關(guān)于綠色建筑在別墅設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

李維

天津美新建筑設(shè)計(jì)有限公司 天津 300151

摘要：現(xiàn)如今，別墅設(shè)計(jì)隨時(shí)代的發(fā)展而日新月異，“綠色、低耗、舒適”是專家們?yōu)閯e墅提出的新目標(biāo)、新觀念。在這種情況下對(duì)別墅的節(jié)能設(shè)計(jì)就顯得尤為重要。本文就這方面問(wèn)題進(jìn)行了探討，以供同行交流。

關(guān)鍵詞：別墅；綠色建筑；設(shè)計(jì)

引言

近年來(lái)，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，別墅設(shè)計(jì)發(fā)展很快，不論是私人設(shè)計(jì)建造的獨(dú)立式別墅，還是開(kāi)發(fā)商統(tǒng)一規(guī)劃施工的別墅群，都在一定程度上形成了規(guī)模。長(zhǎng)期以來(lái)，建筑設(shè)計(jì)的核心問(wèn)題是功能、形象和造價(jià)，而對(duì)于節(jié)約能源，卻很少有專門的研究。在工程實(shí)踐中，我們體會(huì)到別墅以其與自然的特殊緊密關(guān)系，應(yīng)該受到綠色節(jié)能研究的特別重視。

一、綠色節(jié)能別墅設(shè)計(jì)的理念

1.節(jié)能能源

充分利用太陽(yáng)能，采用節(jié)能的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)以及采暖和空調(diào)，減少采暖和空調(diào)的使用。根據(jù)自然通風(fēng)的原理設(shè)置風(fēng)冷系統(tǒng)，使建筑能夠有效地利用夏季的主導(dǎo)風(fēng)向。建筑采用適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂驐l件的平面形式及總體布局。

2.節(jié)約資源

在別墅設(shè)計(jì)、建造和建筑材料的選擇中，均考慮資源的合理使用和處置。要減少資源的使用，力求使資源可再生利用。節(jié)約水資源，包括綠化的節(jié)約用水。

3.回歸自然

綠色別墅外部要強(qiáng)調(diào)與周邊環(huán)境相融合，和諧一致、動(dòng)靜互補(bǔ)，做到保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境。建筑內(nèi)部不使用對(duì)人體有害的建筑材料和裝修材料。室內(nèi)空氣清新，溫、濕度適當(dāng)，使居住者感覺(jué)良好，身心健康。綠色節(jié)能別墅的建造特點(diǎn)包括：對(duì)建筑的地理?xiàng)l件有明確的要求，應(yīng)盡量采用天然材料。建筑中采用的木材、樹(shù)皮、竹材、石塊、石灰、油漆等，要經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)處理，確保對(duì)人體無(wú)害。綠色節(jié)能別墅還要根據(jù)地理?xiàng)l件，設(shè)置太陽(yáng)能采暖、熱水、發(fā)電及風(fēng)力發(fā)電裝置，以充分利用天然可再生能源。

二、別墅規(guī)劃的節(jié)能設(shè)計(jì)

別墅建筑是其周圍環(huán)境的有機(jī)組成部分，建筑物的總體布局反映了建筑與周圍環(huán)境的對(duì)應(yīng)關(guān)系，它對(duì)別墅的節(jié)能潛力亦具有重要影響。別墅在與基地條件相協(xié)調(diào)的過(guò)程中，應(yīng)充分尊重微氣候環(huán)境，通過(guò)合理的平面布局達(dá)到有利于建筑的整體節(jié)能效果。

1.合理的選址

別墅選址主要是根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂?、地質(zhì)、水質(zhì)、地形及周圍環(huán)境條件等因素的綜合狀況來(lái)確定。建筑設(shè)計(jì)中，既要使建筑在其整個(gè)生命周期中保持適宜的微氣候環(huán)境，為建筑節(jié)能創(chuàng)造條件，同時(shí)又要不破壞整體生態(tài)環(huán)境的平衡。

