對高層建筑低碳設(shè)計理念的思考

鄒波

摘 要：高層建筑設(shè)計環(huán)節(jié)是體現(xiàn)設(shè)計思想和價值取向的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，在提倡節(jié)能和環(huán)保的社會共識中，高層建筑設(shè)計實現(xiàn)低碳理念是設(shè)計工作的重要方向，也是高層建筑設(shè)計工作實現(xiàn)自身變革和提升的主要途徑。該研究從高層建筑低碳設(shè)計工作出發(fā)，研討了低碳理念對高層建筑設(shè)計的重要價值，結(jié)合高層建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)、風(fēng)環(huán)境、建筑選址等關(guān)鍵部位設(shè)計，提出了低碳理念應(yīng)用高層建筑設(shè)計的要點(diǎn)，希望為行業(yè)提升高層建筑低碳設(shè)計水平有所幫助。

關(guān)鍵詞：高層建筑 低碳設(shè)計 低碳理念 圍護(hù)結(jié)構(gòu) 風(fēng)環(huán)境 建筑選址

中圖分類號：TU972 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）04（b）-0081-01

低碳發(fā)展是當(dāng)今社會的發(fā)展途徑和發(fā)展策略，在這樣的共識和認(rèn)知條件下，建筑設(shè)計要將低碳理念落實在關(guān)鍵環(huán)節(jié)與關(guān)鍵要點(diǎn)之上。高層建筑設(shè)計是當(dāng)前設(shè)計工作的熱點(diǎn)和焦點(diǎn)，應(yīng)該在高層建筑設(shè)計中全面體現(xiàn)低碳理念，在把握高層建筑設(shè)計發(fā)展大方向的同時，利用設(shè)計工作獨(dú)特的優(yōu)勢提升整個行業(yè)與社會低碳發(fā)展的層次和水平。應(yīng)該在高層建筑設(shè)計的具體工作里正確認(rèn)知低碳理念的價值，要從高層建筑的重點(diǎn)能耗和結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)入手，強(qiáng)化高層建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)、風(fēng)環(huán)境、建筑選擇等方面的低碳設(shè)計，突破傳統(tǒng)建筑設(shè)計的高能耗和高排放障礙，構(gòu)建高層建筑設(shè)計的精品。

1 低碳理念對高層建筑設(shè)計的重要價值

建筑行業(yè)能耗占據(jù)社會總能耗一直處于占比較大的地位，特別是城市化發(fā)展逐步加速，生活和生產(chǎn)水平提升的背景下，我國建筑能耗的占比在2013年已經(jīng)上漲為30.14%，成為能源消耗和碳排放最大的行業(yè)。在促進(jìn)建筑行業(yè)發(fā)展和改善人民生活的綜合發(fā)展目標(biāo)社會環(huán)境中，建筑行業(yè)能耗和碳排放成為一道難題，發(fā)展離不開能源消耗，人民生活改善需要提高碳排放，而過高的能源消耗和碳排放反過來會導(dǎo)致環(huán)境的惡化和生活質(zhì)量的下降，形成了相互關(guān)聯(lián)、相互嵌套的復(fù)雜矛盾。建筑設(shè)計是控制建筑能耗和碳排放的關(guān)鍵性工作，在建筑設(shè)計中體現(xiàn)低碳思想在今天已經(jīng)刻不容緩，應(yīng)該立足于建筑設(shè)計的主要部分——高層建筑設(shè)計工作，通過低碳理念的全面滲入和體現(xiàn)構(gòu)建高層建筑低碳設(shè)計的新形式，在發(fā)揮高層建筑集約化和規(guī)?；瘍?yōu)勢的前提下，控制能耗的迅速擴(kuò)大，降低建筑行業(yè)碳排放的持續(xù)增加，取得人們生活改善、環(huán)境重建、產(chǎn)業(yè)振興等綜合的平衡點(diǎn)，在提升高層建筑低碳設(shè)計水平的同時，做到對社會、行業(yè)共同進(jìn)步的加速發(fā)展。

2 低碳理念應(yīng)用高層建筑設(shè)計的要點(diǎn)

