城市高層建筑綠色環保設計探究

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摘要：當前在碳中和綠色發展理念下，建筑行業正在向綠色環保建筑轉變，城市高層建筑是城市發展理念的重要體現，代表著城市的形象。本文對城市高層建筑的環保設計理念、設計原則、設計方式進行分析，以工程實例介紹建筑設計中如何融入節能環保設計，重點分析建筑朝向、墻體圍護結構、電氣設備、屋面屋頂等方面的設計，以實現建筑綠色發展的效果，適應建筑設計綠色發展的需要，并提出高層建筑綠色環保設計的對策措施。

關鍵詞：城市；高層建筑；設計；綠色節能

0引言

在碳中和等綠色節能發展理念的背景下，城市建筑從設計到材料、施工都在不斷地向綠色發展轉變。在高層建筑設計中，應充分利用地理環境，提高城市建設品質，滿足城市發展規劃需求和人們生活工作空間的需要，在生態環境布局及建筑節能設計上做好規劃。

1城市高層建筑綠色設計的原則及方式

1.1設計原則

1.1.1科學性原則。根據建筑設計與需求，充分利用項目資源，合理確定建筑布局和朝向，利用先進的建筑技術和綠色設計理念，實現空間資源、生態環境效益最大化。1.1.2功能性原則。高層建筑要突出多功能性，認真分析建筑的功能定位，將建筑綠色節能設計與功能使用有效結合，創造出能滿足多樣性功能需求、環境優美、綠色節能的建筑空間[1]。1.1.3生態性原則。現代高層建筑注重利用可再生資源以及有利的環境條件實現節能環保，這需要改變傳統的建筑設計方式與建設模式，在設計中要更加注重自然、生態、綠色環境的營造，將自然環境及綠色技術引入室內空間，實現建筑的可持續和綠色發展[2]。1.1.4工程經濟性的原則認真研究土地的綜合開發利用，實現投資效率和空間效率的完美結合。1.1.5可持續發展的原則。將建筑物的設計和建筑與周邊自然、人文環境相結合，融于周邊環境中，并對環境和生態起到強化作用。

1.2設計方式

1.2.1設計結合自然。充分利用陽光、空氣、水、植物綠化在設計布局中的作用，在對現狀資源綜合分析的基礎上，確定高層建筑的位置，使其主要空間均保持好的朝向，保證有充足的日照和良好的通風，并通過對綠化的組織實現與自然的最大和諧和對活動的最大滿足。見圖1。1.2.2設計融入整體環境。高層建筑作為整體中的一個空間單元，建筑布置受制于周邊城市空間環境，建筑的塑造創造了新的城市空間，并完成區域空間的重組，自身則作為空間中的背景融入到城市空間中，成為城市空間系統的組成部分[3]。1.2.3功能與環境的統一。建筑設計中空間的形態具有功能和展示兩個面。生態就存在于形態的功能面中，功能面把自然要素和功能要素轉化為結構，并以形態的方式存在。要將建筑節能、生態設計通過展示表現在形態中，形成生態、設計與形態三位一體的統一，見圖2。

2高層建筑綠色生態設計實例

2.1項目概況

廈門湖里國投商務中心用地位于園山南路以南，聯發電子商城西側，南面為規劃路，用地三面鄰路，交通方便，西面、南面是住宅小區。總用地面積11189.863m2。地塊為類似規則梯型，地勢平坦，現狀地面高約15.00m。在建筑設計上，作為高層建筑要求與廈門市的生態環境城市定位相配合，并在建筑設計中開展大量的節能設計，力求做好建筑、生態、節能環保的三統一，見圖3。

