高層住宅建筑設(shè)計(jì)中的綠色建筑設(shè)計(jì)

段旭敏 大同市華青建筑設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司

1 前言

近年來，隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)的快速發(fā)展，高層建筑的建設(shè)數(shù)量也在不斷增加，在施工過程中，因?yàn)楣芸夭划?dāng)給生態(tài)環(huán)境帶來一定程度的破壞，這對(duì)建筑行業(yè)的和諧穩(wěn)定發(fā)展非常不利。本文闡述了綠色建筑設(shè)計(jì)理念的內(nèi)涵，主要探討了綠色建筑設(shè)計(jì)理念在建筑設(shè)計(jì)工作中的滲透，以提高我國(guó)建筑設(shè)計(jì)工作的生態(tài)保護(hù)水平，實(shí)現(xiàn)建筑發(fā)展和生態(tài)發(fā)展的雙贏。

2 綠色建筑設(shè)計(jì)理念的基本概述

綠色建筑是指在建筑的使用壽命期間內(nèi)，可以更好地實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約，如用地、能耗、水資源、建筑材料等，可有效降低環(huán)境的污染，提高空間利用率，實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧共處。綠色建筑設(shè)計(jì)理念必須能夠達(dá)到上述的標(biāo)準(zhǔn)，在建筑設(shè)計(jì)中更加重視低能耗、低污染，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)保的雙重標(biāo)準(zhǔn)，是促進(jìn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要因素。在目前所實(shí)施的節(jié)能環(huán)保政策的基礎(chǔ)之下，其也是踐行綠色環(huán)保理念的重要舉措，將其逐步落實(shí)到建筑工程領(lǐng)域內(nèi)，有效地解決和處理粗放、能耗高、污染嚴(yán)重的建筑形式，徹底消除環(huán)境污染的問題。把綠色理念結(jié)合到建筑設(shè)計(jì)方案中，實(shí)現(xiàn)綠色無污染的建設(shè)，這是建筑行業(yè)發(fā)展的主要趨勢(shì)，也能夠推動(dòng)社會(huì)的發(fā)展。

3 高層建筑應(yīng)用綠色建筑設(shè)計(jì)理念的必要性

綠色建筑材料在中國(guó)現(xiàn)在的高層建筑中并不常見，而現(xiàn)在常用的普通材料也會(huì)對(duì)環(huán)境造成不同程度的破壞，同時(shí)高層建筑的存在也在一定程度上影響了周圍的交通狀況。現(xiàn)階段，高層建筑的設(shè)計(jì)為了更好的滿足消費(fèi)者的審美需求往往會(huì)在建筑過程中增加不必要的環(huán)節(jié)，這些設(shè)計(jì)雖然在一定程度上增加了美感，但也造成了一些不必要的浪費(fèi)，并且增加了建筑成本。例如玻璃墻被用于高層建筑雖然給室內(nèi)帶來了充分的光照，但也給環(huán)境帶來了危險(xiǎn)和污染的因素，因此在施工中進(jìn)行綠色設(shè)計(jì)是高層建筑的必然要求。綠色建筑設(shè)計(jì)最重要的作用是保護(hù)人類和自然環(huán)境，它不僅能為高層建筑創(chuàng)造附加值，帶來豐富的色彩，也能在帶給高層建筑獨(dú)特美感的同時(shí)減少材料的浪費(fèi)。近年來，綠色建筑在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用，兼顧建筑舒適性和環(huán)境保護(hù)的概念使綠色建筑逐漸成為一個(gè)熱門話題，并且已經(jīng)成為當(dāng)今世界建筑發(fā)展的必然趨勢(shì)。近年來，我國(guó)建筑行業(yè)對(duì)綠色建筑設(shè)計(jì)理念也非常推崇，國(guó)家也通過采用國(guó)家綠色建筑標(biāo)志、綠色建筑示范工程、政府的大力支持等來推廣綠色建筑，已經(jīng)將綠色建筑設(shè)計(jì)理念作為建筑業(yè)發(fā)展的主題與旗幟?？傊G色建筑設(shè)計(jì)在高層住宅中的應(yīng)用應(yīng)用是非常必要的。

