節(jié)能環(huán)保理念在高層建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

陳誠

摘要：2020年9月22日，中國政府在第七十五屆聯(lián)合國大會上提出：“中國將提高國家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和?！?/p>

2021年3月5日，2021年國務(wù)院政府工作報(bào)告中指出，扎實(shí)做好碳達(dá)峰、碳中和各項(xiàng)工作，制定2030年前碳排放達(dá)峰行動方案，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)。高層建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用節(jié)能環(huán)保理念，是國家發(fā)展戰(zhàn)略也是現(xiàn)代化建筑行業(yè)發(fā)展的大趨勢，為確保建筑行業(yè)能夠隨著時代創(chuàng)新發(fā)展，還需注重節(jié)能環(huán)保理念應(yīng)用。并借助節(jié)能環(huán)保理念，規(guī)范設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)，從大眾居住需求角度全面分析，突出建筑人性化設(shè)計(jì)理念，以低碳節(jié)能為設(shè)計(jì)核心，促進(jìn)現(xiàn)代化建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展，發(fā)揮出節(jié)能環(huán)保理念應(yīng)用價值。

關(guān)鍵詞：節(jié)能環(huán)保理念;高層建筑;建設(shè)設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)應(yīng)用

高層建筑在現(xiàn)代化城市中，逐漸成為一道亮麗的風(fēng)景線，基于現(xiàn)代化建筑行業(yè)發(fā)展背景下，還對設(shè)計(jì)單位及設(shè)計(jì)人員提出較高要求，以高層建筑長久發(fā)展方面分析，還需注重高層建筑設(shè)計(jì)工作，以節(jié)能環(huán)保為設(shè)計(jì)理念，由專業(yè)化設(shè)計(jì)人員依據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化建筑節(jié)能環(huán)保功能，有效降低高層建筑能源消耗量，并對現(xiàn)代化社會可持續(xù)發(fā)展帶來積極影響。

一、節(jié)能環(huán)保理念在高層建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用價值

現(xiàn)代化建筑行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展，不僅可以穩(wěn)定建筑行業(yè)發(fā)展地位，而且還能在創(chuàng)新發(fā)展過程中創(chuàng)造良好效益。尤其在高層建筑發(fā)展過程中，要求設(shè)計(jì)單位能夠做好自身工作職責(zé)，考慮到高層建筑建筑質(zhì)量及安全性，還需在設(shè)計(jì)工作環(huán)節(jié)中，注重設(shè)計(jì)方案合理性、優(yōu)化傳統(tǒng)化設(shè)計(jì)理念，以節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)理念為主，對高層建筑設(shè)計(jì)、建設(shè)、發(fā)展等均產(chǎn)生積極影響，并突出節(jié)能環(huán)保理念在高層建筑設(shè)計(jì)中的重要價值。

（一）解決資源緊缺問題

自改革開放以來，我國各領(lǐng)域發(fā)展前景極好，并在創(chuàng)新發(fā)展過程中，影響我國整體經(jīng)濟(jì)水平，增強(qiáng)我國綜合實(shí)力。但是，在各方面創(chuàng)新發(fā)展過程中，卻也產(chǎn)生了不利影響，其中就包括各領(lǐng)域?qū)δ茉吹男枨蠹哟?。因各領(lǐng)域加大能源需求量，但因自然能源供應(yīng)不足，使部分領(lǐng)域過度使用資源，資源短缺問題越來越嚴(yán)重。對此情況，相關(guān)部門加大監(jiān)管力度，在建筑行業(yè)的發(fā)展過程中，注重對能源需求及使用量的控制，并在高層建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，設(shè)計(jì)單位就對節(jié)能環(huán)保理念全面實(shí)施，逐漸減少高層建筑能源消耗量，從而有效緩解我國能源緊缺局面，重點(diǎn)解決資源緊缺問題。

（二）促進(jìn)現(xiàn)代化建筑行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展

結(jié)合目前高層建筑設(shè)計(jì)工作開展情況分析，節(jié)能環(huán)保理念，對現(xiàn)代化建筑行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展有積極影響，不單單是因?yàn)樵O(shè)計(jì)單位引起節(jié)能環(huán)保理念重視，而且還具備專業(yè)化的設(shè)計(jì)人員，具備較強(qiáng)的專業(yè)化能力，并在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中對各項(xiàng)影響因素的全面分析，無論是對節(jié)能材料的選擇與應(yīng)用，還是高層建筑節(jié)能設(shè)計(jì)水平等，都為現(xiàn)代化建筑行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。