2.2高層建筑綠色環保設計

2.2.1高層建筑位置及朝向設計優化。高層建筑定位的首要因素就是環境，環境能夠影響建筑的朝向、節能等。建筑的朝向和位置要根據當地環境的變化，設計正確的朝向才能使每幢建筑獲得更多的陽光，朝向和位置會顯著影響太陽輻射能量[4]。因此，對于建筑朝向和位置在設計時要先分析環境的影響，按照太陽的度角測算出日照時間，在設計建筑朝向時將開窗面積設計更大些，在滿足采光條件下，北向、東向窗盡可能小些，才能獲取更大的太陽輻射，保持室內良好的環境，節約能源消耗。2.2.2圍護結構墻體設計優化。建筑外墻是圍護結構最主要的組成部分，高層建筑圍護結構主要是鋼筋混凝土框架或剪力墻結構承重，需要使用到大量的建筑材料，優化圍護解構設計有利于減少材料的使用，節約資源[5]。圍護結構需要使用到填充材料，在節能環保的要求下，為達到保溫、隔熱及減輕重要的目標，建筑外墻一般使用多種保溫復合材料作為墻體，能提高墻體的節能效果，并有材質輕、節能環保的優點。2.2.3電氣設備環保節能設計。所有通風空調設備均選用高效率、節能型產品；空調風管及冷凍水管保溫材料選用隔熱良好的材料，以減少冷熱損失；空調水系統采用變流量，以利節能。選用節能環保型干式電力變壓器和高低壓電氣設備。采用具有自動調節裝置的低壓電力電容器作為提高功率因素的補償裝置以減少無功損耗。2.2.4屋面、屋頂的節能設計。屋面、屋頂節能設計對建筑節能至關重要，是建筑受到太陽照射時間最長的部位，應在設計中充分利用長時間的太陽照射。節能設計中要根據當地的氣候、位置以及日照強度等情況，選擇最具合理的保溫隔熱材料，提高保溫材料的使用時間，最大限度提升保溫隔熱功能[6]。此外，要充分利用屋面、屋頂的日照資源，可在屋頂設計太陽能面板、光伏電站等設施，將太陽能轉化為熱能，不僅能減少能源消耗，還能滿足建筑節能減排環保的要求，提高經濟效益。

3高層建筑綠色節能設計保障措施

3.1加強建筑設計組織管理

在建筑建設過程中，必須成立節能設計管理小組，負責建筑節能從規劃、設計、施工、驗收等全過程的管理，協調設計與施工、質量控制等方面的工作，確保節能設計按照設計方案嚴格落實。在設計標準上，不能為了降低建設成本、縮短工期而隨意減少設計時間和成本，設計人員要充分把握建筑節能標準的基礎上，遵循統一的設計工作標準，切實提高設計效率，實現良好的節能設計效果。

3.2優化綠色節能設計方案

在建筑節能設計前，要組織設計人員深入建筑現場進行勘察，對節能設計方案、施工、設施設備建設等進行詳細分析，了解人們對建筑節能設計的需求，以及施工現場遇到的問題，及時改進不合理設計，優化節能設計方案。同時，建立專項資金渠道，從項目預算就預留節能設計和建設的資金，為推動建筑節能設計落地實施提供資金保障，見圖4。

3.3開展設計效果評估

加強節能設計施工跟蹤服務，及時解決規劃實施過程中出現的問題，提高節能設計的可操作性，推進設計計劃有效實施。在施工的不同階段定期對節能設計落實情況進行評估，分析遇到的困難和問題，對節能設計施工的實際情況進行適時地調整，以更好地推動節能設計落地。

4結束語

綠色節能是建筑設計的發展趨勢，符合當前國內外對節能減排的要求。高層建筑在綠色節能設計上，要以城市的整體生態為依據，在建筑設計理念、綠色環保、建筑實體、建筑材料等方面加強綠色環保的設計，在施工中加強管理，最大程度減少排放，把綠色環保作為高層建筑的標志，實現生態與經濟效益的統一。

參考文獻

[1]俸遠.綠色發展理念在建筑設計和城市規劃中的具象化[J].住宅與房地產,2019(36):57.

[2]關英健,張蕾.綠色建筑設計在超高層建筑中的發展與運用[J].中國住宅設施,2019(3):43-44.

[3]蔡振華.綠色建筑設計在超高層辦公建筑中的應用探析[J].城市建筑,2021(14):94-96.

[4]徐曉.生態建筑學下的城市高層建筑設計分析[J].中國建筑金屬結構,2021(4):172-173.

[5]郭君.高層建筑的生態設計策略研究[J].居舍,2020(29):83-84+60.

[6]劉建儀,鄒清華.綠色建筑設計與施工技術的應用[J].工程建設與設計,2021(17):24-26.

作者:董幼平 單位:廈門魯班源房屋營造有限公司