养老建筑绿色设计优化措施

邓延鹏

深圳市物业国际建筑设计有限公司广东深圳518000

摘要：随着我国老龄人口的快速增长,以及政府对绿色建筑的重视，将养老建筑引导走向绿色养老建筑具有积极意义。文章针对老年人特点和需求,分三个部分探讨优化养老建筑绿色设计的策略,旨在为养老建筑开发与设计提供有科学价值的借鉴。

关键词：养老建筑；绿色设计；数据分析

引言

目前，我国人口老龄化问题日益凸显，自2000年起，已正式步入人口老龄化社会。但相对于发达国家，我国在对步入老龄化社会的准备明显不足，原有的建筑设计已经无法满足老年人对居住建筑的要求。近年来，为了向老年人提供更好的服务，越来越多的建筑设计者已开始将绿色理念运用到养老建筑设计中，以使老年人的养老环境能达到安全与方便、舒适与健康的效果，并且在不断优化。

1.生态性

理想的养老社区是一个城市建筑与自然有机融合的宜居新城，设计中关注生态系统的独立性与可持续性，区域内坚持集约开发模式，为绿化植被提供必要的生长条件。建筑单体应秉承与环境共融的设计理念，结合当地气候条件，提供给老年人出门即享的优美环境。生态型环境设计既可节省运营费用、增加项目亮点，还可让使用者生理和心理均获得愉悦的体验。

基于海绵城市的建设理念，景观设计提倡构建绿植与生态水处理相结合的景观系统，运用径流捕捉、雨水收集、景观化绿植处理、雨水利用等生态技术（见图1）。建筑应与景观一体化设计，采用立体绿化（屋顶、墙体、阳台及庭院绿化等），其优点如下。

图1生态景观系统构建

（1）保温隔热屋顶绿化可有效避免阳光直射并保温隔热。据实测，在夏季，有绿化的屋面（墙面）比未绿化屋面（墙面）的外表面温度平均低5℃左右，有效降低了空调能耗。

（2）滞尘研究显示，花园式屋顶的平均滞尘量为12.3g/（m2?年），普通绿化平均滞尘量为8.5g/（m2?年）。

（3）调节小气候在同样的阳光辐射条件下，相较于绿植，建筑物升温快、吸热多、蒸发量少，这是导致城市热岛效应的重要原因。

（4）保护建筑结构及防水屋顶绿化在合理承载设计的前提下，可有效降低建筑屋面结构及材料的热胀冷缩变化幅度，延缓建筑结构及屋面材料的老化。

（5）心理调节景观与建筑一体化设计在带来娱乐和休憩环境的同时，还有利于老年人身心健康，增添老年生活情趣。

3.健康性

养老建筑的健康性主要体现在3方面：①城市发展的健康，即通过合理的街区尺度、清晰的规划结构、复合的功能体系及丰富的空间类型等要素，实现宜居的园林化城市样板；②人居建筑的健康，通过绿色化系统、智能化楼宇控制等方式，降低能耗并提高使用人群的舒适度；③老年人的身心健康，通过上述两者提供给老年人健康的生活环境，确保每位老年人全周期的生命健康。

目前，国内外对健康建筑具有较为明确的定义，虽各有侧重，但基本理念一致。美国WELL健康建筑评价体系主要测量、认证和监测空气、水、营养、光线、健康、舒适和精神等影响人类健康和福祉的建筑环境特征；德国DGNB绿色建筑评估体系主要考察热舒适、室内空气品质、声环境、视觉、用户控制、室外环境等要素；我国《绿色建筑评价标准》中与健康相关的要素包含室外噪声、场地风环境、声环境、光环境、热湿环境、空气品质等，而《健康建筑评价标准》则从空气、水、舒适、健身、人文、服务等方面对健康建筑进行评价。综上所述，空气和采光在各类标准中均占据重要地位，以下就这2点进行详细阐述。

3.1自然通风与实际设计的矛盾

自然通风是改善室内空气品质、节约能耗的重要手段，为保证自然通风，各种建筑设计标准均对通风开口面积及房间进深作出规定，但这并不能保证自然通风质量。很多养老建筑因客观因素制约，户型设计无法实现南北通透，不能有效利用风压形成“穿堂风”，可在卫生间设置通风竖井以形成足够热压，不仅能带走卫生间的污染物，且有利于热压形成，促进自然通风，既改善室内空气质量又节约能耗。

一般项目很难实现精细化设计，仅将各层竖井通风口面积设计成统一标准，导致高层房间内通风量不足而低层房间内通风量过大。为保证各层风压维持在合理范围，低层房间开口面积应相对较小，随着层数增加，开口面积逐渐增大。如图2所示，某项目在方案阶段通过数据分析辅助建筑设计，通过量化分析各层风压和通风量确定各层开口面积，使室内在过渡季（一般建筑需要开空调的时候）能通过自然通风将温度控制在25.2~26.5℃，换气次数达到3.5~4.3次/h，高于标准要求的2次/h，在获得更高舒适度的同时还节约了空调能耗。

