討論綠色低碳理念在高層建筑設(shè)計中的應(yīng)用

文／肇志寶 深圳市筑道建筑工程設(shè)計有限公司前海分公司 廣東深圳 518057

引言：

在高層建筑設(shè)計中，融入綠色低碳理念，已經(jīng)成為整個建筑領(lǐng)域重點(diǎn)關(guān)注的問題。建筑企業(yè)要想滿足未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求，就必須轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)觀念，樹立出較強(qiáng)的節(jié)能減排意識，將綠色低碳理念應(yīng)用于高層建筑設(shè)計中，制定出合理的綠色低碳設(shè)計方案，使我國建筑企業(yè)可以面向綠色節(jié)能化以及集成化的方向不斷發(fā)展。

1、綠色低碳設(shè)計理念概念

如今，隨著人們生活水平與生活質(zhì)量的不斷提升，對于節(jié)能環(huán)保工作越來越重視。特別是對于我國建筑領(lǐng)域而言，因為在建設(shè)過程和建筑使用周期內(nèi)需要消耗非常多的能源，因此綠色、低碳、節(jié)能在設(shè)計中體現(xiàn)出尤為重要的特點(diǎn)。未來土地資源稀缺，隨著高層和超高層建筑數(shù)量不斷增加，對于建設(shè)耗材、建筑耗能提出了更高的需求，并且能源消耗不只是體現(xiàn)在了施工階段，在高層建筑投入使用之后，也會產(chǎn)生較大的能源消耗現(xiàn)象。因此，設(shè)計人員需要引入先進(jìn)的施工技術(shù)與施工設(shè)備，將自然環(huán)境因素與低能耗因素融入到建筑設(shè)計工作中，實現(xiàn)對現(xiàn)有資源的充分利用，在此基礎(chǔ)上達(dá)到良好的節(jié)能設(shè)計效果。在建筑施工現(xiàn)場具備良好條件的基礎(chǔ)上，通過應(yīng)用先進(jìn)的科技成果，有利于構(gòu)建出省時省力節(jié)材的效果，減少資源使用，達(dá)到節(jié)能的重要目的。尤其是對建筑室內(nèi)布局進(jìn)行設(shè)計時，設(shè)計人員需要對自然環(huán)境與氣候條件引起重視，對施工現(xiàn)場所處區(qū)域氣候條件全面了解，可以對自然風(fēng)充分利用，提升建筑室內(nèi)的自然通風(fēng)效果。同時也可以利用主導(dǎo)風(fēng)向，在建筑內(nèi)部分形成對流效果，完善自然風(fēng)在室內(nèi)的微循環(huán)，在室外設(shè)置空調(diào)設(shè)備系統(tǒng)，提升空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行效果，避免在運(yùn)行過程中出現(xiàn)能源消耗現(xiàn)象。在對建筑外圍結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時，設(shè)計人員需要對能源節(jié)約問題引起重視，降低室內(nèi)采暖和保溫隔熱等能源消耗問題。

2、綠色低碳建筑設(shè)計原則

2.1 和諧原則

要想將綠色低碳設(shè)計理念更好的應(yīng)用于高層建筑設(shè)計中，首先設(shè)計人員應(yīng)該在方案初期就把綠色建筑設(shè)計和低碳節(jié)能的理念融入到自己的方案中，做好前期的規(guī)劃，引入先進(jìn)的生態(tài)環(huán)境設(shè)計技術(shù)，充分考慮建筑施工中的能源消耗問題，在根本上實現(xiàn)綠色設(shè)計與綠色建筑。對于相關(guān)的設(shè)計工作人員而言，首先，在設(shè)計工作開展之前，需要對建筑項目所處區(qū)域氣候條件、周邊環(huán)境以及經(jīng)濟(jì)條件等因素全面了解，在對現(xiàn)有條件全面了解的基礎(chǔ)上，根據(jù)實際情況分析出適應(yīng)本項目的節(jié)能措施，再根據(jù)本地區(qū)的環(huán)境特點(diǎn)布置出相應(yīng)的景觀設(shè)計。從而保證高層建筑與周邊環(huán)境之間的和諧性與協(xié)調(diào)性。