4 綠色建筑設(shè)計(jì)在高層民用建筑設(shè)計(jì)中的實(shí)踐運(yùn)用

4.1 選擇環(huán)保建筑材料

隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，市面上所出現(xiàn)的建筑材料的種類越來越多，在設(shè)計(jì)建筑項(xiàng)目材料時(shí)，必須考慮建筑材料的可再生性、可回收性以及可持續(xù)生產(chǎn)性，只有充分利用具有環(huán)保性能的各類建筑材料，才能提升建筑工程施工質(zhì)量，將建筑過程給環(huán)境所帶來的污染降到最低。總體來說，大多環(huán)保建筑材料都具有環(huán)保、低碳和循環(huán)利用等特點(diǎn)，這些節(jié)能性材料的應(yīng)用可以在減少污染的基礎(chǔ)上，建立起一個(gè)良好的環(huán)境效果，提高建筑物設(shè)計(jì)綜合效果。比如根據(jù)工程預(yù)算的高低，確定最佳的墻體保溫方案。如果資金比較充足，那么在對(duì)房屋開展保溫施工的過程中可以選擇干掛的施工方式，經(jīng)過研發(fā)，更多的干掛材料被投入到施工使用的過程中來，比如苯乙烯板等，因?yàn)槭┕み^程簡(jiǎn)便，質(zhì)量相對(duì)較強(qiáng)，應(yīng)用范圍較為廣泛。

4.2 建筑布局的設(shè)計(jì)

合理的建筑布局要保證場(chǎng)地和資源有效的應(yīng)用，保證環(huán)境質(zhì)量合格。建設(shè)企業(yè)要充分應(yīng)用原有樹木材料，避免產(chǎn)生過大的熱負(fù)荷；按照風(fēng)向、經(jīng)緯度等合理確定建筑朝向，保證太陽(yáng)能、風(fēng)能可以被有效應(yīng)用，降低建筑能源損耗；通過地形維護(hù)建筑結(jié)構(gòu)，減少資源使用量；建筑物的功能進(jìn)行合理的劃分，不需要窗戶的空間設(shè)置在背風(fēng)一側(cè)，其他結(jié)構(gòu)要保持在相同一側(cè)，達(dá)到室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量和節(jié)能性的要求。

4.3 提高建筑對(duì)能源資源的利用率

只有提高建筑對(duì)各種能源和資源利用的科學(xué)合理性，才能夠?qū)崿F(xiàn)各種資源與能源利用價(jià)值的最大化。

（1）要對(duì)新型綠色清潔型能源進(jìn)行充分的利用，如風(fēng)能、太陽(yáng)能以及地?zé)崮艿取?/p>

（2）風(fēng)能可提升房屋建筑的室內(nèi)通風(fēng)條件，凈化室內(nèi)空氣質(zhì)量；太陽(yáng)能可在相關(guān)設(shè)備的輔助下轉(zhuǎn)化成電能，降低房屋建筑施工過程中對(duì)電力資源的消耗；地?zé)崮芸勺鳛榉课萁ㄖ┡幕A(chǔ)。

（3）要對(duì)房屋建筑施工原材料的回收再利用予以重視，將部分施工材料應(yīng)用到其他建筑施工中。不僅可減少建筑垃圾的排放，還可以實(shí)現(xiàn)社會(huì)建設(shè)資源的優(yōu)化，降低房屋建筑的施工成本。

（4）設(shè)計(jì)人員還需對(duì)先進(jìn)施工技術(shù)以及新型施工材料的應(yīng)用予以重視，在遵循經(jīng)濟(jì)性原則的前提下提升可再生資源的利用占比。

4.4 排水設(shè)計(jì)

