西部及西部三级平台。它减少了基础建设中的挖掘，同时，针对地形特征，采用开放式的地下车库，充分发挥地下空间的作用，停车场面积达80%；增加绿地面积，地下室的纵向解析如图1所示。

图1 地下室竖向分析

2）3个单元的地下室在不同位置均安装了窗户或开启自然通风和光照，设置园林景观式平屋顶通风采光井，减少了停车库的照明灯具耗能。

3）地下室作为公共空间，主要包括娱乐室、乒乓球、图书馆、健身房和标准的地下泳池，所有的设施均位于露天的地下室中，垃圾处理中心位于建筑的西北侧，可以避开主要风力（东南方），营造干净的室内环境。

1.3 良好的景观布局、丰富多样的植被

住宅社区的景观设计，以花园为中心，通过合理的布置，营造出优美、开阔的环境，空气清新，可供人休憩。花园以人工栽培为主，栽培乔木数约为150棵。除此以外，配备具有地方特色的绿化树种20多个，主要选用了本地或归化、半归化的品种，其种植的种类超过65个。公用场所、住宅边上、地下工程的屋顶、山地工程的分台、高架等区域，也均采取了绿化措施，其绿地覆盖率达41.5%，总面积达27 300m2。绿化设施要有效并且达到休闲旅游的规定，要高低错落，不仅要有本地阔叶型常青树的优势，而且需兼顾四方的观赏。

2 节能与能源利用

2.1 外围防护结构的节能优化

结合项目区自身气候、地域特点及本地装饰建材特点，小区房屋周边的防护构造如下。

1）外墙 小区外墙采用了加气混凝土，其换热率只有传统陶土的1/5，可以有效降低外墙换热，无需额外增加保温隔热层，以此降低建筑成本，降低运营期的维修费用。

2）室外窗户 在冬季和夏季采暖地区居民住宅的耗能中，室内空气调节是最重要的一项，而在建筑外部防护结构的空调负荷中，外窗占62%。因此，在绿色节能建筑改造方案中，外窗应采取“铝合金中空玻璃内置可调百叶窗”的方式（见图2）。该产品将内嵌式百叶完全关闭后，其换热效率仅为单边百叶的1%或0.17%，中空玻璃可以有效降低外部建筑的整体换热，从而降低室外建筑的散热。可以通过调节百叶帘降低室内的日光辐射和室内空气调节的负担，同时可以调节室内日光的直接照射，使其在冬天也得到很好的光照，比传统不移动的外罩更好。另外，采用太阳能光源可以降低人造光源的能耗及室内温度的消耗。

图2 铝合金中空玻璃内置可调百叶窗

3）屋面 小区房屋屋顶绝热工程采用了以玻璃棉为材料的绝热保温材料，它具有良好的抗老化能力，并具有0.058的传热率和良好的绝热绝缘特性，采用水泥加气砌体进行边坡施工，可以达到双层绝热效果，极大提高平房的绝热效果。

2.2 可再生能源利用

1）充分利用本地区太阳能源，使其能够满足所需光照，可以采用一套综合建筑物外形的太阳能热水器系统，利用太阳能与建筑物相结合的技术，将太阳能集中式集热器置于住宅区高层，并将其整齐地装配、排列，以保持建筑物的外观和艺术感。

2）由于居民区内的建筑面积较大，因此供热管线过长会消耗大量电能，而对于底层用户来说，太阳能热水器并非最好的选择，因此，结合实际情况，选择了风能热泵电热水器的应用。该系统冬季的COP可达1.8，在相同的热水环境下，其热水器的能耗仅为一般家用热水器的1/3，节能效率甚高，且早期项目投资较低。

3）规划使用公共照明灯，为城市和非主要交通干道提供照明，由太阳能电池驱动的灯具主要包括地埋灯、庭院灯等。

2.3 高效、节能的设备和系统

推荐小区居民采用分区式空调机组，其节能级别约2.7。公用照明灯具均采用LED绿色节能灯光源，可以大幅减少公共照明的能源消耗，并将照明时长延长至80 000h。所有家庭使用的供电方式都是“一键启闭”，在人们离家时，只要一按按钮，就能切断控制电路的供电，消除家电中所有多余的能量消耗，方便家庭成员进行“绿色低碳生活”。

2.4 能源再生电梯

新型再生电梯可以收集30%～70%的电力，然后再将其投入到电力系统中进行回收，具有环保、节能、重复利用电能等优点。在轻载上行和重载下行时，通过势能转化为电能并通过能源再生变频器清洁过滤后，将这些能量回馈到小区的电力系统中，供建筑内其他耗电设备使用。能源再生电梯不仅能节省电能，还能降低装置的温度，改善居住小区的热状况。

