高層民用建筑設(shè)計中綠色建筑設(shè)計的應(yīng)用

付曉會

【摘? 要】隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國的高層建筑的發(fā)展也有了進(jìn)步。人們在注重建筑質(zhì)量和安全的同時，對于建筑居住環(huán)境提出了更高的要求。基于這種新形勢下，綠色建筑概念被提出，其是運用綠色節(jié)能環(huán)保型的材料來進(jìn)行建筑施工，充分的運用自然資源，在施工過程中降低對周圍環(huán)境的影響，有效的降低建筑能耗，并通過為人們打造一個更健康、安全、節(jié)能和環(huán)保的居住環(huán)境。因此在當(dāng)前高層建筑設(shè)計過程中，需要重視綠色建筑設(shè)計理念的應(yīng)用，以此來提升高層民用建筑的生態(tài)化水平。

【關(guān)鍵詞】高層;民用建筑設(shè)計;綠色建筑設(shè)計;應(yīng)用

引言

隨著時代的發(fā)展，當(dāng)今社會的建設(shè)與發(fā)展已趨向于綠色經(jīng)濟(jì)及可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。在這種大形勢下，綠色建筑也隨之成為現(xiàn)代化建筑發(fā)展的主流。將綠色建筑設(shè)計理念融入高層民用建筑的設(shè)計工作中，可以更好地滿足綠色生態(tài)發(fā)展的需求。對高層民用建筑的選址、規(guī)劃和技術(shù)應(yīng)用等方面進(jìn)行設(shè)計，不斷開拓其節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的新途徑，促進(jìn)高層民用建筑設(shè)計不斷向著現(xiàn)代化、科學(xué)化的方向發(fā)展。

1.綠色建筑技術(shù)應(yīng)用的意義

改革開放以來，中國經(jīng)濟(jì)以驚人的速度發(fā)展，人民生活水平和綜合國力大大提高。而建筑業(yè)作為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)之一，為我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。但同時建筑業(yè)也一直是一個資源消耗高、環(huán)境污染大的行業(yè)。據(jù)調(diào)查研究，人類從自然界獲得的材料和原材料有一半以上用于建筑及相關(guān)工程建設(shè)，全球能源約50%用于建筑建設(shè)。此外，建筑垃圾在人類活動產(chǎn)生的垃圾總量中所占比例較高，隨著建筑面積的不斷擴(kuò)大，耕地面積急劇減少，自然環(huán)境遭到破壞。建筑對人們生活環(huán)境和自然環(huán)境的影響是顯而易見的。并且伴隨我國一些建筑設(shè)計不科學(xué)、不合理，以及使用高能耗的建筑材料，從而造成建筑造價高，維修費用高，功能不全等問題，推進(jìn)綠色建筑設(shè)計勢在必行。在所有民用建筑中，住宅建設(shè)量大面廣，且關(guān)系到廣大城市居民的切身利益。據(jù)2019年全國建筑業(yè)發(fā)展統(tǒng)計分析，我國建筑業(yè)房屋竣工面積構(gòu)成情況中，住宅竣工面積占比最大，為67.3%。同時，住宅建筑要求投入大量資金、土地和建材等資源，因此，如何根據(jù)我國國情合理的使用有限的資金和資源，滿足廣大人民對住房的要求，提高城市住宅功能質(zhì)量，需要建筑師在加快綠色建筑設(shè)計在民用住宅建筑設(shè)計中的應(yīng)用中尋找答案。

