綠色建筑設(shè)計(jì)在高層建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

吳楚明

【摘要】近年來我國建筑行業(yè)發(fā)展態(tài)勢良好，高層建筑越來越多，在綠色節(jié)能理念下廣泛推行綠色建筑設(shè)計(jì)。在高層建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用綠色設(shè)計(jì)理念能夠有效推進(jìn)人與自然和諧共處，提升建筑使用舒適性，滿足人們越來越高的居住需求。本文將就綠色建筑設(shè)計(jì)原則展開分析，著重探討綠色建筑設(shè)計(jì)在高層建筑設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用。旨在通過本文理論論述為今后綠色建筑設(shè)計(jì)的廣泛推廣提供有效參考。

【關(guān)鍵詞】綠色設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)原則 高層建筑

由于城市化發(fā)展的不斷加快使城市建筑越來越擁擠，因此高層建筑成為建筑設(shè)計(jì)的重要類型。高層建筑對城市空間結(jié)構(gòu)完善有著重要作用，在綠色節(jié)能理念下，實(shí)現(xiàn)高層建筑的綠色設(shè)計(jì)已成為我國建筑行業(yè)重要的趨勢。綠色建筑設(shè)計(jì)有利于人們工作和居住環(huán)境更加健康、舒適，實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共處。本文將以綠色建筑設(shè)計(jì)原則為出發(fā)點(diǎn)，對高層建筑的綠色設(shè)計(jì)展開詳細(xì)論述。

一、綠色建筑設(shè)計(jì)原則

采用綠色建筑設(shè)計(jì)要注重該設(shè)計(jì)的幾個中心原則：

1.可持續(xù)發(fā)展原則

應(yīng)用綠色建筑設(shè)計(jì)首先要遵循可持續(xù)發(fā)展原則。設(shè)計(jì)思維要具有高度理性，保證設(shè)計(jì)過程和施工過程具有科學(xué)性和合理性，實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)和環(huán)境保護(hù)有機(jī)結(jié)合，保證經(jīng)濟(jì)、環(huán)境與社會三方面利益的共同實(shí)現(xiàn)。

2.周期性原則

綠色建筑設(shè)計(jì)要重視周期問題的控制。在設(shè)計(jì)應(yīng)用中對綠色建筑規(guī)劃、施工以及后期管理進(jìn)行全周期控制。只有保證規(guī)劃設(shè)計(jì)階段、現(xiàn)場施工階段以及最后的運(yùn)營管理階段的全周期具有健康、節(jié)能作用，才能真正達(dá)到“綠色的，健康的”建筑目的[1]。

3.自然性原則

要充分利用建筑周圍的自然條件，結(jié)合地形、地貌以及各類資源實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)和環(huán)境保護(hù)。要充分考慮建筑當(dāng)?shù)氐膶?shí)際環(huán)境，再確定建筑的朝向設(shè)計(jì)以及合理布局。同時要盡量實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)共處，減少廢物排放，實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)。

4.資源合理利用原則

要對各類資源進(jìn)行合理利用，在降低環(huán)境破壞的同時實(shí)現(xiàn)綠色建筑設(shè)計(jì)。要對建筑的整體設(shè)計(jì)以及管理實(shí)行創(chuàng)新應(yīng)用，優(yōu)化各個環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)材料、技術(shù)、設(shè)備的優(yōu)化配置[2]。只有對資源的合理利用才能避免出現(xiàn)資源浪費(fèi)現(xiàn)象，通過可再生資源利用和清潔能源應(yīng)用實(shí)現(xiàn)綠色建筑設(shè)計(jì)。

二、綠色建筑設(shè)計(jì)在高層建筑設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用分析

近年來高層建筑成為我國建筑行業(yè)中的重要建筑形式，在高層建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用綠色建筑設(shè)計(jì)已成為必然趨勢。以廣東省佛山市某一高層建筑設(shè)計(jì)為例，在設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用綠色建筑設(shè)計(jì)理念，并取得良好成果。下面將結(jié)合此工程實(shí)例對綠色建筑設(shè)計(jì)展開具體分析。

1.高層建筑設(shè)計(jì)中綠色建筑指標(biāo)體系

該高層建筑在設(shè)計(jì)規(guī)劃階段積極引進(jìn)綠色建筑設(shè)計(jì)理念，并制定了綠色建筑指標(biāo)體系，以實(shí)現(xiàn)該高層建筑全過程施工與管理的有序性，最終實(shí)現(xiàn)綠色建筑[3]。具體指標(biāo)情況如下圖 1 所示：

圖1 綠色建筑設(shè)計(jì)指標(biāo)體系

2.高層建筑整體設(shè)計(jì)