3 节水与水资源利用

室外生活用水如园林绿化、城市道路清洗等，均选用雨水及中水回用等非传统的供水方式，并设置独立的植物循环净化装置，保证水质的良好，同时达到减少城市供水及废水排放的目的。通过系统的数据收集应用软件将收集到的水质数据与城市用水相关联，并根据小区的环境特点来截留降雨。收集居住小区住户排放的污水，经处理后用于小区绿化、道路清洗等。

4 节材与材料资源利用

4.1 结合地形设计，利用原有资源

1）在规划设计方案中，按照地势高低将项目区划分不同级平台，最大限度地利用自然本底条件，减少基坑的挖掘。

2）许多内部墙体采用了大量的中空砖和灰泥，最大限度地发挥了建筑垃圾的作用。

4.2 选用泡沫玻璃新型节能保温材料

泡沫玻璃具有优良的抗老化性及抗化学侵蚀等性能，使用寿命长。同时泡沫塑料不吸潮，具有良好的耐高温、耐低温性能，其热膨胀收缩系数与工程建筑砖、混凝土、水泥砂浆等墙体原材料类似，可以提高两相结合的坚固性与可靠性，并利于提高外保温系统的持久性。

4.3 其他节材措施

装修材料的原料来源地距建设区域300km以内，通过采用商用水泥，可以降低原料网和水的消耗，也可以降低噪声及现场的灰尘。对施工产生的废弃物进行就地分拣处置。及时清理可回收的废弃物，对可再生的原料进行再生，制定废物的回收计划和方法，提高废物的利用率。在新的室内装修中，预先将洞口预埋和安装在一起，以降低装修工程对建筑物的开挖，保证结构的安全性，降低噪声并减少固体废物。

5 室内环境质量改善

通过对声、光的控制，营造一个舒适的室内环境，具体规划设计如下。

5.1 通过室内光环境模拟分析优化户型设计

从室内空间布局的角度来看，室内建筑方向需要具有良好的自然通风与光照条件，卫生间的整体设计采用天然的采光和透气窗口及新的材料和工艺。同时，采用ECOTECT移动通信系统进行室内自然采光的仿真和计算，其结果如下：针对不同户型进行优化调整，使室内的采光指数、采光均匀性得到提升（见表1），以确保室内采光能够满足需求，在节能的同时具备舒适的视觉效果。

表1 小区最不利户型采光系数及采光均匀度模拟值

5.2 可调节采光遮阳系统

室内使用“铝质中空玻璃加可调节百叶扇”，可以调节阳光照向室内的热量，不仅可以减少热交换，还可以满足不同季节对于阳光的需求，提高居住质量和舒适度。

选择可调节百叶帘等空心玻璃后，小区室内的自然光线舒适，主要具有以下优点。①可以满足内部工作照明的要求。太阳光质量优于人造光源，有利于视力健康；②可以营造舒适的视觉氛围。舒适的视觉效果要求光线的均匀度不低于0.7，低亮度反差能够避免因眩目而造成注意力分散，而高效的亮度可提高人的兴奋程度。

5.3 隔音降噪措施

1）室外隔声 在小区种植高大的树木，可以起到良好的隔音效果，降低室外的噪声等级。

2）窗户隔声 “铝质空心玻璃加可调节百叶窗”的隔声效果可以达到36分贝，能够有效隔离室外的噪声、降低室内的噪声等级。

3）室内墙体隔声 使用具有较高密度的砖块和加气砌体，能达到显著的隔声效果，使卧室、书房等房间更加安静。

6 结语

绿色建筑将成为未来房地产开发的主流，对城市发展具有长远的意义，其包括与大自然的协调、资源的利用以及对经济社会可持续发展的促进。绿色建筑主要包含2个层次：①外在，体现在建筑实体的材料、资源利用等；②内在，它既是一种精神表达、文化艺术，体现了人类的情感，又是清新、高雅、可持续的居住方式。

为了促进绿色建筑发展，在城市发展及治理中需要加强信息化建设，通过构建城市资源、能源、生态等动态监管体系促进绿色城市化的发展，为绿色建筑做好支撑；在规划建设中采取控制噪声、采光，发挥植被生物降解过滤特效等措施，改善居住区域的生活环境，为居民提供安静舒适、绿色环保的生活空间；加大可回收建材的再利用，并配合减能减排设施、环保材料等的研发，降低资源能源消耗，提升对其利用率。