低碳設(shè)計理念下的高層住宅建筑設(shè)計分析

張偉成 李秀萍

摘要：低碳建筑與新時代發(fā)展的具體客觀要求相適應(yīng)，屬于我國建筑業(yè)在發(fā)展過程中的一種必然趨勢。規(guī)劃以及設(shè)計在建筑項目建設(shè)當(dāng)中屬于非常重要的環(huán)節(jié)。在對低碳建筑進(jìn)行設(shè)計的過程中，優(yōu)化以及完善建筑設(shè)計是非常必要的，在控制能源浪費率、環(huán)境影響以及能源消耗的同時，合理有效地利用綠色環(huán)保的建筑材料是非常必要的。鑒于此，文章針對低碳設(shè)計理念下的高層住宅建筑設(shè)計控制要點進(jìn)行了分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：低碳設(shè)計理念;高層住宅建筑設(shè)計;控制要點

1導(dǎo)言

現(xiàn)階段，在我國建筑業(yè)發(fā)展過程中出現(xiàn)了大量消耗能源的現(xiàn)象。因此，丞需加強(qiáng)節(jié)能減排，充分彰顯低碳理念，以達(dá)到有效節(jié)省資源的目標(biāo)。在高層住宅建筑設(shè)計中，應(yīng)融合低碳理念，充分利用各種節(jié)能技術(shù)及先進(jìn)節(jié)能設(shè)備，嚴(yán)格控制資源消耗，實現(xiàn)節(jié)能減排、增大資源利用率，進(jìn)而最大程度地保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

2低碳住宅技術(shù)體系分析

運用低碳設(shè)計理念實現(xiàn)住宅建筑設(shè)計，還要從建筑整體結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計角度出發(fā)，降低建筑物能源消耗和污染排放，使建筑內(nèi)外環(huán)境得到改善。將低碳自然住宅系統(tǒng)設(shè)計當(dāng)成是前提進(jìn)行主要技術(shù)體系構(gòu)建，可以得到表 1。遵循低碳住宅設(shè)計原理，在建筑各部分構(gòu)造設(shè)計中對各種科技手段進(jìn)行運用，能夠使建筑與環(huán)境較好地結(jié)合在一起，通過相互作用減少污染和能耗，繼而使低碳住宅維持平衡運行。

3低碳設(shè)計理念下的高層住宅建筑設(shè)計控制要點分析

某建筑總面積約39.45萬m2，用地約17.17萬m2。大部分建筑屬于高層住宅，高度在60～80m范圍內(nèi)，建筑層數(shù)在20～25之間。所在地區(qū)為低維度高原山地季風(fēng)氣候，全年平均溫度達(dá)到15℃，氣候溫和，無酷暑寒冬。在項目設(shè)計上，強(qiáng)調(diào)通過低碳環(huán)保設(shè)計營造舒適建筑內(nèi)外環(huán)境，做到“恒溫恒濕”，體現(xiàn)現(xiàn)代生活方式。作為在建筑頂部、墻體、陽臺等位置實現(xiàn)園林景觀設(shè)計的一種低碳技術(shù)系統(tǒng)，并通過加強(qiáng)采光、氣流等各方面控制完成舒適、節(jié)能、環(huán)保的住宅建筑設(shè)計。

3.1優(yōu)選建筑原材料

設(shè)計高層住宅建筑的工作既系統(tǒng)又復(fù)雜多變，會用到十分龐大的原材料。在低碳住宅中，先進(jìn)的設(shè)計理念除了體現(xiàn)在施工設(shè)計環(huán)節(jié)外，推廣應(yīng)用豐富的低碳節(jié)能原材料也極為重要。所以，設(shè)計人員要優(yōu)化選取能耗低或可循環(huán)再使用類型的原材料。這樣一來，除了有效降低資源的整體浪費外，還大幅降低了污染及噪聲，充分保護(hù)了自然環(huán)境。在具體選取建筑原材料時，還應(yīng)從建筑當(dāng)?shù)氐牡匦蔚刭|(zhì)、生態(tài)體系、人文、氣候、地理等情況出發(fā)，因地制宜，建設(shè)出自然生態(tài)型的建筑物。

3.2景觀綠化設(shè)計

在該項目的景觀設(shè)計當(dāng)中，要不斷地提升低碳建筑周圍的植被覆蓋率，這樣可以使得環(huán)境得到美化，還可以起到降噪、遮光以及提升周圍空氣質(zhì)量的作用，保障建筑周圍的水源得到優(yōu)化。在降低風(fēng)沙的同時，使得外部的環(huán)境氣溫比較適中，與當(dāng)下低碳建筑設(shè)計的要求相適應(yīng)，使建筑與綠化相互融合，以進(jìn)一步美化商業(yè)綠色環(huán)境。