2.2 低碳節(jié)能原則

在對建筑結(jié)構(gòu)類型進(jìn)行選擇時，需要圍繞建筑物的具體功能與空間要求，在此基礎(chǔ)上開展決策分析工作。為了滿足低碳環(huán)保要求，設(shè)計人員應(yīng)該盡量選擇能源消耗比較低的結(jié)構(gòu)類型，在此基礎(chǔ)上不但可以減少能源使用，同時也能降低能源消耗問題。比如，設(shè)計人員可以選擇使用彈性可變的結(jié)構(gòu)，可以達(dá)到低碳節(jié)能的設(shè)計要求，保證建筑物在使用功能上可以滿足一定的多樣性，減少建筑工程施工成本投入，這也是目前應(yīng)用比較廣泛的綠色建筑設(shè)計方案。

2.3 舒適性原則

在綠色建筑設(shè)計階段中，對于設(shè)計工作人員而言，不能將重點(diǎn)只在環(huán)保效益方面，還需要對建筑物在使用過程中的舒適性引起重視。因此，設(shè)計人員可以基于人性化的角度進(jìn)行分析，對建筑采光、通風(fēng)系統(tǒng)以及供暖系統(tǒng)等方面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，從而為人們營造出健康舒適的生活環(huán)境。同時，設(shè)計人員在選擇施工材料時，應(yīng)該盡量選擇低碳環(huán)保型的施工材料，從而促進(jìn)綠色低碳設(shè)計理念的全面實施。

3、綠色低碳設(shè)計理念的價值與作用

3.1 綠色低碳設(shè)計理念的價值

在高層建筑設(shè)計工作中，要想將低碳設(shè)計理念的價值作用充分發(fā)揮出來，就必須重視新能源組合運(yùn)用，在更大程度上提升資源利用效率。比如，太陽能光伏發(fā)電設(shè)備在建筑領(lǐng)域中實現(xiàn)了比較廣泛的應(yīng)用，在對該設(shè)備充分利用的基礎(chǔ)上，可以降低地下室采光照明消耗問題，同時降低對外部能源的使用。將低碳設(shè)計理念應(yīng)用于高層建筑設(shè)計中，將新技術(shù)的價值作用充分發(fā)揮出來。比如，熱回收裝置在通風(fēng)系統(tǒng)中實現(xiàn)了廣泛使用，主要可以降低空調(diào)設(shè)備運(yùn)行時所產(chǎn)生的能耗指標(biāo)，特別是對于高層建筑來說，因為在使用過程中存在非常多的能源消耗設(shè)備，因此，基于綠色低碳設(shè)計理念下，不但要降低建筑整體能源消耗量，同時還需要對建筑本身所存在的碳排放量進(jìn)行合理控制，盡量選擇使用高效環(huán)保的能源設(shè)備，防止周邊環(huán)境受到嚴(yán)重的破壞現(xiàn)象。同時，設(shè)計人員應(yīng)對可再生能源進(jìn)行充分利用，對多種能源進(jìn)行有效組合，從而實現(xiàn)對能源的合理優(yōu)化與配置。

如今，隨著現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提升，人們在思想上也認(rèn)識到了可持續(xù)發(fā)展理念重要性，也應(yīng)該對環(huán)境保護(hù)工作引起重視。特別是隨著現(xiàn)代化城市進(jìn)程不斷加快，在城鎮(zhèn)建設(shè)中，高層建筑逐漸成為其中非常重要的組成部分，因為屬于高密度建設(shè)，土地高強(qiáng)度使用與節(jié)能環(huán)保以及可持續(xù)發(fā)展理念之間相協(xié)調(diào)，所以，在現(xiàn)代城市建設(shè)中處于非常重要的核心位置。我國相關(guān)部門逐漸對環(huán)境保護(hù)工作引起高度重視，并且逐漸出臺了非常多的法規(guī)政策，無論是站在國家層面還是從社會層面來看，綠色建筑都是未來建筑領(lǐng)域主要的發(fā)展方向。與國外其他國家相比，我國綠色建筑起步比較晚，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建出符合我國發(fā)展特點(diǎn)的綠色建筑體系，基于長遠(yuǎn)角度進(jìn)行分析，這也為建筑行業(yè)發(fā)展提供了新的前景。

3.2 綠色低碳設(shè)計理念的作用

3.2.1 應(yīng)用綠色低碳設(shè)計理念，有利于提升建筑節(jié)能效果

對于高層建筑而言，與人們?nèi)粘Ｉ钆c工作之間有著密切聯(lián)系，因此，將綠色低碳理念應(yīng)用與高層建筑設(shè)計中，也可以對人們的思想與行為起到一定的影響作用。現(xiàn)如今，基于新時期發(fā)展背景下，人們也逐漸認(rèn)識到了節(jié)能低碳工作重要性，無論在工作上、學(xué)習(xí)上還是生活中，都應(yīng)該從自身做起，在根本上實現(xiàn)節(jié)能減排的目的。在這種環(huán)境下，不但可以改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，同時還能降低對煤炭、石油等不可再生能源的使用，這對于社會可持續(xù)發(fā)展而言，也是人們所做出的重要貢獻(xiàn)。

