高層民用建筑設(shè)計中綠色建筑設(shè)計的應(yīng)用

李恩清

（山西中方森特建筑工程設(shè)計研究院，山西太原 030002）

隨著我國建筑規(guī)模的擴大，建筑行業(yè)發(fā)展中產(chǎn)生較多的能源消耗和較為嚴(yán)重的環(huán)境污染。為此，在建筑行業(yè)發(fā)展中，就將節(jié)能環(huán)保作為主要發(fā)展目標(biāo)。自綠色建筑設(shè)計理念實施以來，建筑環(huán)保理念也在不斷深化。在建筑設(shè)計發(fā)展中合理應(yīng)用建筑綠色節(jié)能技術(shù)，可有效減少建筑的資源消耗及環(huán)境污染，推動建筑行業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

1 綠色建筑概述

現(xiàn)階段，人們的生活質(zhì)量明顯改善，且人們的環(huán)保意識也顯著增強，在建筑行業(yè)發(fā)展中也更加注重環(huán)保，在這一背景下催生了綠色建筑。綠色建筑主要指在建筑工程建設(shè)和施工中，充分尊重環(huán)保的基本理念，高效利用綠色施工技術(shù)的建筑工程。綠色建筑在充分保證住戶舒適性和身心健康的同時，也顯著降低工程建設(shè)和施工中所產(chǎn)生的能源消耗，有效控制建筑設(shè)計和施工對生態(tài)環(huán)境造成的不利影響，協(xié)調(diào)建筑與自然環(huán)境之間的關(guān)系。

2 綠色建筑的設(shè)計原則

2.1 高效利用可再生清潔型能源

在綠色建筑設(shè)計中，利用可再生清潔型能源具有重要意義，這有助于控制能源損耗與資源浪費，減輕環(huán)境污染，達到節(jié)能降耗的目標(biāo)。太陽能是最重要的可再生清潔型能源，在綠色建筑設(shè)計中，設(shè)計人員可以設(shè)置太陽能熱水系統(tǒng)、太陽能供熱系統(tǒng)、太陽能采暖系統(tǒng)與太陽能空氣集熱系統(tǒng)。隨著綠色建筑行業(yè)的蓬勃發(fā)展以及現(xiàn)代科技水平的提高，各類太陽能利用技術(shù)日趨完善化與成熟化，這可以進一步增強能源降損效果。此外，地?zé)崮艿拈_發(fā)利用也不容小覷。設(shè)計人員可以利用地?zé)崮苻D(zhuǎn)換原有的供熱模式，控制能源損耗，達到綠色建筑的預(yù)期發(fā)展目標(biāo)。現(xiàn)階段，土壤耦合熱泵系統(tǒng)與地下水源熱泵等建筑補充供熱方式受到社會各界的高度推崇。雨水回收利用也可以將經(jīng)過凈化處理的自然水用于道路清潔、車輛清洗或綠化灌溉，同時，合理利用生物質(zhì)能、風(fēng)能、潮汐能等可再生能源，也可實現(xiàn)生態(tài)效益的最大化。

2.2 協(xié)同性原則

加大各個環(huán)節(jié)及各類要素的綜合管控力度，是推動綠色建筑行業(yè)良好發(fā)展的先決條件。為此，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)在設(shè)計前，深入實地進行環(huán)境考察。通過地質(zhì)勘測作業(yè)，掌握建筑工程項目所在區(qū)域的地質(zhì)結(jié)構(gòu)條件，根據(jù)地質(zhì)結(jié)構(gòu)勘測結(jié)果，優(yōu)化設(shè)計方案，進一步降低能源損耗指標(biāo)。與此同時，秉承與時俱進的基本原則，高效應(yīng)用各類多元化技術(shù)，從而增強綠色建筑的方案落實效果。