2.我國綠色建筑設(shè)計的研究現(xiàn)狀

21世紀(jì)初期，我國開始對綠色建筑體系進(jìn)行研究。在國外綠色建筑評價體系的影響下，我國學(xué)者對綠色建筑體系進(jìn)行了大量的研究工作，與國外綠色建筑評價體系的特點進(jìn)行對比，找到我國綠色建筑體系的差異和不足之處，并對我國的評價方式、評價對象、評價結(jié)果以及權(quán)重進(jìn)行重新劃分。我國的綠色建筑評價體系在逐步地構(gòu)建和完善，對于它的研究主要關(guān)于綠色建筑評價的指標(biāo)和內(nèi)容上，需要完善的主要內(nèi)容包括評價內(nèi)容、評價形式、權(quán)重劃分等，并對綠色建筑體系的建筑類型區(qū)分、全壽命周期和地域特征劃分提出了建議。我國綠色建筑評價體系建筑類別也在逐步地擴(kuò)展，在原來的基礎(chǔ)上建筑類型的評價有了拓展。根據(jù)不同類型建筑物的特點做出不同的評價，掌握多種評價工具，對所評價的建筑類型形成評價體系，并將指標(biāo)體系劃分、指標(biāo)體系的適宜性以及評價結(jié)果的權(quán)重等進(jìn)行對比研究，為沒有進(jìn)行形成評價體系的建筑類型提供參考。與傳統(tǒng)建筑評價體系相比，綠色建筑評價體系的指標(biāo)權(quán)重得到了優(yōu)化。綠色建筑評價指標(biāo)主要包括優(yōu)選項、控制項和一般項，對于具體的評價指標(biāo)沒有賦予相應(yīng)的權(quán)重系數(shù)，我國評價體系指標(biāo)權(quán)重劃分主要參考國外的研究成果，并結(jié)合跨學(xué)科的研究方法，對指標(biāo)體系的權(quán)重關(guān)系進(jìn)行優(yōu)化，建立適合我國當(dāng)前國情的評價指標(biāo)模型。根據(jù)具體情況，采用國外先進(jìn)的權(quán)重劃分方法，在應(yīng)用數(shù)學(xué)中統(tǒng)計學(xué)的知識可以降低主觀因素的干擾，使評價更加客觀和合理。我國傳統(tǒng)建筑具有悠久的歷史，它對現(xiàn)代的建筑設(shè)計具有重要的借鑒意義。地域性綠色建筑應(yīng)根據(jù)自身的特征，吸取傳統(tǒng)建筑中的設(shè)計策略和方法，使復(fù)雜的數(shù)據(jù)計算變得簡單，更容易操作。在進(jìn)行地域性綠色建筑設(shè)計時，應(yīng)詳細(xì)分析當(dāng)?shù)氐娜宋?、?jīng)濟(jì)、氣候、資源等多方面因素對其的影響，對它們的影響的重要程度進(jìn)行排序，從而構(gòu)建地域性綠色建筑評價權(quán)重體系。

3.高層民用建筑設(shè)計中綠色建筑設(shè)計的應(yīng)用

3.1合理選擇建筑基址

在高層民用建筑選址時，具體要與項目所在的地形地貌、地質(zhì)條件、自然環(huán)境和氣候等因素相結(jié)合，確保建筑基址選擇的科學(xué)性和合理性。在具體設(shè)計過程中需要重視場地現(xiàn)有條件的利用，并要與工程所在地具體的地形地勢相結(jié)合來完成地下空間的設(shè)計，盡可能的減少土石方量。在設(shè)計時還要重視場地環(huán)境可能會對建筑本體帶來的不利影響，確保項目場地內(nèi)沒有危險源和電磁輻射等危害。在綠色建筑設(shè)計過程中，建筑綠色性能的一個重要指標(biāo)即是場地環(huán)境噪音，為了實現(xiàn)對場地環(huán)境噪音的有效控制，具體可以采用隔聲板、種植喬木隔聲帶等降低場地噪音，在具體選址時還需要對場地周邊噪音進(jìn)行測量和分析，確保建筑所處環(huán)境的噪音在標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)。在具體設(shè)計工作中，設(shè)計人員還需要針對周圍生態(tài)環(huán)境進(jìn)行了解，明確高層建筑施工對生態(tài)環(huán)境可能帶來的不利影響，并積極制定科學(xué)合理的措施來實現(xiàn)對周邊生態(tài)環(huán)境的有效保護(hù)。特別是在施工過程中要盡可能的避免填砂造地或是砍伐植被的情況發(fā)生。由于高層建筑地基開挖深度較大，這必然會對自然土壤帶來嚴(yán)重的破壞，具體可以通過應(yīng)用凈地表層土回收來進(jìn)行生態(tài)補(bǔ)償。另外，在選址之前，還需要針對生態(tài)環(huán)境進(jìn)行有效的評估，盡量降低高層建筑對周邊風(fēng)環(huán)境和光環(huán)境帶來的影響。

