綠色建筑設(shè)計在高層建筑設(shè)計中的應(yīng)用

儲惠忠

（蘭州市城市建設(shè)設(shè)計院，甘肅 蘭州730050）

1 綠色建筑設(shè)計的本質(zhì)涵義

所謂的“綠色建筑設(shè)計”指的是：在建設(shè)建筑物時，與自然環(huán)境進(jìn)行了密切的融合，同時在建筑物施工過程中，通過各種設(shè)計方法，減少建筑物對自然環(huán)境的污染程度。另外，要充分考慮建筑物本身損耗的資源，并通過各種方法對資源的損耗進(jìn)行合理控制，在達(dá)到保護(hù)自然環(huán)境的基礎(chǔ)上，提高建筑物的環(huán)保與節(jié)能作用。

在高層建筑中融合綠色建筑設(shè)計理念，是實現(xiàn)生活環(huán)境可持續(xù)健康發(fā)展的關(guān)鍵。同時，也是響應(yīng)我國保護(hù)生態(tài)環(huán)境戰(zhàn)略思想的重要措施。對于高層建筑而言，綠色建筑設(shè)計理念不僅能有效改善環(huán)境污染問題，同時還能減少能源的損耗，更能有效保護(hù)高層建筑的周邊環(huán)境，提高自然環(huán)境質(zhì)量。綠色建筑設(shè)計相較于傳統(tǒng)建筑設(shè)計，其無論是設(shè)計思路還是設(shè)計形式，都能在最大程度上降低高層建筑損耗的能源。立足于生態(tài)環(huán)境保護(hù)的角度，充分發(fā)揮資源的使用效率，是綠色建筑的建筑優(yōu)勢。

2 高層建筑設(shè)計中綠色建筑設(shè)計的應(yīng)用價值

隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷提高，人們的環(huán)保意識愈加強(qiáng)烈，同時對綠色建筑也愈加追求。高質(zhì)量的綠色建筑不僅能減少建筑資源的浪費，同時還能協(xié)調(diào)人與自然的關(guān)系，促使二者能夠?qū)崿F(xiàn)和諧發(fā)展。高層建筑已經(jīng)成為了城市發(fā)展的一部分，對其實施綠色建筑設(shè)計，一方面既能幫助高層建筑實現(xiàn)自我調(diào)節(jié)，有效凈化各種污染源，如廢水、廢氣等，并且還可以通過自我調(diào)節(jié)的方式，科學(xué)、合理地處理采光、濕度、溫度等。另一方面，還能使高層建筑充分發(fā)揮自然體系的功能優(yōu)勢，避免過度浪費資源等問題的發(fā)生。目前，大部分城市中的高層建筑，采用的都是人工的方法進(jìn)行通風(fēng)，這種通風(fēng)模式在運行過程中，極易浪費大量的資源，而且還無法為人們帶來自然空氣與光線，甚至還會對居民的身體造成一定的傷害。在高層建筑中應(yīng)用綠色建筑設(shè)計理念，既避免了資源浪費，又能使居民享受到良好的自然氣息。目前，我國人口正呈現(xiàn)逐年攀升的發(fā)展形勢，只有不斷打造高層綠色建筑，才能為人民群眾帶來更加舒適的生活條件。

近年來，綠色建筑設(shè)計理念已經(jīng)被各大城市所認(rèn)可，并加快了高層綠色建筑的建設(shè)進(jìn)程。例如，我國CS市長期以來，一直關(guān)注高層綠色建筑工作，并且在2018年開展了第五次綠色建筑試點工作（詳情見表1），以此推動人與自然的和諧發(fā)展，使城市居民能夠體驗到更好的綠色環(huán)境。

表1 CS市2018年第五次綠色建筑試點一覽表

3 綠色建筑設(shè)計原則

設(shè)計人員在融合綠色建筑設(shè)計理念時，應(yīng)做到以下幾點原則：一是，以人為本。設(shè)計人員應(yīng)以業(yè)主的實際需求為前提條件，在此基礎(chǔ)上科學(xué)、合理地融合綠色建筑理念，同時還應(yīng)在產(chǎn)品設(shè)計中，充分考慮業(yè)主的使用感受，進(jìn)一步體現(xiàn)綠色建筑的價值。二是，節(jié)能環(huán)保。這也是高層建筑設(shè)計過程中最重要的原則，設(shè)計人員在貫徹節(jié)能環(huán)保原則時，應(yīng)在建筑產(chǎn)品中充分展現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的建筑優(yōu)勢。三是，整體性原則。設(shè)計人員在對高層建筑進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計的過程中，要保證綠色建筑設(shè)計不僅具備系統(tǒng)性，同時還應(yīng)具備良好的整體性，避免出現(xiàn)各種消極現(xiàn)象。四是，相互影響。設(shè)計人員在設(shè)計產(chǎn)品過程中，應(yīng)對周圍環(huán)境進(jìn)行深入的調(diào)查，探究周邊環(huán)境與建筑物之間的相互影響關(guān)系，避免二者之間出現(xiàn)相互干擾的現(xiàn)象。