在高層建筑的整體設(shè)計(jì)中應(yīng)用綠色建筑設(shè)計(jì)，可以從兩個方面入手：①高層朝向設(shè)計(jì)。應(yīng)用綠色建筑設(shè)計(jì)，結(jié)合經(jīng)緯度以及太陽輻射影響，對建筑朝向進(jìn)行合理調(diào)整。在進(jìn)行設(shè)計(jì)前期要對建筑環(huán)境進(jìn)行仔細(xì)調(diào)查，對日照情況準(zhǔn)確把握，實(shí)現(xiàn)建筑合理定位。例如，環(huán)境溫度不高地區(qū)要盡量使高層建筑滿足采光需求，使朝南方向窗戶面積增大，縮小北向開窗面積[4]。②高層建筑形狀設(shè)計(jì)。在綠色建筑設(shè)計(jì)理念下，高層建筑設(shè)計(jì)形狀要注重其科學(xué)性，結(jié)合熱散失比值以及體系系數(shù)，進(jìn)行形狀設(shè)計(jì)。高層建筑的形狀越大，則會造成越多的熱量散失，因此要注重對建筑平面設(shè)計(jì)。例如，在高層建筑設(shè)計(jì)時進(jìn)行空中庭院設(shè)置，實(shí)現(xiàn)建筑自然通風(fēng)，既滿足建筑需要，也滿足節(jié)能需要。

3.高層建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻設(shè)計(jì)

高層建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻設(shè)計(jì)中，應(yīng)用綠色建筑設(shè)計(jì)主要是從建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)出發(fā)。由于高層建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)區(qū)別于磚石結(jié)構(gòu)，以剪力墻和混凝土為主，填充過程十分重要。針對填充物來講，要實(shí)現(xiàn)綠色建筑設(shè)計(jì)，要保證材料具有質(zhì)地輕、保溫性能好的特征[5]。以廣東省某佛山市高層綠色節(jié)能建筑來看，主要采用擠塑聚苯板作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫。圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工參數(shù)：

外墻平均傳熱系數(shù)Km=0.84W（m2`K）

屋面平均傳熱系數(shù)Km=0.51W（m2`K）

外窗傳熱系數(shù)K=2.70W（m2`K）

計(jì)權(quán)窗墻比0.19

根據(jù)計(jì)算和評估結(jié)果，節(jié)能效果如下表1所示：

表1 廣東省 佛山市 某高層綠色建筑設(shè)計(jì)項(xiàng)目能耗計(jì)算結(jié)果

在高層建筑環(huán)境溫度較低的地區(qū)，外墻主要應(yīng)采用復(fù)合墻，由于混凝土以及其他材料混合制成的空心砌塊。為提高外墻保溫性，也可以采用其他以保溫混凝土結(jié)構(gòu)為主的復(fù)合墻體。在綠色建筑的指導(dǎo)下，對材料的選擇和應(yīng)用十分重要。

4.高層建筑其他結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

綠色建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用于高層建筑設(shè)計(jì)中，還體現(xiàn)在其他幾個方面，例如對高層建筑通風(fēng)設(shè)計(jì)、窗體設(shè)計(jì)等。①高層建筑，外部風(fēng)力環(huán)境直接影響著建筑物的耗能量，特別是在氣溫不高的寒冷地區(qū)以及冬季，如果風(fēng)力過大，將會消耗掉大部分的建筑熱能。所以，在設(shè)計(jì)高層建筑的自然和通風(fēng)環(huán)境的時候，應(yīng)該結(jié)合氣候特征與地理位置，對高層建筑布局進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)。②高層建筑窗戶。玻璃窗具有傳熱大的特點(diǎn)，對人體會造成一定的冷輻射，影響著室內(nèi)的熱環(huán)境，從而降低了舒適度。所以，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)高層建筑窗戶的時候，必須選擇綠色節(jié)能方式。首先，合理設(shè)計(jì)開窗面積，保證太陽輻射能量大于熱損失，降低高層建筑耗能情況。其次，增強(qiáng)窗戶的氣密性，降低冷風(fēng)滲透，合理采購和挑選窗戶的材料，不斷強(qiáng)化窗戶自身以及周圍結(jié)構(gòu)的保溫能力和效果。

5.高層建筑自然體系設(shè)計(jì)

對于外界的自然因素，應(yīng)該進(jìn)行充分的利用，對空氣、水、綠化和土壤等自然因素要進(jìn)行合理利用，將其與建筑進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，這樣不僅能夠創(chuàng)造舒適健康的環(huán)境，還能夠降低建筑設(shè)備的使用數(shù)量，節(jié)省費(fèi)用、節(jié)約能源。在對高層建筑進(jìn)行綠色設(shè)計(jì)的時候，可以運(yùn)用太陽能技術(shù)，既無污染，還能夠節(jié)省施工費(fèi)用。

結(jié)束語：

綜上所述，綠色建筑設(shè)計(jì)在高層建筑設(shè)計(jì)中有著重要的影響作用。本文從綠色建筑設(shè)計(jì)原則和綠色建筑設(shè)計(jì)與高層建筑有機(jī)結(jié)合兩個方面展開分析，著重討論后半部分。通過本文的論述可知在高層建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用綠色設(shè)計(jì)理念要在高層建筑整體設(shè)計(jì)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻方面以及高層建筑設(shè)計(jì)的其他方面進(jìn)行全方面的應(yīng)用。另外，應(yīng)用綠色建筑設(shè)計(jì)還應(yīng)注重建筑的舒適設(shè)計(jì)與自然體系設(shè)計(jì)，促進(jìn)建筑使用更加健康，提升居住者舒適感。綠色建筑設(shè)計(jì)是我國高層建筑設(shè)計(jì)的必然趨勢，在今后的設(shè)計(jì)應(yīng)用中要積極引進(jìn)先進(jìn)理念，真正實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)與自然環(huán)境的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共處。

參考文獻(xiàn)：

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