綠色低碳住宅建筑理念在城市高層住宅設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

劉一鳴

摘? 要：當(dāng)前，二氧化碳排放量加速全球變暖和生態(tài)失衡等問(wèn)題引發(fā)各行各業(yè)的關(guān)注，低碳建筑已成為我國(guó)乃至國(guó)際的主流趨勢(shì)。在高層住宅大量建設(shè)的背景下，本文對(duì)高層住宅綠色低碳設(shè)計(jì)的必要性進(jìn)行闡述，結(jié)合高層住宅低碳設(shè)計(jì)的理念，介紹其在城市高層住宅設(shè)計(jì)中的應(yīng)用要點(diǎn)，旨在為我國(guó)高層住宅的綠色低碳設(shè)計(jì)提供思路，促進(jìn)居住環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：綠色低碳;城市高層;住宅設(shè)計(jì)

1 高層住宅綠色低碳設(shè)計(jì)的必要性

根據(jù)聯(lián)合國(guó)IPCC發(fā)布的報(bào)告，城市住房的能源需求占全球能源需求的67%以上，二氧化碳排放量占全球排放量的70%以上，遠(yuǎn)超過(guò)交通運(yùn)輸行業(yè)及手工業(yè)的碳排放量。而城市中高層住宅的容積率較高、間距較近、建筑面積較大，對(duì)能源的需求量較多，不合理的設(shè)計(jì)將加劇能源消耗和環(huán)境惡化，影響居住體驗(yàn)。隨著城市碳排放問(wèn)題的日益嚴(yán)重，高層住宅必然向低碳方向發(fā)展，以減緩全球變暖和能源危機(jī)。因此，亟需在高層住宅設(shè)計(jì)中加強(qiáng)對(duì)綠色低碳設(shè)計(jì)理念的應(yīng)用，通過(guò)節(jié)能減排設(shè)計(jì)，從平面規(guī)劃、材料選用、環(huán)保技術(shù)等方面減少化石能源等不可再生資源的利用，提高自然資源的利用率，改善城市環(huán)境，滿足住宅可持續(xù)發(fā)展的需要。

2 高層住宅綠色低碳設(shè)計(jì)的理念

2.1采用合理的建筑平面布局

高層住宅的低碳設(shè)計(jì)應(yīng)從平面布局階段就開(kāi)始考慮。從居住者對(duì)環(huán)境需求的心理學(xué)角度把控平面布局和環(huán)境空間序列。在總平面角度，重點(diǎn)關(guān)注對(duì)建筑朝向、間距、密度、容積率、人車(chē)分流、停車(chē)位、景觀綠地等指標(biāo)的規(guī)劃設(shè)計(jì);在建筑平面角度，重點(diǎn)關(guān)注功能分區(qū)、空間利用、結(jié)構(gòu)布局、交通流線、管線綜合等方面的建筑設(shè)計(jì)。在保護(hù)生態(tài)環(huán)境和提高居住環(huán)境低碳效果的前提下，開(kāi)展高層住宅的設(shè)計(jì)工作。

2.2 選用可再生無(wú)污染材料

傳統(tǒng)高層住宅建筑設(shè)計(jì)中使用的大多數(shù)材料均屬于不可再生資源。隨著高層住宅數(shù)量和規(guī)模的不斷增加，大部分建筑材料面臨枯竭，生態(tài)資源的廣泛利用嚴(yán)重影響了生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。高層住宅的低碳設(shè)計(jì)工作應(yīng)加強(qiáng)對(duì)不可再生資源的保護(hù)，做好可再生資源的研究與應(yīng)用。同時(shí)，盡量采用對(duì)人體無(wú)害的天然材料，做好材料的有毒物質(zhì)檢測(cè)。

2.3利用低碳的環(huán)保技術(shù)