3.3屋面節(jié)能設(shè)計

在高層住宅建筑低碳設(shè)計上，需要對基地太陽輻射、風(fēng)、光等各種自然因素進(jìn)行充分利用，使建筑與環(huán)境相協(xié)調(diào)。在屋面構(gòu)造設(shè)計上，考慮到項目采用板式布局，擁有較大樓間距，日照充足，還要在屋頂設(shè)計厚保溫層，并做好女兒墻的嚴(yán)密包裹。通過使隔熱層達(dá)到地面凍土層以下，能夠構(gòu)成閉合保溫隔熱體系，減少能量流失。與此同時，為加強(qiáng)太陽輻射的利用，設(shè)計太陽能熱水系統(tǒng)對建筑光熱進(jìn)行充分利用，達(dá)到節(jié)約能源和資源消耗的目標(biāo)。結(jié)合屋面構(gòu)造，還要在屋面花架上布置集熱器，還應(yīng)結(jié)合建筑方位將太陽能板布置在南偏東15°和45°的位置，使太陽能得到充分利用，有效滿足建筑熱水使用需求。水箱集中布置在屋頂，能夠通過換熱盤管完成二次化熱。在晴朗天氣，集熱器接受太陽能輻射，在水溫超出水箱內(nèi)水溫5～10K時溫差控制器將發(fā)出控制指令，啟動循環(huán)水泵將熱水輸送到用戶換熱水箱盤管。采用該種設(shè)計方式，可以在屋頂種植本土植物，利用植物及其培植基質(zhì)材料等發(fā)揮熱阻效應(yīng)，避免太陽輻射較強(qiáng)時屋頂有大量熱量傳入室內(nèi)。而在屋頂布置雨水收集系統(tǒng)，利用存儲雨水對屋頂花園進(jìn)行澆灌，能夠節(jié)約水資源。

3.4自然通風(fēng)設(shè)計

項目所在地區(qū)夏季室外溫度不高，還要加強(qiáng)自然通風(fēng)設(shè)計使室內(nèi)維持體感舒適溫度，使建筑對空調(diào)的依賴性得到降低，滿足低碳環(huán)保設(shè)計要求。結(jié)合地區(qū)風(fēng)環(huán)境條件，需要使建筑主立面迎向西南面，風(fēng)向以夏季風(fēng)為主導(dǎo)，窄端切角則面向西北向。此外，每棟建筑采用雙向開窗設(shè)計，使室內(nèi)獲得風(fēng)壓通風(fēng)，加速室內(nèi)空氣流動。

3.5引入可再生能源

在進(jìn)行高層住宅建筑設(shè)計中，還應(yīng)注意充分利用可再生能源，達(dá)到低碳設(shè)計方面的基礎(chǔ)要求和目標(biāo)。通過節(jié)能體系的利用，可以達(dá)到節(jié)能減排的效果。在具體的設(shè)計中，還應(yīng)按當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛?、地質(zhì)條件、人文地理、環(huán)境氣候等，科學(xué)規(guī)劃出切實合理可行的方案。例如，國內(nèi)北方區(qū)域，夏天炎熱冬天寒冷。所以，在進(jìn)行建筑物設(shè)計時，便可利用保溫原材料來用以夏季隔熱冬季保溫。同時，還可基于太陽能、地?zé)崮堋⑻烊粴獾认冗M(jìn)供暖方式，促使人們得以正常過冬，并降低資源能源的整體消耗量。我國南方地區(qū)，夏天往往潮濕炎熱。所以，在具體設(shè)計時，要求充分隔熱和遮陽，以向外阻隔濕氣，避免陽光長時間大面積直射。同時，還可基于采光、通風(fēng)體系來維持室內(nèi)的干燥度與清新空氣。其中，還應(yīng)盡量多用清潔性能源，如風(fēng)能、太陽能、水能、地?zé)崮艿?，大力保護(hù)環(huán)境?；谶@樣的綠色環(huán)保、可再生、無污染的資源，可使建筑物設(shè)計與低碳住宅理念相融合，并且達(dá)到可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。同時，還應(yīng)大量開發(fā)高新科技、有效應(yīng)用新方法手段?；诠?jié)水及水環(huán)境體系的設(shè)計，在住宅室外基于水體的蒸發(fā)、循環(huán)吸收、再利用，來降低熱島效應(yīng)。再分類使用水、循環(huán)節(jié)水，以改善水體景觀、節(jié)約灌溉用水等，達(dá)到循環(huán)利用廢水污水的目標(biāo)。

3.6其他節(jié)能設(shè)計

在項目設(shè)計過程中，針對挑出的陽臺還要完成陽光間設(shè)計，實現(xiàn)被動式采暖，減少建筑能耗。冬季可以直接將陽臺位置門窗打開，利用太陽輻射對室內(nèi)進(jìn)行加熱，夜晚關(guān)閉門窗可以起到緩沖作用，使室內(nèi)散熱得到減少。在遮陽設(shè)計上，可以在陽臺位置種植喜陽植物，并在部分通風(fēng)設(shè)備四周種植半耐陰植物，遮擋陽光的同時調(diào)節(jié)周圍溫濕度，形成良好的環(huán)境小氣候，通過降低室內(nèi)制冷負(fù)荷減少能耗與污染的產(chǎn)生。采取該種設(shè)計方法，不僅可以達(dá)到低碳環(huán)保設(shè)計要求，也體現(xiàn)空中花園的層次感，增強(qiáng)建筑美感。此外，建筑各系統(tǒng)均采用隔音構(gòu)造，能夠使樓層間和室外的噪聲得到有效隔絕，營造良好室內(nèi)環(huán)境。

結(jié)束語

總之，在高層住宅建筑得到廣泛建設(shè)的背景下，還要盡快解決建筑能耗高、碳排放量大等問題，通過運用低碳設(shè)計理念推動建筑的綠色化發(fā)展。在工程設(shè)計實踐中，還要熟練掌握低碳住宅技術(shù)體系結(jié)構(gòu)組成，結(jié)合實際需求對各種低碳環(huán)保技術(shù)進(jìn)行運用，從而在達(dá)到工程建設(shè)質(zhì)量和安全要求的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)建筑低碳環(huán)保設(shè)計，推動建筑業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。

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