4 綠色建筑設(shè)計理念在高層建筑設(shè)計中的應(yīng)用方向

4.1 重點關(guān)注高層建筑的朝向設(shè)計

在高層建筑中融合綠色建筑設(shè)計，首先應(yīng)重點關(guān)注高層建筑的朝向問題，避免經(jīng)緯度和太陽輻射，對綠色建筑設(shè)計元素產(chǎn)生負(fù)面的影響。因此，在設(shè)計高層建筑物時，設(shè)計人員應(yīng)對當(dāng)?shù)貙嶋H情況進(jìn)行深入的調(diào)查，以此科學(xué)地確定高層建筑的樓體屬性與南北朝向。其次，在采光充足的情況下，應(yīng)擴(kuò)展南向開窗面積。

4.2 科學(xué)規(guī)劃高層建筑的整體形態(tài)

在設(shè)計高層建筑時，設(shè)計人員應(yīng)細(xì)致剖析建筑的基本形態(tài)，以及散熱比值問題。在高層建筑物中，基本形態(tài)越大的建筑物，則會散失更多的熱量，因此，在設(shè)計高層建筑外觀過程中，設(shè)計人員應(yīng)結(jié)合業(yè)主的需求，科學(xué)規(guī)劃高層建筑的結(jié)構(gòu)與設(shè)施。例如，在設(shè)計機(jī)房、電梯等建筑時，應(yīng)盡量選擇建筑物的西向或南向，如此一來，便可實現(xiàn)遮擋陽光的效果。其次，設(shè)計人員還可根據(jù)建筑物的屬性，設(shè)計空中庭院，以此達(dá)到自然通風(fēng)的效果。

4.3 綜合運用綠色景觀技術(shù)

綠色景觀的構(gòu)建也是當(dāng)前高層建筑實現(xiàn)綠色建筑設(shè)計的一個重要手段，這種設(shè)計手段既能使空氣中的碳氧含量相互平衡，同時還具有降低噪聲的效果。如此，才能在優(yōu)化生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保，并提高建筑物室內(nèi)外的熱環(huán)境質(zhì)量。在整個高層建筑中，設(shè)計人員可以采用綠色景觀的設(shè)計手法，以此為高層建筑物打造相對完善的立體綠色體系。與此同時，使打造出的綠色體系能夠有效地改善高層建筑的熱環(huán)境，為高層建筑的節(jié)能環(huán)保發(fā)揮一定的作用和價值。

4.4 加大遮陽設(shè)備的設(shè)計力度

近年來，高層建筑的外立面設(shè)計，基本以挑出式設(shè)計形式為主。這種設(shè)計形式不僅能合理規(guī)劃建筑面積，同時還能設(shè)計遮陽區(qū)域。如此一來，借助挑出遮陽設(shè)計的優(yōu)勢，既能有效控制室內(nèi)常規(guī)能源的損耗程度，同時還能平衡高層建筑的內(nèi)部生態(tài)系統(tǒng)。另外，設(shè)計人員還可以考慮安裝節(jié)能窗。這是因為在高層建筑中，由于墻體的占用面積較大，再加上高度較高等問題，極易形成較大的風(fēng)力與氣壓。這一現(xiàn)象對窗戶的降噪效果與防風(fēng)等級提出了更高的要求。為了規(guī)避不必要的問題，減少能源的損耗，設(shè)計人員應(yīng)科學(xué)選擇窗戶的結(jié)構(gòu)與用料，盡量融自遮陽和可見光透射等元素，選擇符合高層建筑需求的窗戶材料。

4.5 充分發(fā)揮雨水與中水的功能優(yōu)勢

高層建筑設(shè)計人員通常會以地區(qū)屬性與供水情況為基礎(chǔ)，對高層建筑的雨水系統(tǒng)和給排水系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃。目前，大部分高層建筑基本以人工采集或儲存雨水等形式，對雨水進(jìn)行回用或節(jié)流。其次，為了進(jìn)一步節(jié)省水資源，可在道路噴灑、消防、沖廁等方面，利用經(jīng)過妥善處理的中水。