2.正確選擇朝向

日照及朝向選擇的原則是冬季能獲得足夠的日照并避開(kāi)主導(dǎo)風(fēng)向，夏季能利用自然通風(fēng)并防止太陽(yáng)輻射。然而別墅的朝向、方位以及建筑總平面的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮多方面的因素，別墅受到社會(huì)歷史文化、地形、城市規(guī)劃、道路、環(huán)境等條件的制約，要想使建筑物的朝向均滿足夏季防熱和冬季保溫是困難的，因此，只能權(quán)衡各個(gè)因素之間的得失，找到一個(gè)平衡點(diǎn)，選擇出這一地區(qū)別墅的最佳朝向和較好朝向，盡量避免東西向日曬。

3.體形系數(shù)

體形系數(shù)是別墅圍護(hù)結(jié)構(gòu)的外表面積與其所包圍的建筑體積之比。比值越大，能耗就越多。研究資料表明：體形系數(shù)每增加0.01，耗熱量指標(biāo)增加2.5%。因此，正確處理別墅形式多樣化與節(jié)能的關(guān)系，是別墅設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)引起重視的問(wèn)題。一般講，3層左右的別墅對(duì)建筑節(jié)能較為有利。另外，別墅的外形越簡(jiǎn)單，其外表面積越小，熱交換量亦越少。因此，別墅的造型宜簡(jiǎn)潔、完整，盡量避免復(fù)雜的輪廓線。

三、別墅的外圍護(hù)節(jié)能設(shè)計(jì)

別墅外圍護(hù)結(jié)構(gòu)面積大，熱損失和熱輻射都較嚴(yán)重，所以應(yīng)特別注意外圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料的選用，應(yīng)注意它們的保溫隔熱性能。在北方，節(jié)能的重點(diǎn)是冬季保溫，為了減少冬季熱損失，外墻、屋面等均需采取措施，加強(qiáng)保溫，一般做法有以下幾點(diǎn)：

1.外掛式外墻外保溫

外掛式建筑外墻外保溫材料有巖（礦）棉板、玻璃棉氈、聚苯乙烯泡沫塑料板（簡(jiǎn)稱聚苯板，EPS、XPS）、陶粒混凝土復(fù)合聚苯仿石裝飾保溫板、鋼絲網(wǎng)架夾芯墻板等，其中聚苯板因具有優(yōu)良的物理性能和廉價(jià)的成本，已經(jīng)在世界范圍內(nèi)的建筑外墻外保溫外掛技術(shù)中被廣泛使用。外掛技術(shù)是采用粘接砂漿或者是專用的固定件，將保溫材料貼、掛在建筑外墻上，然后抹抗裂砂漿，壓入玻璃纖維網(wǎng)格布，使其形成保護(hù)層，最后加做裝飾面。

2.聚苯板與墻體一次性澆灌成型

把聚苯板內(nèi)放于建筑模板里，在即將澆灌的墻體外側(cè)隨后澆灌混凝土，就這樣，混凝土用聚苯板一次性澆灌成型為復(fù)合墻體。該方法解決了外掛式建筑外保溫的主要問(wèn)題，則優(yōu)勢(shì)非常明顯。鑒于外墻主體與保溫層一次成活，所以工效提高，工期大為縮短，而且施工人員的安全有了保證。在冬季施工時(shí)，聚苯板起著保溫作用，可減少外圍圍護(hù)保溫措施。