二、高層建筑節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

高層建筑相比于普通建筑對于設(shè)計(jì)的要求更高，不僅需要保證設(shè)計(jì)的穩(wěn)固性，還需要考慮設(shè)計(jì)的合理性，尤其是高層建筑的資源消耗較大，所以必須要考慮能耗控制，而且高層建筑節(jié)能設(shè)計(jì)內(nèi)容較多，本文選擇其中幾個要點(diǎn)展開探究，具體內(nèi)容如下：

（一）采用環(huán)保材料

依據(jù)節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)理念，在建筑材料選擇時就保證其節(jié)能型、環(huán)保性，建筑材料可循環(huán)使用，有效降低工程項(xiàng)目施工材料投資成本，明顯降低建筑工程對生態(tài)環(huán)境的破壞程度。

例如：在高層房屋建筑裝修項(xiàng)目中，常使用含苯油漆，此類建筑材料自身就具有較強(qiáng)的污染性、危害性，影響著群眾身體健康與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，一旦人體大量吸入，患癌的可能性較高。對此，在節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)理念下，設(shè)計(jì)人員需考慮對此類有毒、致癌材料的合理更換，利用活性炭、竹炭等替代，此類材料既不會對群眾身體造成危害，又能在工程項(xiàng)目中反復(fù)利用，提高資源利用率的同時，還能對生態(tài)環(huán)境有效保護(hù)，從而達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)。

（二）可再生資源使用

目前，我國較常用的可再生資源是太陽能，在建筑工程項(xiàng)目中強(qiáng)調(diào)太陽能的合理使用，較直觀化的應(yīng)用表現(xiàn)形式就是太陽能熱水器。但因太陽能熱水器在高層建筑中應(yīng)用缺乏合理性，安裝難度較大，無法保證太陽能充分利用，甚至影響著建筑工程整體美觀性。對此，還需考慮太陽能可再生資源的利用方式，非單一化地采用太陽能熱水器，也可在建筑玻璃設(shè)計(jì)、墻體設(shè)計(jì)等方面提高太陽能資源利用率。

例如：根據(jù)高層建筑的樓層與地面距離，詳細(xì)觀察與試驗(yàn)太陽升起與落下期間的光照情況，通過玻璃折射原理，能把自然光“引進(jìn)”到室內(nèi)，提升室內(nèi)溫度，尤其是在北方的冬季時期，借助可再生能源提高層建筑居住舒適度。

（三）門窗環(huán)保設(shè)計(jì)

主要從兩方面探究：

一方面，是門窗的保溫性。通過降低門窗傳熱系數(shù)來提高保溫效果。

另一方面，是門窗密封性。在設(shè)計(jì)階段就能考慮新型環(huán)保材料的使用必要性，可在門窗施工階段增加塑料泡沫密封條，借助此類材料的彈性減少門窗縫隙，以此達(dá)到保溫目的。

（四）屋頂屋面節(jié)能設(shè)計(jì)

重點(diǎn)考慮高層建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)水平，依然是以節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)理念為主，分析建筑中屋頂、屋面的太陽折射頻率較高，在設(shè)計(jì)時需考慮遮陽效果。通過對屋頂遮陽設(shè)計(jì)，能降低太陽對屋頂?shù)妮椛涑潭?，在北方夏季時期有效降低室內(nèi)溫度。或者在屋頂上種植植物，因綠色植物可吸收太陽輻射，減少夏季時期群眾對空調(diào)的使用頻率，發(fā)揮較強(qiáng)的綠色環(huán)保作用。

而在屋面設(shè)計(jì)中，可通過防水設(shè)計(jì)、保溫設(shè)計(jì)，發(fā)揮較強(qiáng)的環(huán)保效果。從施工材料選擇方面入手，如：防水材料、保溫材料等，既能保證高層建筑的保溫性能，又可對太陽能資源充分利用，有效降低高層建筑對電能的消耗量，從群眾生活需求角度分析，能在日常電能消耗方面減少費(fèi)用，并對自然資源有效利用，突出節(jié)能環(huán)保理念對我國現(xiàn)代化建筑行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展產(chǎn)生的影響性。

三、節(jié)能環(huán)保理念在高層建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

（一）太陽能系統(tǒng)