4.6 室外風(fēng)模擬環(huán)境

在自然資源中，風(fēng)能是最常見、最基本的資源之一，同時也是最可利用的資源。因此，在初期設(shè)計高層建筑工程時，應(yīng)有機(jī)融合風(fēng)能資源，深刻考慮風(fēng)能設(shè)計元素。由于高層建筑的特殊屬性，對氣流造成了不可避免的抑制，所以應(yīng)根據(jù)高層建筑的實際情況，科學(xué)規(guī)劃建筑布局，確保空氣能夠?qū)崿F(xiàn)流通順暢，提高污染物的擴(kuò)散水平，強(qiáng)化高層建筑內(nèi)的空氣質(zhì)量。其次，在高層建筑中極易產(chǎn)生高壓氣帶，這種現(xiàn)象對人們的身體健康會造成一定影響。因此，在融合風(fēng)能資源時，還需考慮其劣勢。

4.7 發(fā)揮再生資源設(shè)計優(yōu)勢

在設(shè)計高層建筑時，應(yīng)盡量選用高質(zhì)量、高壽命的材料，以此提高高層建筑的整體質(zhì)量。其次，在保證高層建筑質(zhì)量的基礎(chǔ)上，還應(yīng)盡可能地應(yīng)用再生資源，以此避免不可再生資源的過度浪費，同時，在選擇建筑材料時，還應(yīng)融合循環(huán)資源的設(shè)計，降低新材料的應(yīng)用頻次，避免破壞整體環(huán)境。最后，還可以在設(shè)計室外環(huán)境時，適當(dāng)選擇可降解建筑材料，以此為居民打造綠色的生活環(huán)境。

5 綠色建筑案例分析

以某城市建設(shè)的科研辦公樓為例，該建筑項目中有12層地上建筑，2層地下建筑，總共14層，共擁有1.8萬平方米總建筑面積。該項目的主要功能涵蓋了學(xué)術(shù)交流、休閑輔助設(shè)施、研發(fā)、辦公、地下停車場、實驗區(qū)域等等。該項目在設(shè)計過程中，采用的是功能立體疊加的設(shè)計手法，以此使各功能區(qū)域更加符合科研辦公的實際需求。

5.1 建筑技術(shù)支撐

在對該項目進(jìn)行設(shè)計過程中，應(yīng)重點考慮使用者的身體健康問題，以此貫徹落實“以人為本”的設(shè)計原則。設(shè)計人員在設(shè)計該項目時，通過計算機(jī)的便利條件，模擬了高層建筑的通風(fēng)、噪聲、陽光等情況。又以較為穩(wěn)定、成熟的設(shè)計方法完成了該項目的最終設(shè)計。如此，不僅打造了效果最佳的建筑室內(nèi)外環(huán)境，同時還確保了用戶的身體健康不會受到影響。

5.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計

在本文所述的建設(shè)項目中，利用了大量的節(jié)能措施，優(yōu)化了圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能效果，如綠化屋頂、節(jié)能玻璃、保溫墻體等。并且在最終設(shè)計中，達(dá)到了60%的節(jié)能設(shè)計。該項目的整體布局呈現(xiàn)“呂”字，因此設(shè)計人員對采光進(jìn)行了合理的規(guī)劃，提高室內(nèi)的自然采光效果。

（1）外墻節(jié)能設(shè)計方法。該項目在建設(shè)過程中，外墻保溫隔熱方面采取的主要方法有：外墻保溫裝飾板、聚氨酯泡沫噴涂材料復(fù)合墻板加擠塑式水泥聚苯板等等。其中，為了更好地處理梁和柱，該項目將聚氨酯泡沫噴涂在建筑下部的墻體部分。

（2）屋頂和架空層設(shè)計方法。該項目在充分考慮建筑的位置還有具體情況的基礎(chǔ)上，利用各種節(jié)能技術(shù)，如散溫屋面、種植屋面、倒置式屋頂?shù)鹊取Ｔ谖蓓斣O(shè)計中，設(shè)計人員利用了30mm厚XPS倒置式隔熱建設(shè)方法。采用倒置式屋面，不僅能延長防水層的使用年限，同時還能有效控制熱變形的發(fā)生幾率。

6 結(jié)束語

總而言之，在設(shè)計高層建筑時，應(yīng)有機(jī)融合綠色建筑設(shè)計理念，借助綠色建筑設(shè)計的功能優(yōu)勢，為居民打造良好的生活、生態(tài)環(huán)境。同時，綠色建筑設(shè)計還能起到節(jié)約資源的效果，對于高層建筑來說，具有非常重要的價值。鑒于此，在高層建筑規(guī)劃設(shè)計的時候，要對各個方面采取深入的調(diào)查，剖析各方面產(chǎn)生的利弊，認(rèn)真、仔細(xì)地分析每一處細(xì)節(jié)，結(jié)合先進(jìn)的綠色建筑技術(shù)工藝，從而建設(shè)出更加符合時代發(fā)展的高層建筑。