3.聚苯顆粒保溫料漿的外墻外保溫

把廢棄的聚苯乙烯塑料（簡(jiǎn)稱EPS），加工破碎成0.5～4 mm 的顆粒，作為輕集料來(lái)配制保溫砂漿。此技術(shù)包含保溫層、抗裂防護(hù)層和抗?jié)B保護(hù)層（或是面層防滲抗裂二合一砂漿層），其中ZL 膠粉聚苯顆粒保溫材料和技術(shù)，是當(dāng)前被廣泛認(rèn)可的建筑外墻外保溫技術(shù)。同時(shí)該方法解決了別墅外墻外保溫工程中，因使用條件惡劣造成界面層易脫落空鼓、面層易開(kāi)裂等問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)別墅外墻外保溫技術(shù)的重要突破。與別的建筑外墻外保溫相比，在達(dá)到同樣保溫效果的情況下，其成本較低，從而可降低房屋建筑造價(jià)。

4.屋頂?shù)墓?jié)能設(shè)計(jì)

屋頂是別墅的第五立面，對(duì)別墅造型起著重要作用。別墅做斜坡頂屋面，可借助屋面坡度與日照斜率相接近的特點(diǎn)，在維持平屋面日照間距的條件下，既取得了改變建筑輪廓、有效地解決了屋面防水和擴(kuò)大屋頂部位使用空間的效果；也減少了建筑之間的日照間距，節(jié)約了建設(shè)用地。平屋頂可采用北向的退臺(tái)，既獲得露天活動(dòng)空間，也可縮小日照間距。

四、別墅門窗的節(jié)能設(shè)計(jì)

別墅門窗是薄壁輕質(zhì)構(gòu)件，通過(guò)門窗傳熱和其縫隙空氣滲透的耗熱量約占整個(gè)住宅建筑耗熱量的50%，因此，外門窗是別墅節(jié)能的重點(diǎn)。

1.合理控制窗墻面積比

窗墻面積比是指住宅窗口面積與房間立面單元面積的比值?！睹裼媒ㄖ?jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)不同朝向的住宅窗墻比作了嚴(yán)格的規(guī)定，指出北向、東西向、南向的窗墻面積比分別不應(yīng)超過(guò)0.25、0.3、0.35。因此，從地區(qū)、朝向和房間功能出發(fā)，應(yīng)選擇適宜的窗面積，同時(shí)應(yīng)強(qiáng)調(diào)東西南北開(kāi)窗有別，是通過(guò)減少北側(cè)窗的面積來(lái)減少熱量的損失。

2.提高外門窗的氣密性

提高外門窗的氣密性，是減少室外冷熱空氣滲入室內(nèi)的一個(gè)重要措施。如采用平開(kāi)門窗和大塊玻璃窗扇，以減少扇與框、扇與扇、扇與玻璃間的縫隙，并在縫隙中嵌入密封膠條。在門窗框與墻間的縫隙，用保溫砂漿或泡沫塑料等材料來(lái)填充密封，使從門窗滲入的冷空氣減少，提高氣密性。

3.使用新型材料，改善門窗的保溫性能

采用熱阻大、能耗低的節(jié)能材料制造的新型保溫節(jié)能門窗如塑鋼門窗可大大提高其熱工性能。同時(shí)還有特別注意玻璃的選材，單層玻璃本身的熱阻很小，在寒冷地區(qū)可采用雙層或三層玻璃。隨著科技的飛速發(fā)展，目前已開(kāi)發(fā)出一些新型的節(jié)能玻璃，如中空玻璃、吸熱玻璃等，在造價(jià)允許的條件下應(yīng)積極采用。

五、可再生能源的利用

1.太陽(yáng)能的應(yīng)用

地球攔截的太陽(yáng)能輻射相當(dāng)于目前全球電力消費(fèi)量的1500倍，而在現(xiàn)有技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件下可供開(kāi)發(fā)利用的太陽(yáng)能，只占理論資源量的很小一部分。太陽(yáng)能在暖通空調(diào)中的應(yīng)用主要有太陽(yáng)能采暖和太陽(yáng)能制冷兩個(gè)方面。

（1）太陽(yáng)能采暖

太陽(yáng)能采暖用電作為輔助能源，驅(qū)動(dòng)用太陽(yáng)能加熱的水在管道中循環(huán)流動(dòng)向房間供熱。