3.2.2 有利于促進(jìn)人與自然和諧相處

近年來，相關(guān)部門在全國范圍內(nèi)開展了建筑工程整治工作，針對建筑垃圾污染比較嚴(yán)重的進(jìn)行了全面治理，無論是對于城市環(huán)境還是農(nóng)村環(huán)境，都因此得到了很大的改善?，F(xiàn)如今，人們對自身居住的環(huán)境品質(zhì)要求也越來越高，創(chuàng)造居住區(qū)自身的生態(tài)微環(huán)境也是綠色建筑設(shè)計的重要組成，既要滿足居民的生活便利，也要解決出行便利，提倡綠色出行，降低碳排放。充分利用植物種類，園林造景，降建筑融入自然之中，使見成為園林的一部分，鼓勵豎向綠化。相空間蔓延，使人身處其中，抬頭可以不是冰冷的鋼筋混凝土，映入眼簾的便是生機(jī)盎然。充分利用建筑使用中回收的水資源進(jìn)行綠化灌溉，增加海綿城市設(shè)計。不應(yīng)只停留在表面文章。建議成立專門的機(jī)構(gòu)進(jìn)行每年評測，完善監(jiān)督機(jī)制。

4、案例分析

陽光香格里家園項目是一個高層住宅樓和商業(yè)于一體的綜合體項目。項目用地位于廣東省深圳市龍崗區(qū)，由地下室、商業(yè)、和3 棟高層住宅建筑組成。本項目原基礎(chǔ)為綠建二星，為提升整體的居住環(huán)境和響應(yīng)節(jié)能減排的政策，建設(shè)方主動采用了國標(biāo)綠建三星級，國家健康三星級，并首次引入美國健康建筑WELL 金級。并實行了運(yùn)營后管理，目前全國在推廣建筑后評估工作，為此也做好了充足的準(zhǔn)備。方案前期針對河道治理，周邊噪聲檢測，場地污染物分析，周邊環(huán)境情況，主導(dǎo)風(fēng)向等做了充足的分析。并為建筑設(shè)計提供多種對比方案，不經(jīng)全程參與到設(shè)計中，設(shè)計師以主人翁的感官去全景體驗綠色建筑帶來的便利和愜意。施工圖設(shè)計過程中，針對項目的特殊性，設(shè)計師給出多種選材，多種構(gòu)造形式，以供綠建顧問的對比。室內(nèi)、景觀、建筑、綠建等專業(yè)緊密結(jié)合，齊頭并進(jìn)。例如建筑首層形成通風(fēng)廊，不僅降低了空調(diào)的使用率，還改善了場地內(nèi)的通風(fēng)環(huán)境。建筑的角度配合主導(dǎo)風(fēng)向的設(shè)計，讓建筑整體空間都可以體驗到微風(fēng)拂過山崗的清爽。地下車庫在頂板上采用導(dǎo)光管，將太陽管引入地下，減少能源的損耗。建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用新型材料節(jié)能環(huán)保材料，外窗采用可以根據(jù)業(yè)主自身需求的中置百葉窗，人性化的設(shè)計滿足不用朝向，不用生活習(xí)慣的需求。綠建設(shè)計通過前期建模模擬分析，可使全年負(fù)荷降低20%，大大的減少能源的損耗，實現(xiàn)了節(jié)能減排的標(biāo)準(zhǔn)。實現(xiàn)了事前指導(dǎo)時候監(jiān)督的服務(wù)。室內(nèi)設(shè)計采用全健康檢測系統(tǒng)，采用全套新型環(huán)保材料，施工前完成質(zhì)量送檢。景觀不僅在園林本身巧奪天工，更是采用多種豎向綠化，如種植屋面，植物墻體等。更是積極參與到建筑外立面的風(fēng)格設(shè)計中，使其建筑更好的融入園林。真正的綠色低碳絕不是單專業(yè)可以一蹴而就的，需要多方協(xié)調(diào)，共同參與，這樣的建筑才更有意義。只有多因數(shù)綜合協(xié)調(diào)才能是使用的人真切體驗到綠建帶來的舒適感和便利。