眾所周知，太陽能屬于自然資源，并具備可再生特點(diǎn)，在各領(lǐng)域中均有重要影響性。對此，也應(yīng)用在高層建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，引起設(shè)計(jì)單位及設(shè)計(jì)人員重視，借助先進(jìn)技術(shù)，設(shè)置太陽能系統(tǒng)，在白天收集太陽資源，在夜間利用太陽能資源，節(jié)約能源的同時，還提高自然資源應(yīng)用率。

例如：在北京就建成了第一座太陽能建筑，借助太陽能系統(tǒng)，為建筑內(nèi)洗浴、供熱、供電等服務(wù)，由太陽能代替其他能源，既降低對環(huán)節(jié)的污染程度，又能對自然資源合理應(yīng)用。其中，設(shè)計(jì)單位在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，就對太陽能熱水系統(tǒng)合理設(shè)計(jì)與分析（如圖1），使其符合高層建筑建設(shè)、應(yīng)用要求，在冬季滿足采暖要求，提供室內(nèi)熱量;在夏季為空調(diào)設(shè)備提供電源等。

（二）建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系

基于節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)理念條件下，注重建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)，第一，考慮高層建筑外墻節(jié)能設(shè)計(jì)，并選擇復(fù)合墻體代替燒結(jié)粘土磚墻體，既減小外墻承重力，又有保溫隔熱作用。第二，注重門窗節(jié)能設(shè)計(jì)，較強(qiáng)氣密性是必要條件之一，可在節(jié)能設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，選擇斷熱窗框中空玻璃等材質(zhì)，依據(jù)各地區(qū)自然條件情況，合理設(shè)計(jì)。如果在北方，要考慮冬季氣溫較低，需要采用斷熱窗框，中空玻璃。同時，還需選擇雙重、低輻射玻璃，因玻璃材質(zhì)也會影響室內(nèi)溫度。以此為前提，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，注重墻、窗比例，全程都是以節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)理念為主，為高層建筑后期使用奠定良好基礎(chǔ)。第三，窗墻比例控制及節(jié)能設(shè)計(jì)，注重耗能的同時，還需考慮到室內(nèi)采光、通風(fēng)效果。

例如：遇強(qiáng)臺風(fēng)情況時，為確保高層建筑穩(wěn)定性及安全性，就體現(xiàn)了建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)重要性（如圖2），設(shè)計(jì)單位在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，不僅考慮到各項(xiàng)因素的影響，而且還能在設(shè)計(jì)的過程中，注重節(jié)能、建筑結(jié)構(gòu)可靠性、穩(wěn)固性，借助建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)，維護(hù)大眾生命與財(cái)產(chǎn)安全。

（三）遮陽系統(tǒng)設(shè)計(jì)

遮陽系統(tǒng)節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)，最重要的影響因素就是各地區(qū)的自然條件，那么在建筑工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，要以節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)理念條件下，明確四點(diǎn)設(shè)計(jì)目標(biāo)，才能確保高層建筑整體設(shè)計(jì)合理性。

第一點(diǎn)，因夏季、冬季自然條件不同，并且溫度、濕度溫差較大，那么在夏季施工情況下，還需在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中注重建筑遮陽功能，合理控制建筑外層溫度;第二點(diǎn)，要在冬季做好保溫工作，主要是控制光照程度，使其在最小化范圍內(nèi);第三點(diǎn)，依據(jù)工程項(xiàng)目建設(shè)要求，注重整體布局的合理設(shè)計(jì)，避免太陽輻射大幅度影響，需設(shè)計(jì)相應(yīng)的遮蔽設(shè)備，有助于遮陽系統(tǒng)作用發(fā)揮;第四點(diǎn)，始終堅(jiān)持節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)理念，合理分配資源、使用資源，提高資源利用率。

結(jié)束語：

為促進(jìn)我國現(xiàn)代化建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，還需設(shè)計(jì)單位發(fā)揮出自身工作職責(zé)，考慮建筑工程施工質(zhì)量與技術(shù)水平，注重設(shè)計(jì)工作科學(xué)性、合理性，以節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)理念為主，重點(diǎn)解決資源緊缺問題。并在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中應(yīng)用節(jié)能環(huán)保理念，注重太陽能系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)、遮陽系統(tǒng)設(shè)計(jì)，突出節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)理念在高層建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用價值。

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