綠色建筑設(shè)計(jì)中的排水設(shè)計(jì)屬于系統(tǒng)性設(shè)計(jì)，要求將降雨量、自然雨水收集系統(tǒng)、建筑區(qū)域綠化區(qū)域進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。一方面，在屋面設(shè)計(jì)中要求通過控制坡度與排水孔，使雨水收集具有漸進(jìn)性特征。另一方面，要將排水管與地下排水進(jìn)行關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)，滿足降雨量大時(shí)的排水需求。另外，要結(jié)合建筑所屬小區(qū)的綠化需求，按照地下排水量、地面雨水收集量、綠化面積、綠化需水量、蓄水池容積等進(jìn)行具體計(jì)算，進(jìn)而使建筑排水設(shè)計(jì)與整體上的綠色建筑系統(tǒng)形成一個(gè)完整的綠色設(shè)計(jì)。

4.5 建筑屋面設(shè)計(jì)

在建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中要切實(shí)保障屋面具備良好隔熱和保溫性能。主要措施包括了種植屋面、蓄水屋面、增加通風(fēng)隔熱層、反射降溫隔熱層等。屋面綠化能夠促使建筑項(xiàng)目整體能源消耗得到大幅度的降低，同時(shí)也可以避免過多溫室氣體的排放，有利于促使綠化面積得到進(jìn)一步的增加，防止城市出現(xiàn)較強(qiáng)的熱島效應(yīng)。蓄水屋面的主要功效就是實(shí)現(xiàn)水蒸發(fā)，通過水分蒸發(fā)之后吸收屋面?zhèn)鳠崃?，同時(shí)蓄水屋面對(duì)屋面防水層有良好的保護(hù)作用。通風(fēng)隔熱主要是通過設(shè)置通風(fēng)間層，從而利用熱壓以及風(fēng)壓帶走熱量。此外，反射降溫隔熱主要是在屋面涂上白色涂料，或采用水泥珍珠巖、浮石沙以及水泥聚苯板等諸多材料，有效減少屋頂熱輻射，基本可以節(jié)約25%左右能源消耗。這些技術(shù)可綜合使用于建筑屋面，形成生態(tài)化建筑節(jié)能屋面。

4.6 垂直空間處理

高層住宅能夠容納諸多居民，如同被盒子罩起來的小型城市，鄰里住戶超過100戶，則彼此僅有空間聯(lián)系，缺乏社會(huì)性質(zhì)交往，體現(xiàn)出人際疏遠(yuǎn)現(xiàn)象。本工程中考慮住戶數(shù)量與公共空間關(guān)系，結(jié)合單元將部分樓層打通作為單獨(dú)空間，分解公共空間劃分高層住宅為不同組團(tuán)，使其具備相應(yīng)公共空間，將整體住宅居民分散，容納居民數(shù)量較小，通過氛圍烘托、空間在設(shè)計(jì)的方式強(qiáng)調(diào)組團(tuán)向心力與特色，可通過小范圍區(qū)域組織人們活動(dòng)，增強(qiáng)其歸屬感，加深人們了解。并且，住宅不僅是遮風(fēng)擋雨的地方，也是休憩交流、舒緩壓力的場(chǎng)所，部分住戶希望能夠在住宅內(nèi)設(shè)置交流平臺(tái)，添加休閑場(chǎng)所，可提高環(huán)境治理效果，將自然風(fēng)與陽(yáng)光引入室內(nèi)，創(chuàng)造綠色場(chǎng)所。工程住宅遠(yuǎn)離地面，減少了老人與兒童活動(dòng)空間，多數(shù)居住在住所內(nèi)，為考慮資源共享，則設(shè)置自然休閑共享空間，借鑒天津水木天城、深圳擎天華庭等，設(shè)計(jì)入戶花園與空中花園。

4.7 注重保溫技術(shù)

（1）建筑平面布局必須合理。由于建筑在擺放的方位不同時(shí)，不同方向的負(fù)荷也不同，所以一般盡量采用南北向，同時(shí)建筑平面盡量規(guī)整，減少莫名的凹凸。通常建筑的外表面積越大，相應(yīng)的其散熱也一定會(huì)更大。電梯機(jī)房等高熱量的地區(qū)可以安排在建筑的北面或東面，可以獲得一定的溫度調(diào)節(jié)。