在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)運(yùn)用低碳的環(huán)保技術(shù)，如通風(fēng)設(shè)計(jì)、采光設(shè)計(jì)、維護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、水循環(huán)設(shè)計(jì)、太陽(yáng)能設(shè)計(jì)等綠色低碳環(huán)保技術(shù)，可以減少高層住宅的建造能耗和使用能耗，同時(shí)對(duì)能源進(jìn)行優(yōu)化組合和重新配置。值得注意的是，低碳的環(huán)保技術(shù)包括傳統(tǒng)技術(shù)的繼承、加強(qiáng)與改良，以及新型技術(shù)的引進(jìn)、整合與創(chuàng)新。

3城市高層住宅建筑設(shè)計(jì)中低碳設(shè)計(jì)理念的具體應(yīng)用

3.1 綠色低碳整體規(guī)劃

一方面是在城市高層住宅的總平面圖規(guī)劃過(guò)程中，要在權(quán)衡建筑朝向、日照間距、通風(fēng)狀況和防火規(guī)范等要素的前提下，采取綠色低碳的布局方式，提高土地的利用率。根據(jù)建筑功能對(duì)太陽(yáng)光的需求量來(lái)決定建筑的朝向，我國(guó)的高層住宅建筑通常坐北朝南;充分利用各高層間前后左右的錯(cuò)位關(guān)系，使得日照間距滿足在房子最底層窗戶(hù)冬至日照時(shí)間不低于1小時(shí);左右間距滿足多層與多層、多層與高層、高層與高層之間的最小間距;風(fēng)向與高層建筑的夾角呈30°～60°，風(fēng)流在居住區(qū)內(nèi)呈均勻分布，避免在特殊區(qū)域內(nèi)引起風(fēng)速渦流區(qū)或形成通風(fēng)死角。從而在整個(gè)高層住宅小區(qū)內(nèi)營(yíng)造冬暖夏涼、風(fēng)速均勻的天然宜居環(huán)境，

另一方面是建筑平面圖中交通流線及平面布局的低碳設(shè)計(jì)。通過(guò)集中布置垂直交通核，合理布局起居空間、活動(dòng)空間、功能用房，精心設(shè)計(jì)管線走向、管井位置，嚴(yán)格計(jì)算一定面積下應(yīng)配備的設(shè)備數(shù)量等設(shè)計(jì)方式，做到交通高效、平面緊湊、功能合理、管裝精簡(jiǎn)。從而提高每一層住戶(hù)的建筑面積使用率，減少居住能耗。

3.2綠色低碳建筑材料

在高層住宅的低碳設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)“就近原則”優(yōu)先選擇當(dāng)?shù)氐慕ㄖ牧?，避免二次運(yùn)輸，并強(qiáng)調(diào)材料的綠色環(huán)保性能，盡可能選擇無(wú)毒材料、環(huán)保材料和可回收材料。

首先，采購(gòu)前要根據(jù)市場(chǎng)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)變化，選擇性?xún)r(jià)比較高的節(jié)能環(huán)保材料和新型綠色材料，并對(duì)不同材料的環(huán)保性能進(jìn)行比較和評(píng)價(jià);在材料進(jìn)場(chǎng)時(shí)，要嚴(yán)格審查材料質(zhì)量、供應(yīng)商的生產(chǎn)資質(zhì)證書(shū)和材料使用壽命，并做好進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收記錄。其次，施工過(guò)程和材料運(yùn)輸過(guò)程應(yīng)選擇最優(yōu)路線和堆放場(chǎng)地，避免粉塵擴(kuò)散和道路損壞。最后，對(duì)使用過(guò)程中易產(chǎn)生粉塵污染和甲醛、氡等有害氣體的鋼筋混凝土和含塵砂石等主要污染源進(jìn)行集中處理，避免隨意堆放傾倒。

3.3綠色低碳建筑技術(shù)

