高層民用建筑中的綠色建筑設計分析

陶勁松

中國建筑東北設計研究院有限公司，湖南 長沙 410000

隨著我國建筑行業發展規模的持續擴大，建筑能耗問題得到了人們的廣泛重視，發展綠色建筑成為大勢所趨，將綠色生態理念與建筑有機結合，可最大程度上節約能源，減少環境污染。基于此背景，綠色建筑設計成為行業內的一大研究熱點，文章圍繞此展開詳細分析。

1 綠色建筑概述

綠色建筑是基于綠色思想的人居環境的產物，《綠色建筑評價標準》（GB/T 50378—2014）明確要求在建筑的全壽命期內，最大限度地節約資源，保護環境，減少污染，為人們提供健康、適用、高效的使用空間，打造與自然和諧共生的建筑。綠色建筑的基本特征可歸納為如下幾點：（1）消耗資源少，環境污染小；（2）回收利用多，性能品質高；（3）與環境相融，社會經濟生態效益統一。

我國綠色建筑雖然起步晚，但是發展十分迅速，目前已經形成了目標清晰、政策配套、標準完善的體系。2020年《綠色建筑創建行動方案》中明確提出，到2022年，當年城鎮新建建筑中綠色建筑面積占比需達70%。在綠色建筑大規模建造背景下，加強綠色建筑設計研究具有重要意義。高層民用建筑設計中綠色建筑設計工作的內容除了包括常規建筑設計、結構設計給排水設計、電氣設計、暖通空調設計、園林景觀設計，還包括建筑節能設計、節水設計、綠色照明設計、暖通節能設計、環保設計等，此外，可再生能源工程專業設計、建筑物理專項以及污水處理工程專項、智能化工程專項也是重要內容。

2 高層民用建筑設計中綠色建筑設計要點

2.1 節地設計

綠色建筑項目建設時，應堅持土地資源最大化利用原則，并注意減少綠地損失，主要節地設計要點如下：第一，縮短建筑間距，增大建筑容積率；第二，增大地下空間利用率；第三，提高建筑用地集約度，為城市可持續發展奠定基礎。

2.2 整體設計

綠色建筑整體設計需結合項目所在區氣候條件、周邊環境以及資源等進行綜合分析，不得照搬某一個成熟建筑項目的設計方案。文章提出綠色建筑整體設計主要需考慮以下兩點：其一，建筑總平面設計要減少對周邊自然地貌的破壞，建筑布局、朝向、體量與間距等均要與地區氣候條件相符，為自然照明、通風設計奠定基礎；其二，采用交錯布局方法，例如進行斜屋面設計、退層處理，保證日照的同時合理減小建筑物間距。

2.3 單體設計

綠色建筑單體設計主要考慮因素包括熱工性能、通風采光以及可變、適用性，主要設計要點如下：

（1）建筑體型系數直接影響熱工性能，假設建筑單體體積相同，分散布局建筑群熱耗大于集中布局的情況，曲面設計熱耗小于直面設計建筑，則可適當減少建筑外墻表面積，有利于降低熱耗。

（2）建筑外墻設計中自然采光、通風是一項重要內容，可有效減少電能使用，例如采用新型隔熱磚、鍍膜窗戶等，提高室內空間熱穩定性，適當安裝遮光產品，通過外遮陽避免室內受到陽光直射。

（3）制訂彈性設計方案，提升建筑可變、適用性，例如開展樓板承重能力預留工作、水電線路管道預留工作等。

2.4 節能設計

綠色建筑節能設計主要要點如下：

（1）合理選擇建筑材料，結合區域實際情況盡量就地取材，減少運輸導致的能源浪費，并選用環保材料及設備，包括環保裝飾材料、環保管材及節能設備，例如光伏發電設備、節能照明產品等，切實減小建筑整體能耗；

（2）提高可再生能源的綜合利用率，例如采用新風換氣機進行熱回收，公共區域照明系統選擇光伏太陽能發電形式，集中熱水系統采用太陽能+電蓄熱系統，采用污水處理、雨水收集利用技術，充分利用水資源。雨水收集利用技術示意圖如圖1所示。

圖1 雨水收集利用技術示意圖

2.5 綠化設計

綠色建筑設計中，綠化設計是一項重要內容，具體要點如下：

（1）為減少夏季高溫帶來的輻射熱能，可在室外種植植物，減少陽光輻射，對于北方地區而言，冬季氣溫低需盡量吸收地面陽光輻射能量，應盡量選擇落葉型樹木；

（2）根據項目情況，合理選擇墻面攀緣類植物，例如野葡萄等，以有效減少墻面熱輻射，并起到一定的美化效果；

（3）進行屋頂和陽臺綠化，屋頂綠化主要是降低屋面輻射熱，起到蓄排水作用，并為使用者提供綠色資源，不同造型的陽臺可根據環境氣候選擇綠植，要求不影響正常采光、通風。某項目屋頂綠化效果圖如圖2所示。

圖2 屋頂綠化效果圖

3 工程案例

3.1 工程概況

文章以某高層綜合性辦公建筑為例，對綠色建筑具體設計情況展開分析。此項目占地面積為6899.84m2，總建筑面積為80149.32m2，建筑密度為36.9%，容積率為8.95，綠地率為35.4%。建筑地上37層、地下3層，裙房7層，建筑高度為150m。該項目建成時為節能建筑，后被列入綠色改造計劃，并獲得了顯著的節能降耗效果。

3.2 綠色建筑設計方法

項目采用對話式設計方法，強調處理好建筑與人、地的關系，尊重環境并積極應對環境，同時輔以常規被動式設計方法，包括通過基本布局爭取良好的視野與自然采光條件，并通過立面格構框架式處理獲得較好的遮陽效果。

3.3 綠色建筑設計要點

（1）建筑布局坐北朝南，平、立面方正，平面設計為H形，中間為服務核心筒、兩翼為功能空間，可租用面積約為整個建筑面積85%。項目控制各朝向窗墻面積比值小于0.64，設可調節豎向遮陽板，加上立面框架式格構的設計，遮陽效果較好，建筑外部風環境較好，引入主導風資源，自然通風條件良好，實現了對周邊氣候的積極應答。

（2）建筑設計為垂直交通布局，將每個樓層分割為不同租用單元，辦公用房靠近外墻部位，保證景觀視野。H形兩翼內部空間貫通、流暢，各向進深8～13.5m，超過一半空間至少有2個方向外窗或幕墻，自然采光、通風條件好。

（3）建筑立面由3個垂直體量組成，對稱布局，中間凹進的玻璃幕墻比兩翼石材飾面墻高16m。兩翼采用天然石飾面，立面橫梁立柱突出排列，每2個樓層為一個單元，形成“窗口”，窗口處設可旋轉豎向遮陽板，可根據太陽軌跡統一控制，具有動態變化特征，也體現了建筑的內在“綠色”邏輯。

（4）建筑綠色改造主要集中在節能、節水設計等方面，具體改造內容包括照明系統、空調系統、屋面雨水收集回用系統、室內空氣質量監控系統及地下室導光管照明系統。據計算，項目綠色化改造增量成本約62元/m2，完成綠色化改造后，建筑可節電91.7萬kW·h/年，節水9100t/年，效果顯著。

4 結束語

綜上所述，綠色建筑是現代建筑行業的重要發展方向，在高層民用建筑設計中做好綠色建筑設計工作，將直接關系到建筑運行的經濟、社會與環境效益。在建筑綠色設計中，需將整體布局與單體設計相結合，全面落實節能、節地、節水、節材等設計要點，真正打造優質的綠色建筑項目，促進我國建筑行業健康、穩定發展。