綠色建筑設計在高層建筑設計中的應用研究

舒廣祥

（安徽 合肥 230000）

0 引言

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

1 綠色建筑設計概述

1.1 內涵

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

1.2 原則

在進行高層建筑設計時，相關設計人員需要嚴格遵循以下4 點原則。

（1）資源優化配置原則。在實際的設計工作中，相關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計與應用，并通過設計排水、通風等方案，有效提升自然資源的使用效率。

（2）節能環保原則。設計師應當綜合業主對于建筑的不同使用需要，結合節能環保的理念進行設計，充分發揮各類節能設備、節能材料的優勢，重點突出高層建筑的功能性與綠色性。

（3）綠色生態原則。建筑設計人員應當以自然與建筑和諧發展為主要觀念，并將其落實到各設計環節中，保證建筑整體的低碳性、可持續性，同時也需要深入挖掘當地人文及自然等資源優勢，實行各類要素的充分融合，保證其滿足當地群眾的審美與使用需要。

（4）系統性原則。相關人員需要依照具體的建筑結構進行針對性設計，保證局部與整體布局的和諧統一。

1.3 重要性

1.3.1 提升環境舒適度

在高層建筑中融入綠色建筑設計觀念，可極大提升建筑的節能環保特性，同時也促進了環境舒適度。相關設計人員應當對整體的建筑空間進行合理布局，通過應用各類綠色建材增加了建筑空間私密性，給業主安全、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境及內部空間的污染問題，避免了有毒有害物質對于廣大群眾生命健康的影響。另外，綠色建筑設計的應用，使得高層建筑充分利用了如太陽光、風能等自然資源，在節能降耗之余也使得業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節能力

綠色建筑設計的合理應用，可有效改善高層建筑的自我調節能力水平。設計師可以充分利用施工現場如降水、溫濕度、通風光照等環境特點，提高建筑整體的節能降耗成效，實現了高層建筑的自我調節，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，充分凸顯其可持續發展的特性。

1.3.3 實現建筑與自然和諧發展

在建筑設計師實際工作期間，需要將綠色建筑設計理念貫徹落實到整體設計方案中，實現自然、建筑、業主多角度、全方面的和諧統一。綠色建筑設計主要以可持續發展為原則，可深入挖掘自然資源優勢，如參考建筑場地周邊的環境，確定具體的建筑位置、依據本地的降水狀況設計建筑的排水系統并依據光照的強度、角度、市場等決定建筑高度，盡量縮短業主使用空調等大功率電器的時長，有效節約了電能等資源的損耗，不僅降低了業主的資金投入、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計原則[1]。

2 綠色建筑設計在高層建筑設計中的具體應用

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

2.1 建筑選址

在設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鍵因素，相關設計人員需要充分掌握建筑物周邊地質、地形、地貌等條件的具體狀況。同時在正式進行設計時，應當廣泛征求群眾及業主的建議，可將部分較為老舊的建筑進行拆除，并以此為基礎進行高層建筑的建設施工，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平衡，影響周邊其他建筑的正常使用，因此在實際的設計工作中，相關人員應當盡量避免利用填砂造地等方式獲取土地資源。另外，設計人員也應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 散熱設計

在利用綠色建筑理念設計高層建筑時，設計人員應當考慮到建筑物本身的功能、形態等特質對于高層建筑實際施工質量及成效的影響，不僅需要關注實用性及美觀性，更重要是考慮其環保性能，提前計算好建筑的散熱比等數據，實現節能降耗的目的。建筑設計師應當提前計算好整體建筑的各項數據，得到較為精確的散熱比及體形系數，并以此為基礎明確相應的設計參數，保證整體設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，設計師需要充分利用這一優勢，根據實際的使用需要，合理規劃建筑外觀，并科學改進建筑的整體構造，如在設計電梯位置時，設計人員就可以將其布置在背陽的一側，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，同時在進行朝向設計期間，設計人員應當重點考慮建筑本身的能源消耗及環保問題。由此，在正式開始設計前，建筑設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鍵因素，特別是在設計高層建筑時，設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樓層的采光效果。在設計環節，可以融入陽光追逐設計，在保證戶型設計合理的條件下，盡量采用傳統坐北朝南、南北通透的設計方案。采光的問題除了以上的兩點因素，還與建筑內部的格局設計有關，因此設計人員需要保證室內空間劃分的科學性，在保證內部格局合理性的前提下，盡量為業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計時，設計人員需要就公共區域的門窗進行科學的設計，精確掌握建筑周邊環境的自然風力及氣候變化等因素，將布局合理作為基礎的設計原則，精準計算建筑間距，同時考慮不同季節的不同風力需要，引入物理學相關知識，利用風力與門窗之間的牽引關系進行設計，保證建筑物內部時刻可以感受到流動的自然風。但是需要注意的是，在進行通風設計期間，相關人員需要重點考慮門窗的防風性，避免因過度重視通風設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計屬于系統性設計的一種，主要涵蓋了降水收集系統、綠化及建筑區域管理系統等環節。①在設計屋面時，設計人員可以通過合理設置屋面的排水孔及坡度，使得降水收集系統體現出漸進特性。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設計人員還應當依據建筑物規定的綠化需要，精確計算降水收集量、地下排水量、綠化需求量、儲水池容量等數據，保證整體排水設計的系統性、完整性、科學性[3]。

