綠色建筑設(shè)計在高層建筑設(shè)計中的應(yīng)用研究

舒廣祥

（安徽 合肥 230000）

0 引言

資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的戰(zhàn)略發(fā)展方針加快了我國的建筑行業(yè)與綠色建筑理念的融合進程，不僅可促進建筑行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，同時也在一定程度上提升了高層建筑的功能性，避免了城市發(fā)展對生態(tài)環(huán)境的破壞。相關(guān)設(shè)計人員需要時刻平衡好城市發(fā)展與自然環(huán)境之間的關(guān)系，實現(xiàn)綠色建筑設(shè)計與社會效益及經(jīng)濟利益之間的融合，避免出現(xiàn)建筑垃圾多、資源消耗大等問題，對建筑行業(yè)的進一步發(fā)展造成不良影響。

1 綠色建筑設(shè)計概述

1.1 內(nèi)涵

綠色建筑設(shè)計要求相關(guān)設(shè)計人員平衡好建筑與生態(tài)之間的和諧發(fā)展關(guān)系。建筑設(shè)計師通過在設(shè)計中巧妙融入綠色環(huán)保的基本理念，綜合生態(tài)環(huán)境特質(zhì)及傳統(tǒng)建筑設(shè)計方式，逐漸形成以節(jié)能降耗、低碳環(huán)保為核心的建筑設(shè)計模式。將綠色建筑設(shè)計融入當下的高層建筑設(shè)計中，還可以給予廣大業(yè)主較為舒適的居住、辦公體驗，同時在極大程度上迎合了業(yè)主的精神、審美需要，通過多樣化的環(huán)保措施有效解決了大部分環(huán)境污染問題，為綠色和諧的城市建設(shè)提供了動力，實現(xiàn)了人與自然的和諧相處。

1.2 原則

在進行高層建筑設(shè)計時，相關(guān)設(shè)計人員需要嚴格遵循以下4 點原則。

（1）資源優(yōu)化配置原則。在實際的設(shè)計工作中，相關(guān)人員需要以因地制宜為主要原則，對新能源、建筑選址、光照風能等資源進行科學的設(shè)計與應(yīng)用，并通過設(shè)計排水、通風等方案，有效提升自然資源的使用效率。

（2）節(jié)能環(huán)保原則。設(shè)計師應(yīng)當綜合業(yè)主對于建筑的不同使用需要，結(jié)合節(jié)能環(huán)保的理念進行設(shè)計，充分發(fā)揮各類節(jié)能設(shè)備、節(jié)能材料的優(yōu)勢，重點突出高層建筑的功能性與綠色性。

（3）綠色生態(tài)原則。建筑設(shè)計人員應(yīng)當以自然與建筑和諧發(fā)展為主要觀念，并將其落實到各設(shè)計環(huán)節(jié)中，保證建筑整體的低碳性、可持續(xù)性，同時也需要深入挖掘當?shù)厝宋募白匀坏荣Y源優(yōu)勢，實行各類要素的充分融合，保證其滿足當?shù)厝罕姷膶徝琅c使用需要。

（4）系統(tǒng)性原則。相關(guān)人員需要依照具體的建筑結(jié)構(gòu)進行針對性設(shè)計，保證局部與整體布局的和諧統(tǒng)一。

1.3 重要性

1.3.1 提升環(huán)境舒適度

在高層建筑中融入綠色建筑設(shè)計觀念，可極大提升建筑的節(jié)能環(huán)保特性，同時也促進了環(huán)境舒適度。相關(guān)設(shè)計人員應(yīng)當對整體的建筑空間進行合理布局，通過應(yīng)用各類綠色建材增加了建筑空間私密性，給業(yè)主安全、舒適的居住、辦公體驗。同時利用綠色建材也可以有效降低建筑周邊環(huán)境及內(nèi)部空間的污染問題，避免了有毒有害物質(zhì)對于廣大群眾生命健康的影響。另外，綠色建筑設(shè)計的應(yīng)用，使得高層建筑充分利用了如太陽光、風能等自然資源，在節(jié)能降耗之余也使得業(yè)主可以充分享受到大自然愉悅、放松、舒適的感覺。