5、綠色低碳設(shè)計理念在高層建筑設(shè)計中的應(yīng)用

5.1 從施工角度完善設(shè)計圖紙

對于高層建筑設(shè)計工作而言，所面臨的工作內(nèi)容比較多，并且在設(shè)計流程上具有明顯的復(fù)雜性，這就需要多專業(yè)的技術(shù)人員共同參與到設(shè)計工作中，對設(shè)計圖紙深度不斷拓展，同時在廣度上進(jìn)行延伸，基于實際角度進(jìn)行分析，需要從細(xì)節(jié)入手，結(jié)合居民實際需求，對設(shè)計方案進(jìn)行調(diào)整與完善，保證高層設(shè)計方案在實施過程中可以滿足一定的可行性，同時在更大程度上提升設(shè)計方案質(zhì)量。一般高層建筑設(shè)計方案主要設(shè)計結(jié)構(gòu)問題與室內(nèi)裝修兩個方面的問題。首先，設(shè)計結(jié)構(gòu)需要與當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境之間進(jìn)行有效融合，而室內(nèi)裝修則需要與用戶健康之間融合，只有這樣才能滿足用戶的使用需求。結(jié)合時代發(fā)展要求，對現(xiàn)有的設(shè)計方案內(nèi)容做出調(diào)整，保證在綠色低碳環(huán)保理念下，保證設(shè)計方案滿足一定的節(jié)能減排性。

5.2 在建筑材料方面的應(yīng)用

通常情況下，施工材料的環(huán)保性與高層建筑環(huán)保價值之間有著密切聯(lián)系。所以，在綠色低碳設(shè)計理念下，高層建筑設(shè)計工作應(yīng)盡量選擇使用新型綠色環(huán)保材料。首先，設(shè)計工作人員可以挑選出市場中存在的環(huán)保型建筑工程材料，不可以使用含有毒性物質(zhì)的材料。針對最終初選的施工材料，結(jié)合材料特點(diǎn)、使用性能以及價格等因素進(jìn)行系統(tǒng)分析，在經(jīng)過評估之后，繼續(xù)淘汰一批不符合節(jié)能環(huán)保要求的施工材料，保證最終所選擇的施工材料，具有較強(qiáng)的環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性，使高層建筑施工質(zhì)量滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的基礎(chǔ)上，盡量選擇使用可再生資源制作形成的新型環(huán)保材料，從而促進(jìn)綠色低碳理念可以在高層建筑設(shè)計中得到全面實施。結(jié)合目前的高層建筑施工情況進(jìn)行分析，在所應(yīng)用到的施工材料中，鋼筋、水泥以及混凝土在其中所占據(jù)的比重較大，因此，對于高層建筑設(shè)計工作人員來說，一定要圍繞綠色低碳設(shè)計理念，對建筑施工材料所涉及的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行充分考慮，在保證高層建筑安全性與穩(wěn)定性滿足要求的基礎(chǔ)上，盡量選擇使用具有環(huán)保特點(diǎn)的施工材料，避免在使用過程中出現(xiàn)材料資源浪費(fèi)問題的出現(xiàn)。同時，材料在進(jìn)入到施工現(xiàn)場之前，施工人員需要對材料運(yùn)輸問題引起重視，嚴(yán)格遵守?fù)駜?yōu)以及就近的基本原則，在最大程度上減少材料運(yùn)輸成本的投入，避免一些不必要費(fèi)用的產(chǎn)生，最終實現(xiàn)建筑工程經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)保效益的共同提升。

5.3 在節(jié)能設(shè)計方面的應(yīng)用

針對高層建筑使用中的節(jié)能效果與環(huán)保效益而言，主要是受到節(jié)能設(shè)計環(huán)節(jié)的影響，這也是設(shè)計人員將設(shè)計理念與設(shè)計成果充分展現(xiàn)出來的重要環(huán)節(jié)。將綠色低碳理念應(yīng)用于節(jié)能設(shè)計中，其設(shè)計內(nèi)容主要體現(xiàn)在了以下幾個方面：第一，采光設(shè)計。高層建筑采光效果，不僅會影響到建筑室內(nèi)溫度、燈光設(shè)備使用頻率以及室內(nèi)濕度，同時與人們居住舒適度也有著密切聯(lián)系。因此，在開展建筑節(jié)能設(shè)計工作時，設(shè)計人員首先需要對建筑室內(nèi)采光合理性進(jìn)行充分考慮，保證采光效果可以滿足人們的使用要求?；诤暧^角度進(jìn)行分析，設(shè)計人員需要對建筑所處位置地形地勢、建筑朝向以及樓間距離等因素進(jìn)行全面了解，在此基礎(chǔ)上開展細(xì)節(jié)性的設(shè)計工作，保證每一戶型都能得到足夠的光照，從而在整體上保障高層建筑照明效果；第二，提升建筑物的通風(fēng)性。只有對高層建筑通風(fēng)性能進(jìn)行合理設(shè)計，才能保證建筑室內(nèi)實現(xiàn)自然通風(fēng)效果，通風(fēng)設(shè)計方案滿足一定的合理性，首先可以提升高層建筑室內(nèi)空氣質(zhì)量，減少居民對空調(diào)設(shè)備或者是暖氣設(shè)備的使用，有利于將風(fēng)能資源的價值作用充分發(fā)揮出來；第三，節(jié)水設(shè)計。通常情況下，高層建筑所涉及的樓層數(shù)非常多，所以工作人員面臨的施工量比較大，這就對于水資源使用有著較高的需求。為了能降低施工階段中的水資源使用量，設(shè)計人員可以在綠色低碳設(shè)計理念下，引入國外比較先進(jìn)的節(jié)水技術(shù)，對施工現(xiàn)場水資源使用量進(jìn)行合理控制，從而在更大程度上提升高層建筑的環(huán)保性。