2.5 墻體設計

墻體是影響高層建筑設計質量的關鍵要素之一，包括了外部墻體及內部墻體兩方面。其中，外墻質量是保證整體建筑穩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，一旦框架出現安全問題，將直接對整體建筑的穩固性造成影響。內墻具有保溫散熱、防風防潮等性能，直接與業主的居住、辦公舒適度掛鉤。由此建筑設計師應當盡量平衡好內墻與外墻之間的關系。作為建筑設計中能源消耗量最大的部分，外墻的能耗在整個建筑建設中占比約為25%，設計人員不僅需要保證外墻設計合理性，更重要的是實現節能降耗，因此就需要在保證建筑安全穩固的同時盡量減少外墻面積。設計人員可充分利用美術及數學知識，例如，運用圓形或類圓形的方式設計建筑外觀，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意美感，達到了節能環保、提升審美的目的。除了面積，外墻也需要嚴格依照原有的設計方案，在保證其性能及規格符合要求的情況下選用綠色節能材料，保證材料的無毒害、無污染。除此之外，設計人員也可以在內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，提升建筑內部的保溫成效，使得建筑整體呈現冬暖夏涼的特質。

2.6 節能門窗

門窗設計同樣也是影響高層建筑綠色節能成效的關鍵因素，是高層建筑不可或缺的一部分，但若是出現門窗設計不合理的情況，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，在進行門窗設計時，應當考慮到氣壓、風壓等因素，也要考慮到門窗在開關期間產生噪聲對業主的影響。由此，為保證建筑物內安靜的氛圍，設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主的正常生產生活，可設計采用多種不同材質的玻璃，在保證不妨礙建筑本身采光的同時避免建筑內部出現光污染問題。另外，窗戶設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、高度都將影響室內的采光情況。由此設計人員需要參考不同環境因素設計窗戶，積極引進節能窗戶等較為先進的設計[4]。

2.7 景觀設計

綠化景觀設計是保證室內建筑環境舒適性的重要環節，綠植的選擇應盡量滿足不同業主對于景觀的不同審美需要，落實個性化設計原則，盡量選擇不含花粉的植物進行景觀設計。在進行景觀展示時也應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、美化環境等重要作用，但是設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空間并影響室內的采光。一般來說，綠色景觀設計的遮陽率應盡量小于50%。

2.8 水資源利用

高層建筑設計中，水資源的有效利用是十分重要的，是設計師需要重點關注的問題。為保證綠色建筑設計充分落實到高層建筑設計中，設計人員應當在建筑周邊加裝一整套收集、過濾、儲水系統，利用自然降水的優勢，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，并將其應用到建筑周邊的綠植澆灌作業中，實現降水的重復利用，保證水資源的有效循環，達到高效節水的目的[5]。

3 結語

綜上而言，想要保證高層建筑的綠色健康可持續發展，就需要設計出符合環保標準規定的綠色生態化建筑，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、散熱設計、朝向采光、通風排水、墻體設計、節能門窗、景觀設計、水資源利用等具體施工要求，因地制宜設計出可行的方案，提升高層建筑質量，鼓勵更多的建筑設計師充分發揮自身的創造想象力，積極探索全新的建筑設計方法，實現綠色建筑設計理念與高層建筑設計的深入融合，為促進綠色環保城市建設提供助力。