（2）建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)必須合理。設(shè)計(jì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)前，設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)對(duì)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件進(jìn)行全面地了解，選擇防火性能好、保溫性能佳，且環(huán)保耐用的材料。

（3）建筑墻體結(jié)構(gòu)必須合理。如CL結(jié)構(gòu)體系，集承重、節(jié)能、消防為一體，消除了傳統(tǒng)的主體之后再做出保溫的消防隱患問題，且由于墻體厚度減小，可有效地增加建筑使用面積。

（4）建筑窗戶結(jié)構(gòu)必須合理。設(shè)計(jì)師必須計(jì)算出精確的數(shù)據(jù)，包括傳熱系數(shù)、壓強(qiáng)大小等，以此為基礎(chǔ)選用框架，通過使用先進(jìn)的節(jié)能門窗，以達(dá)到窗戶的安全性及節(jié)能性要求。

（5）建筑陽(yáng)臺(tái)結(jié)構(gòu)必須合理。在設(shè)計(jì)高層住宅陽(yáng)臺(tái)時(shí)，需要合理規(guī)劃生活陽(yáng)臺(tái)和服務(wù)陽(yáng)臺(tái)的布局。生活陽(yáng)臺(tái)盡量布置在南向，通過自然光獲得良好的采光效果，以滿足休閑、家居的需要；服務(wù)陽(yáng)臺(tái)多布置在北向，以滿足衣物清洗、晾曬，冬季食品儲(chǔ)藏等生活需要。陽(yáng)臺(tái)的地面避免使用反光、透水的材料。

4.8 通風(fēng)節(jié)能

為滿足綠色建筑理念的要求，在建筑通風(fēng)方面的設(shè)計(jì)中的主要考慮如下因素:一是充分利用自然風(fēng)資源調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，減少建筑物的總排放量。因此有必要在進(jìn)行高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂驐l件，合理規(guī)劃建筑間距，確保自然風(fēng)的自給自足，保證建筑物內(nèi)的風(fēng)能順暢流動(dòng)，減少空調(diào)與排氣扇的使用頻率，減少有害氣體的排放，達(dá)到節(jié)能減排的目的。為了實(shí)現(xiàn)在以上要求，我們要通過軟件模型對(duì)高層建筑進(jìn)行風(fēng)力流動(dòng)的模擬設(shè)計(jì)，保證在高層建筑施工完成之后能擁有穩(wěn)定的通風(fēng)系統(tǒng)，能在夏季最大化風(fēng)角，達(dá)到最大風(fēng)速確保建筑物內(nèi)的空氣流通，并且能在冬季減少風(fēng)的流動(dòng)，達(dá)到冬暖夏涼的設(shè)計(jì)效果。

5 結(jié)束語(yǔ)

總之，高層建筑設(shè)計(jì)中的綠色建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用已經(jīng)趨于多元化，并且，產(chǎn)生了以產(chǎn)業(yè)化運(yùn)營(yíng)為主的基本模式。從綠色建筑設(shè)計(jì)的應(yīng)用效果分析，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)、材料與設(shè)備環(huán)節(jié)、施工建設(shè)環(huán)節(jié)、運(yùn)營(yíng)管理環(huán)節(jié)都增強(qiáng)了對(duì)綠色建筑設(shè)計(jì)理念的植入與精細(xì)化運(yùn)用。結(jié)合以上初步分析，建議在新時(shí)期將加強(qiáng)對(duì)綠色建筑設(shè)計(jì)在高層建筑設(shè)計(jì)各個(gè)層面的應(yīng)用研究，擴(kuò)大其功能性及作用，進(jìn)一步促進(jìn)高層建筑設(shè)計(jì)中的綠色化、使用中的功能化、效用生產(chǎn)方面的節(jié)能化等目標(biāo)，營(yíng)建出建筑體與自然之間的和諧關(guān)系。