例如，在整個建筑工程體系中，電能損耗量較大，設(shè)計人員必須結(jié)合地理環(huán)境特征，改善室內(nèi)通風(fēng)條件，盡可能地延長自然光時效，控制電能損耗。采取垂直綠化方式（見圖1），既可以起到保溫隔熱、防水抗潮的作用，又可以吸除空氣灰塵，改善空氣品質(zhì)。

圖1 垂直綠化

3 高層建筑中綠色建筑設(shè)計的應(yīng)用

3.1 建筑的選址

高層民用建筑設(shè)計前，對建筑選址和周邊環(huán)境予以全面勘察和分析。建筑周邊環(huán)境以及其對建筑能耗的影響是建筑選址過程中必須充分考慮的問題，選址的過程中需做好氣候資料和地質(zhì)資料的采集工作，同時還要對資料予以全面和科學(xué)的分析，以此為基礎(chǔ)研究論證工程設(shè)計，確定建筑的朝向、層數(shù)和規(guī)格。

3.2 節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

3.2.1 朝向設(shè)計

朝向設(shè)計中應(yīng)科學(xué)分析建筑的地理位置及朝向，充分利用自然光，高層建筑朝陽設(shè)計可有效減少能源消耗。自然采光是當(dāng)前建筑節(jié)能設(shè)計的主要方式。高層民用建筑高度差異較為明顯，要求戶型格局滿足工程要求，以有效利用室內(nèi)的日照時間。設(shè)計人員在開展設(shè)計工作時務(wù)必立足環(huán)保，嚴(yán)格控制樓宇間的距離和朝向。

3.2.2 充分利用自然風(fēng)

在建筑設(shè)計中，建筑要高效利用自然風(fēng)的溫度調(diào)節(jié)作用，滿足居民對室內(nèi)溫度舒適性的要求。在設(shè)計的過程中，注意全面結(jié)合自然風(fēng)風(fēng)向的變化，最大限度利用自然風(fēng)，提高布局和設(shè)計的合理性，同時減小對夏季自然風(fēng)的遮擋面積。此外，避免冬季的自然風(fēng)直接吹向建筑，使建筑內(nèi)部形成自然對流，以改善建筑的通風(fēng)環(huán)境。不僅如此，充分利用自然風(fēng)還可極大地減少能源消耗，保證建筑的節(jié)能性與環(huán)保性。

3.2.3 合理應(yīng)用保溫技術(shù)

在高層民用建筑設(shè)計中，注意根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蛞蛩兀茖W(xué)選擇保溫技術(shù)，設(shè)計人員需在建筑墻梁、屋面和外墻等處設(shè)置自然保溫技術(shù)，以保證建筑節(jié)能的效果。

3.2.4 陽臺設(shè)計

在綠色建筑設(shè)計中，設(shè)計人員通常選擇挑出式陽臺，這種設(shè)計方式一方面可擴大高層建筑的面積，另一方面也可在高層建筑中構(gòu)建遮陽的區(qū)域，在展現(xiàn)良好節(jié)能效果的同時，也能夠更好地加強生態(tài)系統(tǒng)的平衡性。

3.2.5 積極應(yīng)用節(jié)能門窗

門窗的熱量損失最大，因此在門窗部分的設(shè)計中，應(yīng)考慮氣壓與風(fēng)力的變化對門窗結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的不利影響。采取有效措施做好門窗的抗壓、防風(fēng)和隔音設(shè)計，合理應(yīng)用節(jié)能門窗，減少建筑的能耗，并采取有效措施合理規(guī)避光污染。

3.2.6 水資源的高效利用

在高層建筑綠色設(shè)計中，應(yīng)充分結(jié)合民用建筑地理位置合理設(shè)置排水系統(tǒng)，確保排水系統(tǒng)在運行的過程中可滿足排水的需要，最大限度回收可用的雨水和中水。施工人員可利用雨水收集器處理雨水，處理后可用雨水灌溉清潔道路，以此提高水資源的利用率，降低建筑的能源消耗。

