高層民用建筑中的綠色建筑設(shè)計分析

陶勁松

中國建筑東北設(shè)計研究院有限公司，湖南 長沙 410000

隨著我國建筑行業(yè)發(fā)展規(guī)模的持續(xù)擴大，建筑能耗問題得到了人們的廣泛重視，發(fā)展綠色建筑成為大勢所趨，將綠色生態(tài)理念與建筑有機結(jié)合，可最大程度上節(jié)約能源，減少環(huán)境污染。基于此背景，綠色建筑設(shè)計成為行業(yè)內(nèi)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(huán)境的產(chǎn)物，《綠色建筑評價標(biāo)準》（GB/T 50378—2014）明確要求在建筑的全壽命期內(nèi)，最大限度地節(jié)約資源，保護環(huán)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(huán)境污染小；（2）回收利用多，性能品質(zhì)高；（3）與環(huán)境相融，社會經(jīng)濟生態(tài)效益統(tǒng)一。

我國綠色建筑雖然起步晚，但是發(fā)展十分迅速，目前已經(jīng)形成了目標(biāo)清晰、政策配套、標(biāo)準完善的體系。2020年《綠色建筑創(chuàng)建行動方案》中明確提出，到2022年，當(dāng)年城鎮(zhèn)新建建筑中綠色建筑面積占比需達70%。在綠色建筑大規(guī)模建造背景下，加強綠色建筑設(shè)計研究具有重要意義。高層民用建筑設(shè)計中綠色建筑設(shè)計工作的內(nèi)容除了包括常規(guī)建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計給排水設(shè)計、電氣設(shè)計、暖通空調(diào)設(shè)計、園林景觀設(shè)計，還包括建筑節(jié)能設(shè)計、節(jié)水設(shè)計、綠色照明設(shè)計、暖通節(jié)能設(shè)計、環(huán)保設(shè)計等，此外，可再生能源工程專業(yè)設(shè)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(nèi)容。

2 高層民用建筑設(shè)計中綠色建筑設(shè)計要點

2.1 節(jié)地設(shè)計

綠色建筑項目建設(shè)時，應(yīng)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(jié)地設(shè)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(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

2.2 整體設(shè)計

綠色建筑整體設(shè)計需結(jié)合項目所在區(qū)氣候條件、周邊環(huán)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(shè)計方案。文章提出綠色建筑整體設(shè)計主要需考慮以下兩點：其一，建筑總平面設(shè)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(qū)氣候條件相符，為自然照明、通風(fēng)設(shè)計奠定基礎(chǔ)；其二，采用交錯布局方法，例如進行斜屋面設(shè)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(shè)計

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

（1）建筑體型系數(shù)直接影響熱工性能，假設(shè)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(shè)計熱耗小于直面設(shè)計建筑，則可適當(dāng)減少建筑外墻表面積，有利于降低熱耗。

（2）建筑外墻設(shè)計中自然采光、通風(fēng)是一項重要內(nèi)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(nèi)空間熱穩(wěn)定性，適當(dāng)安裝遮光產(chǎn)品，通過外遮陽避免室內(nèi)受到陽光直射。

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

2.4 節(jié)能設(shè)計

綠色建筑節(jié)能設(shè)計主要要點如下：

（1）合理選擇建筑材料，結(jié)合區(qū)域?qū)嶋H情況盡量就地取材，減少運輸導(dǎo)致的能源浪費，并選用環(huán)保材料及設(shè)備，包括環(huán)保裝飾材料、環(huán)保管材及節(jié)能設(shè)備，例如光伏發(fā)電設(shè)備、節(jié)能照明產(chǎn)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(fēng)換氣機進行熱回收，公共區(qū)域照明系統(tǒng)選擇光伏太陽能發(fā)電形式，集中熱水系統(tǒng)采用太陽能+電蓄熱系統(tǒng)，采用污水處理、雨水收集利用技術(shù)，充分利用水資源。雨水收集利用技術(shù)示意圖如圖1所示。

圖1 雨水收集利用技術(shù)示意圖

2.5 綠化設(shè)計

綠色建筑設(shè)計中，綠化設(shè)計是一項重要內(nèi)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(qū)而言，冬季氣溫低需盡量吸收地面陽光輻射能量，應(yīng)盡量選擇落葉型樹木；

（2）根據(jù)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(jù)環(huán)境氣候選擇綠植，要求不影響正常采光、通風(fēng)。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(shè)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(jié)能建筑，后被列入綠色改造計劃，并獲得了顯著的節(jié)能降耗效果。

3.2 綠色建筑設(shè)計方法

項目采用對話式設(shè)計方法，強調(diào)處理好建筑與人、地的關(guān)系，尊重環(huán)境并積極應(yīng)對環(huán)境，同時輔以常規(guī)被動式設(shè)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(gòu)框架式處理獲得較好的遮陽效果。

3.3 綠色建筑設(shè)計要點

（1）建筑布局坐北朝南，平、立面方正，平面設(shè)計為H形，中間為服務(wù)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(shè)可調(diào)節(jié)豎向遮陽板，加上立面框架式格構(gòu)的設(shè)計，遮陽效果較好，建筑外部風(fēng)環(huán)境較好，引入主導(dǎo)風(fēng)資源，自然通風(fēng)條件良好，實現(xiàn)了對周邊氣候的積極應(yīng)答。

（2）建筑設(shè)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(nèi)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(fēng)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(shè)可旋轉(zhuǎn)豎向遮陽板，可根據(jù)太陽軌跡統(tǒng)一控制，具有動態(tài)變化特征，也體現(xiàn)了建筑的內(nèi)在“綠色”邏輯。

（4）建筑綠色改造主要集中在節(jié)能、節(jié)水設(shè)計等方面，具體改造內(nèi)容包括照明系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、屋面雨水收集回用系統(tǒng)、室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)及地下室導(dǎo)光管照明系統(tǒng)。據(jù)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(jié)電91.7萬kW·h/年，節(jié)水9100t/年，效果顯著。

4 結(jié)束語

綜上所述，綠色建筑是現(xiàn)代建筑行業(yè)的重要發(fā)展方向，在高層民用建筑設(shè)計中做好綠色建筑設(shè)計工作，將直接關(guān)系到建筑運行的經(jīng)濟、社會與環(huán)境效益。在建筑綠色設(shè)計中，需將整體布局與單體設(shè)計相結(jié)合，全面落實節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材等設(shè)計要點，真正打造優(yōu)質(zhì)的綠色建筑項目，促進我國建筑行業(yè)健康、穩(wěn)定發(fā)展。