2.1 做好高層建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計

首先，應(yīng)該做好高層建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的布局控制，一般在嚴(yán)寒區(qū)域選擇高層建筑的外部保溫維護(hù)結(jié)構(gòu)，在南方可以根據(jù)高層建筑的風(fēng)格和功能選擇內(nèi)外結(jié)合的保溫維護(hù)結(jié)構(gòu)。還應(yīng)該做好高層建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)的材料控制，應(yīng)該選擇質(zhì)地較輕的外側(cè)保溫復(fù)合材料構(gòu)成高層建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)。當(dāng)前的圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料存在著以下幾方面的缺點(diǎn)：整體性能較差、易松散、抗震能力比較差、不能承受裝修時或鑿或劉時的震動（剎斧石面層預(yù)留洞槽易出現(xiàn)冷橋）、不能承受外部裝修貼掛荷載（貼石材、安裝裝飾構(gòu)件）、墻體的表面很容易出現(xiàn)裂紋。根據(jù)瀏定結(jié)果，高層建筑中出現(xiàn)的冷橋大約要占總體熱損失的5%～13%，正因為如此，這點(diǎn)非常受到設(shè)計者的重視，要采用有效的構(gòu)造措施盡量使產(chǎn)生冷橋的可能性降到最低。除此之外，高層建筑外的圍護(hù)琦體消耗能源會比較多，大概占總體建筑能耗的25%。建筑外霉面積很主要的一個因素就形體變化。形體系數(shù)越大耗能也會越多，所以國外的很多高層建筑在設(shè)計時會設(shè)計成圓塔形。像是法國戴高樂機(jī)場的候機(jī)樓、美國洛衫磯的好運(yùn)飯店，都是設(shè)計成了圓形或者橢圓形。眾所周知，圓的周長在相同面積的所有圖形當(dāng)中是最短的，這樣能夠使建筑的外寡面積盡可能的小。所以說，為了減少能源損耗，高層建筑的形體變化不能太多，也不要過于復(fù)雜。

2.2 綜合考慮高層建筑的風(fēng)環(huán)境

風(fēng)環(huán)境對于高層建筑的能耗有著直接而重要的影響，在春夏季節(jié)里空氣流動會帶來高層建筑室內(nèi)外空氣的交換，進(jìn)而實現(xiàn)對室內(nèi)空氣、濕度的調(diào)節(jié)，這有利于降低高層建筑的能耗。在冬季高強(qiáng)度的風(fēng)力會帶來高層建筑室內(nèi)熱量的損失，進(jìn)而導(dǎo)致高層建筑能耗的增加。在高層建筑的特殊部位由于低溫，在風(fēng)環(huán)境濕度過高的情況下會出現(xiàn)高層建筑結(jié)構(gòu)冷凝水和滲水問題，不但影響高層建筑的壽命，而且也會增加高層建筑的能耗。高層建筑設(shè)計中要考慮到風(fēng)環(huán)境正反兩個方面的影響，利用風(fēng)環(huán)境中的積極因素做到對高層建筑能耗的控制，降低高層建筑的碳排放；移植和規(guī)避風(fēng)環(huán)境中的不利因素，做到對高層建筑節(jié)能和減排目標(biāo)的保證。在具體的高層建筑設(shè)計中應(yīng)該結(jié)合風(fēng)環(huán)境，建立起相互遮擋、相互掩映的新結(jié)構(gòu)，使風(fēng)力按照有利于高層建筑節(jié)能減排目標(biāo)實現(xiàn)的方式流動，做到低碳理念在高層建筑設(shè)計中的深層次應(yīng)用與體現(xiàn)。

2.3 改善高層建筑的選址

建筑選址是高層建筑設(shè)計的重要問題，要充分認(rèn)識到地理環(huán)境對高層建筑的影響。應(yīng)該在高層建筑設(shè)計中根據(jù)日常光照原理，以低碳理念為中心，準(zhǔn)確選址高層建筑的方位，確定高層建筑的朝向，避免高層建筑之間出現(xiàn)遮蔽，使高層建筑最大數(shù)量和最大范圍接受更多的日光照射。在具體的設(shè)計里應(yīng)該以夏季和冬季太陽的入射高度和角度為基礎(chǔ)，控制高層建筑選址，做到夏季高溫條件下日照量的最小化，做到冬季低溫條件下日照量的最大化，以此來控制高層建筑對溫度調(diào)節(jié)時能源的消耗，在充分保障室內(nèi)的舒適性和宜居性，做到對低碳目標(biāo)的保證。

3 結(jié)語

在低碳環(huán)保和綠色減排的社會共識條件下建筑設(shè)計要遵循節(jié)能和低碳的理念，特別在高層建筑設(shè)計工作中更應(yīng)該時間低碳的思想，明確高層建筑低碳設(shè)計的策略，通過高層建筑選址、維護(hù)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新等低碳設(shè)計方法，將低碳設(shè)計作為高層建筑設(shè)計的核心思想加以執(zhí)行，在提升高層建筑設(shè)計水平的同時，將高層建筑節(jié)能、高層建筑減排等具體目標(biāo)做到全面落實，構(gòu)建高層建筑低碳設(shè)計的新體系，以適應(yīng)建筑設(shè)計和社會發(fā)展的潮流。

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