1.3.2 改善高層建筑自我調(diào)節(jié)能力

綠色建筑設(shè)計的合理應(yīng)用，可有效改善高層建筑的自我調(diào)節(jié)能力水平。設(shè)計師可以充分利用施工現(xiàn)場如降水、溫濕度、通風光照等環(huán)境特點，提高建筑整體的節(jié)能降耗成效，實現(xiàn)了高層建筑的自我調(diào)節(jié)，極大延長了高層建筑的實際使用時限，使得建筑整體的功能性得到了加強，充分凸顯其可持續(xù)發(fā)展的特性。

1.3.3 實現(xiàn)建筑與自然和諧發(fā)展

在建筑設(shè)計師實際工作期間，需要將綠色建筑設(shè)計理念貫徹落實到整體設(shè)計方案中，實現(xiàn)自然、建筑、業(yè)主多角度、全方面的和諧統(tǒng)一。綠色建筑設(shè)計主要以可持續(xù)發(fā)展為原則，可深入挖掘自然資源優(yōu)勢，如參考建筑場地周邊的環(huán)境，確定具體的建筑位置、依據(jù)本地的降水狀況設(shè)計建筑的排水系統(tǒng)并依據(jù)光照的強度、角度、市場等決定建筑高度，盡量縮短業(yè)主使用空調(diào)等大功率電器的時長，有效節(jié)約了電能等資源的損耗，不僅降低了業(yè)主的資金投入、提升了居住及辦公的舒適度，也突出了人與自然和諧共處的設(shè)計原則[1]。

2 綠色建筑設(shè)計在高層建筑設(shè)計中的具體應(yīng)用

與以往的建筑設(shè)計不同的是，綠色建筑設(shè)計要求相關(guān)人員將自然、建筑、業(yè)主的互動關(guān)系融入各設(shè)計環(huán)節(jié)中，盡量減少能源消耗對生態(tài)環(huán)境的影響。在實際的設(shè)計工作期間，相關(guān)人員應(yīng)當時刻將整體性作為主要的設(shè)計原則，保證設(shè)計的科學性及可行性，如充分考慮建筑周邊環(huán)境的溫濕度等特質(zhì)，同時依據(jù)實際的建筑使用性能需要，科學挑選各類建材，嚴禁出現(xiàn)不必要的浪費。

2.1 建筑選址

在設(shè)計高層建筑的整體方案時，最主要的就是做好建筑物的選址工作。選址是保證整體建筑物使用性能及使用感受的關(guān)鍵因素，相關(guān)設(shè)計人員需要充分掌握建筑物周邊地質(zhì)、地形、地貌等條件的具體狀況。同時在正式進行設(shè)計時，應(yīng)當廣泛征求群眾及業(yè)主的建議，可將部分較為老舊的建筑進行拆除，并以此為基礎(chǔ)進行高層建筑的建設(shè)施工，使得城市的土地資源可得到高效利用。此外，建筑的選址在一定程度上也會對建筑周邊的環(huán)境造成影響，如選址不當就極有可能會打破建筑周邊的生態(tài)平衡，影響周邊其他建筑的正常使用，因此在實際的設(shè)計工作中，相關(guān)人員應(yīng)當盡量避免利用填砂造地等方式獲取土地資源。另外，設(shè)計人員也應(yīng)當將建筑周邊的氣候自然條件作為主要的參考要素，保證建筑選址的科學性及宜居性。

2.2 散熱設(shè)計

在利用綠色建筑理念設(shè)計高層建筑時，設(shè)計人員應(yīng)當考慮到建筑物本身的功能、形態(tài)等特質(zhì)對于高層建筑實際施工質(zhì)量及成效的影響，不僅需要關(guān)注實用性及美觀性，更重要是考慮其環(huán)保性能，提前計算好建筑的散熱比等數(shù)據(jù)，實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。建筑設(shè)計師應(yīng)當提前計算好整體建筑的各項數(shù)據(jù)，得到較為精確的散熱比及體形系數(shù)，并以此為基礎(chǔ)明確相應(yīng)的設(shè)計參數(shù)，保證整體設(shè)計的精確性及可行性。一般來說，高層建筑本身的表面積較大，因此其散熱性較為良好，由此，設(shè)計師需要充分利用這一優(yōu)勢，根據(jù)實際的使用需要，合理規(guī)劃建筑外觀，并科學改進建筑的整體構(gòu)造，如在設(shè)計電梯位置時，設(shè)計人員就可以將其布置在背陽的一側(cè)，盡量避免強烈的太陽光直射對電梯本身的散熱造成影響，極大提升電梯的可使用期限[2]。