3.2地源熱泵設(shè)計

我國雖是能源大國，但是我國人口基數(shù)比較大，對于能源的需求量在不斷地增加。因此，民用住在建筑在設(shè)計時設(shè)計師要考慮對可再生能源的作用。我國現(xiàn)在開發(fā)利用比較多的可再生的清潔能源有風(fēng)能、太陽能等。民用住宅建筑的設(shè)計過程中可以充分利用太陽能。通過合理的技術(shù)手段，將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，為建筑在后期使用提供源源不斷的熱水。同時，太陽能可以通過科學(xué)技術(shù)手段轉(zhuǎn)化為電能，從而供給建筑使用。地源熱泵設(shè)計作為一種新的設(shè)計方案，可以有效地提高能源利用率，地源熱泵工程可以儲存和釋放熱能來調(diào)節(jié)建筑溫度。鑒于室內(nèi)外空氣溫差大，可保證局部溫度穩(wěn)定。地源熱泵可以儲存太陽溫度，白天獲取太陽能，晚上在低溫下釋放熱量，實現(xiàn)建筑內(nèi)的溫度平衡。地源熱泵設(shè)計可以有效緩解南方建筑不供暖的問題，也可以減少北方建筑的供熱損失。據(jù)調(diào)查，采用地源熱泵設(shè)計方案的建筑能耗比普通建筑低20%，空調(diào)利用率低15%。結(jié)合綠色建筑材料（提高隔熱性能），降低地源熱泵的熱損失，延長使用壽命，保證節(jié)能效益。與地源熱泵技術(shù)類似，太陽能熱水技術(shù)是一種建筑給水系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)。利用太陽能為建筑供水系統(tǒng)提供實時熱能，提高供水初始水溫，降低熱水器使用頻率和電能損耗。地?zé)崮鼙玫男略O(shè)計方案在綠色建筑設(shè)計過程中也起著非常重要的作用。它可以大大提高有效能利用率，開展地?zé)崮苡行Ю霉ぷ鳎欣跓崮艿膬Υ婧歪尫?，調(diào)節(jié)建筑物的溫度，地?zé)崮鼙冒滋靸Υ嫣柕臏囟群蜔崃?，而夜間低溫放熱時，內(nèi)部建筑的溫度基本處于平衡狀態(tài)。該設(shè)計方案特別適用于南方冬季不供暖，提高能源利用率。也可用于北方，減少部分采暖能耗，有效保證能源的解決。新能源的使用已經(jīng)融入我們的生活。我國建筑屋頂大多采用太陽能發(fā)電設(shè)備覆蓋，提高了太陽能資源的利用效果，特別是太陽能資源具有來源廣、設(shè)備簡單的特點。光伏一體化建筑的開發(fā)利用已成為建筑節(jié)能研究的新熱點。在工作中，可以采用墻體、屋頂、門窗等新材料，以及合理的光伏發(fā)電和輸電設(shè)備，使建筑的能源供應(yīng)鏈更加清潔，在一定程度上提高了太陽能的利用率，使建筑更加經(jīng)濟(jì)。此外，風(fēng)能，也是新能源開發(fā)利用中非常重要的一環(huán)。設(shè)備簡單，安裝效率高。它還可以使風(fēng)能和太陽能發(fā)電裝置得到綜合利用，緩解了原有單一模式。