一是通風(fēng)技術(shù)的低碳設(shè)計(jì)。在高層建筑設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)使用CFD模擬等專(zhuān)業(yè)軟件對(duì)建筑內(nèi)外氣流進(jìn)行模擬，合理設(shè)計(jì)高層建筑的通風(fēng)流線，引導(dǎo)自然風(fēng)進(jìn)入房間，降低空調(diào)的使用頻率，以滿足用戶(hù)對(duì)房間散熱的要求。

二是采光技術(shù)的低碳設(shè)計(jì)。一方面根據(jù)高層建筑的不同朝向，調(diào)整門(mén)窗的開(kāi)啟面積及不同房間在不同季節(jié)和地區(qū)的采光度布局（如光線需求量大的南向房間，盡量選用大面積落地窗;光線需求量小的北向房間，盡量選用小面積高窗），同時(shí)加強(qiáng)門(mén)窗的氣密性設(shè)計(jì)，避免熱量流失，降低資源消耗;另一方面，可借助玻璃纖維、導(dǎo)光管、棱鏡組等天然導(dǎo)光技術(shù)將自然光引入地下空間，減少室內(nèi)照明用電。

三是水循環(huán)的低碳設(shè)計(jì)。結(jié)合海綿城市技術(shù)運(yùn)用，通過(guò)設(shè)計(jì)雨水收集系統(tǒng)和水資源回收裝置，充分發(fā)揮植被、土壤、濕地等對(duì)水質(zhì)的自然凈化作用，對(duì)住宅園區(qū)進(jìn)行雨洪管理，并對(duì)收集的雨水和生活污水進(jìn)行有效處理，實(shí)現(xiàn)水資源的回收利用，提高雨水的利用率，作為住宅園區(qū)景觀植被灌溉、車(chē)輛沖洗、路面清洗等用水，凈化社區(qū)的人居環(huán)境。

四是維護(hù)結(jié)構(gòu)的低碳設(shè)計(jì)。高層住宅的圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要功能為保溫隔熱，在設(shè)計(jì)過(guò)程中要合理設(shè)計(jì)保溫材料的鋪貼次序和鋪貼厚度;通過(guò)建筑的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，推行預(yù)制拼裝構(gòu)件的使用，從而減少不規(guī)則建筑構(gòu)件的高耗能定制，縮減現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)間;可設(shè)置外循環(huán)雙層皮幕墻、輕質(zhì)保溫外墻、建筑保溫絕熱板、隔熱水泥模板等避免出現(xiàn)熱橋、冷橋;運(yùn)用低輻射玻璃、中空玻璃等，結(jié)合反射隔熱涂料和外遮陽(yáng)系統(tǒng)，有效阻隔建筑與環(huán)境的能量交換;通過(guò)屋頂綠化和立面綠化等手段，減少有害氣體的排放;通過(guò)維護(hù)結(jié)構(gòu)與光伏發(fā)電的“一體化設(shè)計(jì)”，將保溫隔熱與搜集太陽(yáng)能進(jìn)行“二合一”，用以住宅供熱、供電與供暖，實(shí)現(xiàn)高層住宅低碳設(shè)計(jì)。

結(jié)束語(yǔ)

高層住宅的綠色低碳設(shè)計(jì)應(yīng)視為是對(duì)資源進(jìn)行優(yōu)化整合的過(guò)程。通過(guò)對(duì)風(fēng)能、地?zé)崮?、光能等自然資源的利用，以減少對(duì)礦產(chǎn)資源等不可再生資源的耗費(fèi)，從而達(dá)到節(jié)能減排、保護(hù)能源的目的。在工程設(shè)計(jì)實(shí)踐中，還要進(jìn)一步細(xì)化低碳住宅技術(shù)體系結(jié)構(gòu)的構(gòu)成，在滿足工程建設(shè)質(zhì)量和安全要求的前提下，結(jié)合實(shí)際需要應(yīng)用綠色低碳環(huán)保技術(shù)，調(diào)節(jié)城市微氣候，促進(jìn)建筑的綠色發(fā)展。

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