2.3 朝向采光

朝向是設(shè)計人員需要重點考慮的問題，直接決定了建筑物的采光及西曬情況，同時在進行朝向設(shè)計期間，設(shè)計人員應(yīng)當重點考慮建筑本身的能源消耗及環(huán)保問題。由此，在正式開始設(shè)計前，建筑設(shè)計師需要就建筑的具體建造位置進行考量，還需要綜合建筑物周邊的環(huán)境確定具體的建筑朝向，保證能有更多的自然光照射到建筑物中，保證建筑內(nèi)部的良好采光。同時，建筑物本身與周邊其他建筑的間距也是影響其采光的關(guān)鍵因素，特別是在設(shè)計高層建筑時，設(shè)計師并不能保證所有的樓層均具有較為良好的采光條件，就只能盡量保證大多數(shù)樓層的采光效果。在設(shè)計環(huán)節(jié)，可以融入陽光追逐設(shè)計，在保證戶型設(shè)計合理的條件下，盡量采用傳統(tǒng)坐北朝南、南北通透的設(shè)計方案。采光的問題除了以上的兩點因素，還與建筑內(nèi)部的格局設(shè)計有關(guān)，因此設(shè)計人員需要保證室內(nèi)空間劃分的科學性，在保證內(nèi)部格局合理性的前提下，盡量為業(yè)主提供較為充足的采光條件。

2.4 通風排水

在進行綠色高層建筑設(shè)計時，設(shè)計人員需要就公共區(qū)域的門窗進行科學的設(shè)計，精確掌握建筑周邊環(huán)境的自然風力及氣候變化等因素，將布局合理作為基礎(chǔ)的設(shè)計原則，精準計算建筑間距，同時考慮不同季節(jié)的不同風力需要，引入物理學相關(guān)知識，利用風力與門窗之間的牽引關(guān)系進行設(shè)計，保證建筑物內(nèi)部時刻可以感受到流動的自然風。但是需要注意的是，在進行通風設(shè)計期間，相關(guān)人員需要重點考慮門窗的防風性，避免因過度重視通風設(shè)計而導致門窗的防風性能起不到原有的作用，極大影響建筑本身的保溫隔熱能力。

高層建筑排水功能的設(shè)計屬于系統(tǒng)性設(shè)計的一種，主要涵蓋了降水收集系統(tǒng)、綠化及建筑區(qū)域管理系統(tǒng)等環(huán)節(jié)。①在設(shè)計屋面時，設(shè)計人員可以通過合理設(shè)置屋面的排水孔及坡度，使得降水收集系統(tǒng)體現(xiàn)出漸進特性。②保證地下排水及排水管的連接性，滿足不同降水條件下的排水需要。③設(shè)計人員還應(yīng)當依據(jù)建筑物規(guī)定的綠化需要，精確計算降水收集量、地下排水量、綠化需求量、儲水池容量等數(shù)據(jù)，保證整體排水設(shè)計的系統(tǒng)性、完整性、科學性[3]。

2.5 墻體設(shè)計

墻體是影響高層建筑設(shè)計質(zhì)量的關(guān)鍵要素之一，包括了外部墻體及內(nèi)部墻體兩方面。其中，外墻質(zhì)量是保證整體建筑穩(wěn)定性及安全性的重要因素。外墻實際上可看做是整個建筑物的框架，一旦框架出現(xiàn)安全問題，將直接對整體建筑的穩(wěn)固性造成影響。內(nèi)墻具有保溫散熱、防風防潮等性能，直接與業(yè)主的居住、辦公舒適度掛鉤。由此建筑設(shè)計師應(yīng)當盡量平衡好內(nèi)墻與外墻之間的關(guān)系。作為建筑設(shè)計中能源消耗量最大的部分，外墻的能耗在整個建筑建設(shè)中占比約為25%，設(shè)計人員不僅需要保證外墻設(shè)計合理性，更重要的是實現(xiàn)節(jié)能降耗，因此就需要在保證建筑安全穩(wěn)固的同時盡量減少外墻面積。設(shè)計人員可充分利用美術(shù)及數(shù)學知識，例如，運用圓形或類圓形的方式設(shè)計建筑外觀，不僅可以極大減少建筑的外墻面積，同時也增加了建筑本身的創(chuàng)意美感，達到了節(jié)能環(huán)保、提升審美的目的。除了面積，外墻也需要嚴格依照原有的設(shè)計方案，在保證其性能及規(guī)格符合要求的情況下選用綠色節(jié)能材料，保證材料的無毒害、無污染。除此之外，設(shè)計人員也可以在內(nèi)墻與外墻之間添加保溫層，可利用外墻的耐磨、耐久特性避免保溫層受到雨雪等侵蝕，提升建筑內(nèi)部的保溫成效，使得建筑整體呈現(xiàn)冬暖夏涼的特質(zhì)。