3.3 綠色景觀技術(shù)的合理應(yīng)用

建筑綠化在綠色建筑設(shè)計中是不可忽視的內(nèi)容，綠色植物本身具有調(diào)節(jié)氣候的功能，可吸收環(huán)境污染和噪聲，有效降低能源消耗，而且室內(nèi)熱環(huán)境也得以顯著改善。因地制宜是綠色建筑設(shè)計中的重要原則，設(shè)計人員必須積極應(yīng)用立體綠化的方式，以增強植物綠化的效果。

4 綠色建筑實例分析

某民用高層建筑建筑面積為1.9 萬m2，共16 層，地下2 層，地上14 層。該建筑功能區(qū)較多，如辦公、研發(fā)、地下停車等。設(shè)計時應(yīng)利用立體疊加的手段，充分保證不同的功能模塊可以流線組織、空間需求和性質(zhì)來保證其設(shè)計的合理性，同時，不同功能區(qū)的建筑外圍構(gòu)造也是設(shè)計中的重要部分，必須給予高度重視。

4.1 建筑技術(shù)支撐

建造建筑主要是為滿足人們的需要。所以在設(shè)計的過程中，要更加重視保障使用者的健康，這也體現(xiàn)綠色建筑設(shè)計中的人本原則。在設(shè)計中，本工程利用電子計算機系統(tǒng)模擬光照、通風(fēng)和噪聲，同時充分結(jié)合更為成熟和完善的設(shè)計方式，提高室內(nèi)外環(huán)境的質(zhì)量，保證住戶的身體健康，改善設(shè)計的質(zhì)量。

4.2 圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計

本工程設(shè)計中在圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能方面采取多種節(jié)能措施，如完善外遮陽保溫、使用節(jié)能玻璃和保溫墻體的等，實現(xiàn)了良好的節(jié)能效果，同時也對建筑深度采取有效措施加以控制，使室內(nèi)的自然采光效果也得以優(yōu)化。

4.2.1 外墻節(jié)能的有效策略

在該工程設(shè)計的過程中，外墻保溫隔熱措施主要有三種，分別為塑聚苯板復(fù)合墻板加擠塑式水泥聚苯板、聚氨酯泡沫噴涂材料復(fù)合墻板加擠塑式水泥聚苯板以及外墻保溫裝飾板。在設(shè)計的過程中，為更好地包裹柱及梁結(jié)構(gòu)，需在建筑下方的墻面內(nèi)側(cè)噴涂聚氨酯泡沫，這種處理方式有效避免熱橋效應(yīng)，而且上部也采取外墻外保溫隔熱措施，加強建筑室內(nèi)溫度的舒適性。

4.2.2 屋頂和架空層的節(jié)能設(shè)計

在屋頂設(shè)計，設(shè)計人員根據(jù)工程實際和具體方位，應(yīng)用倒置式屋頂、種植屋面、散溫屋面和屋面遮陽等節(jié)能技術(shù)。屋面利用厚度為30mm 的XPS 倒置式隔熱構(gòu)造，且部分結(jié)構(gòu)當(dāng)中采用種植屋面。再者，在屋面上設(shè)置光伏電池板以及平板式太陽熱水集熱板，該設(shè)置有效增強了建筑屋面的遮陽效果。同時倒置式屋面還可防止防水層和基層受到熱變形的不利影響，完善防水層的使用性能，延長防水層的使用壽命。

5 結(jié)語

綜上所述，在高層民用建筑設(shè)計設(shè)計中，合理應(yīng)用綠色建筑設(shè)計理念，一方面可保證設(shè)計的質(zhì)量和效率，另一方面也可減少建筑建設(shè)中產(chǎn)生的能源消耗和環(huán)境污染。建筑設(shè)計時，設(shè)計人員需參照能源消耗、水資源、采光及通風(fēng)方面的問題，采取有效措施加以控制和處理，從而體現(xiàn)綠色設(shè)計的個性化特征，確保建筑設(shè)計的每一個環(huán)節(jié)均可彰顯低耗能生態(tài)化的設(shè)計理念。