3.3綠色建筑設(shè)計中建筑結(jié)構(gòu)、朝向、間距的設(shè)計要點

在建筑設(shè)計中，建筑體型系數(shù)需要保持在一個合理的范圍之內(nèi)。相關(guān)研究顯示，每增加0.01體形系數(shù)，熱耗指標(biāo)提高2.5%，所以我們需要保持0.3以下的建筑體形系數(shù)。目前，在建筑設(shè)計中，采用改變建筑體形結(jié)構(gòu)參數(shù)的方法來減少建筑面積的長度和深度，提高建筑高度是關(guān)鍵。體型和內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜的建筑類型不利于建筑節(jié)能設(shè)計的應(yīng)用。在建筑實施的設(shè)計工作中，應(yīng)注意減少建筑結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，降低能耗。另外，在建筑節(jié)能方面也應(yīng)注意它關(guān)系到經(jīng)濟(jì)設(shè)計的發(fā)展方向。當(dāng)建筑朝向南北方向時，一般能耗較低。如果條件允許，建筑設(shè)計可以朝南設(shè)計。還應(yīng)考慮不同地區(qū)的季風(fēng)方向。華南地區(qū)建筑方向應(yīng)保持和夏季45°季風(fēng)的方向相對。角度過大或過小都會影響節(jié)能效果的方向，還要注意建筑物之間的距離。距離越遠(yuǎn)，曝光面積越大，有利于節(jié)能環(huán)保。然而，隨著現(xiàn)代人口的增加，建設(shè)用地日趨緊張。在擴(kuò)大距離的同時，可能會出現(xiàn)與建設(shè)用地的總體規(guī)劃相沖突的現(xiàn)象，這樣可以合理改善設(shè)計形式，或降低建筑高度，進(jìn)而解決這一問題。

3.4在采光設(shè)計中的應(yīng)用

在開展高層民用住宅的設(shè)計工作中，采光設(shè)計是其中最為關(guān)鍵的設(shè)計環(huán)節(jié)，因高層民用住宅有別于其余民用住宅，它們的較大差異在于住宅建筑的樓層、朝向、格局等方面，且因樓層及格局方面的不同，使屬于同一高層中的各個房間在日照強(qiáng)度、光照時間等方面也不盡相同。可見，在采光設(shè)計時應(yīng)考量諸多因素，此時若想將綠色建筑設(shè)計理念運用在高層民用住宅設(shè)計上，則住宅設(shè)計人員應(yīng)運用現(xiàn)代化儀器對光照的特征進(jìn)行分析，并借助先進(jìn)的計算分析技術(shù)對高層住宅建筑與周圍建筑之間的距離進(jìn)行計算，以此實現(xiàn)對高層民用住宅各個房間日照方面的良好保證。此外，應(yīng)將陽光室理念融入到住宅陽臺的設(shè)計中，合理設(shè)置陽臺高度。在對陽臺進(jìn)行設(shè)計時，盡量使用大面積的玻璃窗，使陽光可以充分照射到室內(nèi)，加大室內(nèi)自然風(fēng)的流通程度。陽臺采光是否充足主要體現(xiàn)在玻璃建材的使用上，但是過多的使用玻璃建材會使室內(nèi)的保溫效果降低。通過使用多層或者雙層玻璃的方式可以使室內(nèi)溫度得到保持，同時加設(shè)窗簾不僅可以起到保溫的作用，而且可以使陽光直射等問題得到控制。

4.結(jié)語

總而言之，民用住宅建筑在設(shè)計的過程中要充分運用綠色環(huán)保設(shè)計理念。結(jié)合建筑建設(shè)地理位置的主要特點，科學(xué)合理的設(shè)計建筑的整體結(jié)構(gòu)。同時，民用建筑在設(shè)計的過程中要實現(xiàn)對資源的合理利用，全面提升能源的利用率。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對于建筑功能性以及舒適性要求越來越高，在滿足人們居住需求的同時，設(shè)計師要將綠色建筑理念融入建筑的設(shè)計中。此外，綠色建筑設(shè)計最大化呈現(xiàn)出一種現(xiàn)代化的建筑時尚氣息與簡約美觀的綠色建筑造型，這種追求可持續(xù)發(fā)展的設(shè)計理念對于建筑工程的實踐具有積極的推動意義。

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