2.6 節(jié)能門窗

門窗設(shè)計同樣也是影響高層建筑綠色節(jié)能成效的關(guān)鍵因素，是高層建筑不可或缺的一部分，但若是出現(xiàn)門窗設(shè)計不合理的情況，將會導致門窗受損情況嚴重，需要頻繁進行更換，人、物、財投入較大，資源浪費情況較為嚴重。因此，在進行門窗設(shè)計時，應(yīng)當考慮到氣壓、風壓等因素，也要考慮到門窗在開關(guān)期間產(chǎn)生噪聲對業(yè)主的影響。由此，為保證建筑物內(nèi)安靜的氛圍，設(shè)計人員可對門窗進行隔音、防風、抗壓處理。此外，建筑物常見的還有光污染問題，為避免過量的光照影響業(yè)主的正常生產(chǎn)生活，可設(shè)計采用多種不同材質(zhì)的玻璃，在保證不妨礙建筑本身采光的同時避免建筑內(nèi)部出現(xiàn)光污染問題。另外，窗戶設(shè)計的不合理也會影響建筑物的采光能力，在不同的溫度及光照影響下，窗戶的位置、高度都將影響室內(nèi)的采光情況。由此設(shè)計人員需要參考不同環(huán)境因素設(shè)計窗戶，積極引進節(jié)能窗戶等較為先進的設(shè)計[4]。

2.7 景觀設(shè)計

綠化景觀設(shè)計是保證室內(nèi)建筑環(huán)境舒適性的重要環(huán)節(jié)，綠植的選擇應(yīng)盡量滿足不同業(yè)主對于景觀的不同審美需要，落實個性化設(shè)計原則，盡量選擇不含花粉的植物進行景觀設(shè)計。在進行景觀展示時也應(yīng)當盡量保證綠植的合理搭配，在景觀造型、色彩搭配等方面保證其鮮明性及層次性，提升其觀賞性。需要注意的是，綠植景觀雖然具有凈化空氣、美化環(huán)境等重要作用，但是設(shè)計師需要控制好綠植景觀的占比，避免過多的綠植搶占室內(nèi)空間并影響室內(nèi)的采光。一般來說，綠色景觀設(shè)計的遮陽率應(yīng)盡量小于50%。

2.8 水資源利用

高層建筑設(shè)計中，水資源的有效利用是十分重要的，是設(shè)計師需要重點關(guān)注的問題。為保證綠色建筑設(shè)計充分落實到高層建筑設(shè)計中，設(shè)計人員應(yīng)當在建筑周邊加裝一整套收集、過濾、儲水系統(tǒng)，利用自然降水的優(yōu)勢，在建筑物的周邊加裝雨水收集裝置，并通過過濾流程提升降水水質(zhì)，并將其應(yīng)用到建筑周邊的綠植澆灌作業(yè)中，實現(xiàn)降水的重復利用，保證水資源的有效循環(huán)，達到高效節(jié)水的目的[5]。

3 結(jié)語

綜上而言，想要保證高層建筑的綠色健康可持續(xù)發(fā)展，就需要設(shè)計出符合環(huán)保標準規(guī)定的綠色生態(tài)化建筑，并就建筑的能量損耗問題進行較為全面的了解，就建筑選址、散熱設(shè)計、朝向采光、通風排水、墻體設(shè)計、節(jié)能門窗、景觀設(shè)計、水資源利用等具體施工要求，因地制宜設(shè)計出可行的方案，提升高層建筑質(zhì)量，鼓勵更多的建筑設(shè)計師充分發(fā)揮自身的創(chuàng)造想象力，積極探索全新的建筑設(shè)計方法，實現(xiàn)綠色建筑設(shè)計理念與高層建筑設(shè)計的深入融合，為促進綠色環(huán)保城市建設(shè)提供助力。