5.4 高層建筑設(shè)計中的體量控制

因為高層建筑本身具有非常大的集約化特點(diǎn)，因此，采取適當(dāng)?shù)捏w量控制策略，不管是從建造成本還是后期維護(hù)等方面來看，都存在最優(yōu)化的適度范圍關(guān)系。所以，基于綠色低碳設(shè)計理念下，應(yīng)對高層建筑體量進(jìn)行合理控制，促進(jìn)建筑領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。對于高層建筑體量控制工作而言，主要涉及了看建筑高度控制與體型系數(shù)控制兩個方面。首先，對于高度控制工作來說，與建筑所處區(qū)域地質(zhì)條件、建筑結(jié)構(gòu)以及城市規(guī)范之間有著密切聯(lián)系。設(shè)計人員應(yīng)對節(jié)能與環(huán)保工作的重要性引起重視，對高層建筑施工成本進(jìn)行合理量化，減少能源消耗問題的出現(xiàn)，對多種方案進(jìn)行合理選擇，確定最合適的范圍，從而實現(xiàn)高層建筑綠色低碳設(shè)計效果。

5.5 重視外圍結(jié)構(gòu)設(shè)計

針對不同的高層建筑結(jié)構(gòu)時，設(shè)計方面也有著不同的要求，所以在設(shè)計階段中經(jīng)常會受到各方面因素影響。針對高層建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)開展設(shè)計工作時，因為在圍護(hù)結(jié)構(gòu)對于建筑整體低碳節(jié)能理念實施具有重要的影響作用，所以經(jīng)常會出現(xiàn)設(shè)計內(nèi)容不符合綠色低碳要求的現(xiàn)象。因此，在外圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計階段中，設(shè)計人員需要對窗戶形狀以及位置朝向全面了解，同時分析外窗對窗墻比存在的影響，基于環(huán)保角度進(jìn)行分析，需要對各項指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格控制，保證采光以及通風(fēng)性可以滿足相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求。對開窗面積進(jìn)行合理設(shè)計，因為建筑窗戶形狀各不相同，所以位置朝向也具有明顯差異，最終會體現(xiàn)出不同的采光與通風(fēng)效果。其次，設(shè)計人員需要對方向、規(guī)格等進(jìn)行合理設(shè)計，對區(qū)域內(nèi)的自然氣候條件充分利用，保證建筑室內(nèi)具有良好的采光通風(fēng)性能，同時，也能使高層建筑外窗具有良好的保溫性能以及隔熱保溫效果。

結(jié)語：

綜上所述，基于現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展背景下，對于我國建筑領(lǐng)域而言，在開展高層建筑設(shè)計工作時，應(yīng)該轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的思想觀念，將綠色低碳理念應(yīng)用于高層建筑設(shè)計中，加強(qiáng)對專業(yè)理論知識的學(xué)習(xí)，不斷豐富自身工作經(jīng)驗，在對現(xiàn)場實際情況了解的基礎(chǔ)上，選擇具有環(huán)保性的施工材料，基于低碳環(huán)保角度，對設(shè)計方案中的內(nèi)容做出合理調(diào)整。其次，設(shè)計單位還需要對優(yōu)化管理工作引起重視，保證將設(shè)計方案中的低碳環(huán)保價值充分體現(xiàn)出來，從而促進(jìn)建筑領(lǐng)域經(jīng)濟(jì)效益與社會效益的共同提升，實現(xiàn)人與自然之間的和諧相處。