图2数据分析确定各层开口面积

3.2集中新风系统过滤形式的优劣对比

研究表明，室内环境质量的提升可有效降低呼吸道传染病的发病率，随着北方城市的雾霾问题加重，人们越来越关注新风系统的过滤效果，而老年人对空气质量的敏感度更高。目前，新风过滤处理系统分3种：①分布式的新风处理，一般居住建筑均采用此方法；②在新风机组处集中处理再送入室内；③集中预处理加末端风口处理。3种系统的比较如表1所示。

3.3室内污染物浓度控制与设计新风量的矛盾

考虑到建筑节能，新风系统一般配备全热交换机组，目前常用的全热交换机组分为转轮式和膜式。全热回收机组在使用时因有质交换，必然造成室内污染物回流，此时若设计污染物监测体系与新风系统联动，系统会持续增大新风量以降低污染物浓度，导致送风沿程阻力增大，使空调系统在非设计工况下运行，增加了能耗。如图3所示，可通过示踪气体来监测不同形式回收机在新风量一定情况下的污染物回流情况。

转轮式全热回收机约有25%的二次污染物回流，膜式则是8%。设计时，在保证空气品质的情况下，转轮式回收机需增加43%的新风量，而膜式仅增加10%，由此可认为采用聚合物膜式全热回收机组是一种相对更优的方式，设计时应优先考虑。

图3不同形式回收机的污染物回流对比

表13种新风过滤处理系统对比分析

3.4自然采光设计中的注意事项

自然采光效果主要从采光数量和质量2方面评价。我国设计标准对采光数量（如采光系数、照度等）有较为详细的要求，但对采光质量（如视野、眩光、均匀度等）要求较少。老年人因视力下降，养老建筑设计需更关注采光质量，故应通过量化分析的手段分析采光质量以辅助建筑设计，使其同时满足采光数量和质量的要求。

提高自然采光与防眩光在实际设计中是矛盾的，室内应尽量减少太阳直射光，避免眩光发生，尽可能增加漫射光，提高采光效果，为达此目的可采用以下解决办法：①选用可调遮阳形式，如内遮阳、外遮阳、电致变色玻璃等；②选用不可调遮阳形式，如反光板等。

如图4所示，项目中对反光板使用进行分析，合理的采光板宽度（0.75m）和适当的选材（剖光铝合金）可使采光进深增加2~3m，并使内区采光效果加强。遮蔽了太阳直射光，外区眩光面积减少82%，避免了室内眩光。设计使屋内采光均匀度从0.5提高到0.7以上，光环境更加舒适。室内设计中应针对自然采光运用计算机辅助精细化设计（见图5），且根据具体情况差别化设计外窗面积、遮阳形式及材质等。

图5自然采光模拟分析

4.智慧性

大多数人认为老年人接受能力不强，但实际上他们更愿接触新事物，学习新知识。智慧型生活空间不仅使其生活便利，也使其心情愉悦，更重要的是管理效率大大提高、运行成本相应降低，有效的数据分析还可为项目持续推进提供基础。智慧型养老建筑应达到环境健康舒适、管理高效便捷、运行绿色经济、建筑智能可感知的标准，通过物联网、大数据和智能控制技术可实现此目标。

（1）物联网技术把不同厂家、不同通信协议的系统整合到统一环境下，实现互联互通，统一管理。

（2）物联网获得的信息通过大数据分析分类处理，发现关联性和潜在问题，提出适度的改进建议以修正自控参数。

（3）核心逻辑算法可控制养老建筑内的设备，有效提高舒适度、延长使用周期、减少维护成本、降低运行费用。

目前，我国智慧建筑发展迅速，功能越来越强大，但在系统控制和数据分析方面与欧美发达国家尚有一定差距（见图6）。机电设计与产品自控设计脱钩，而国内建筑设备调适工作又未普及，使用过程中无法发挥设计优势。

以某项目为例，在不改变任何硬件的前提下以某建筑中2层楼作为试验对象，更改其空调控制逻辑。根据VAV末端的负荷变化对VAV系统进行高等控制策略修正后，自动调整风道中的静压设定，AHU风机自动变频以维持静压设定点，最大程度降低风压阻力和风机转速。经全年实测，与相同面积、使用功能、作息时间的其他区域对比，试验区风机系统节能达15%，年节约电费约160万元，与传统定静压法控制逻辑相比，节能率可达20%~45%。

图6智慧建筑在国内外的应用现状对比

5.结语

总的来说，我国养老建筑在绿色设计方面有着很大的上升空间。在养老建筑设计中，应采用分析计算、模拟预测等精细化设计手法监测实际使用情况，指导建筑设计，使项目达到更好的使用效果，实现更低的能源消耗，为老年人营造一个舒适、温馨的养老环境。希望本文的探索对今后养老建筑的建设起到一定积极作用，为养老服务的发展开辟新的方向，进一步促进我国养老建筑设计上升到新的高度。

参考文献

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