城市高層建筑綠色環(huán)保設(shè)計探究

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摘要：當前在碳中和綠色發(fā)展理念下，建筑行業(yè)正在向綠色環(huán)保建筑轉(zhuǎn)變，城市高層建筑是城市發(fā)展理念的重要體現(xiàn)，代表著城市的形象。本文對城市高層建筑的環(huán)保設(shè)計理念、設(shè)計原則、設(shè)計方式進行分析，以工程實例介紹建筑設(shè)計中如何融入節(jié)能環(huán)保設(shè)計，重點分析建筑朝向、墻體圍護結(jié)構(gòu)、電氣設(shè)備、屋面屋頂?shù)确矫娴脑O(shè)計，以實現(xiàn)建筑綠色發(fā)展的效果，適應(yīng)建筑設(shè)計綠色發(fā)展的需要，并提出高層建筑綠色環(huán)保設(shè)計的對策措施。

關(guān)鍵詞：城市；高層建筑；設(shè)計；綠色節(jié)能

0引言

在碳中和等綠色節(jié)能發(fā)展理念的背景下，城市建筑從設(shè)計到材料、施工都在不斷地向綠色發(fā)展轉(zhuǎn)變。在高層建筑設(shè)計中，應(yīng)充分利用地理環(huán)境，提高城市建設(shè)品質(zhì)，滿足城市發(fā)展規(guī)劃需求和人們生活工作空間的需要，在生態(tài)環(huán)境布局及建筑節(jié)能設(shè)計上做好規(guī)劃。

1城市高層建筑綠色設(shè)計的原則及方式

1.1設(shè)計原則

1.1.1科學(xué)性原則。根據(jù)建筑設(shè)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(shù)和綠色設(shè)計理念，實現(xiàn)空間資源、生態(tài)環(huán)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(jié)能設(shè)計與功能使用有效結(jié)合，創(chuàng)造出能滿足多樣性功能需求、環(huán)境優(yōu)美、綠色節(jié)能的建筑空間[1]。1.1.3生態(tài)性原則。現(xiàn)代高層建筑注重利用可再生資源以及有利的環(huán)境條件實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保，這需要改變傳統(tǒng)的建筑設(shè)計方式與建設(shè)模式，在設(shè)計中要更加注重自然、生態(tài)、綠色環(huán)境的營造，將自然環(huán)境及綠色技術(shù)引入室內(nèi)空間，實現(xiàn)建筑的可持續(xù)和綠色發(fā)展[2]。1.1.4工程經(jīng)濟性的原則認真研究土地的綜合開發(fā)利用，實現(xiàn)投資效率和空間效率的完美結(jié)合。1.1.5可持續(xù)發(fā)展的原則。將建筑物的設(shè)計和建筑與周邊自然、人文環(huán)境相結(jié)合，融于周邊環(huán)境中，并對環(huán)境和生態(tài)起到強化作用。

1.2設(shè)計方式

1.2.1設(shè)計結(jié)合自然。充分利用陽光、空氣、水、植物綠化在設(shè)計布局中的作用，在對現(xiàn)狀資源綜合分析的基礎(chǔ)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(fēng)，并通過對綠化的組織實現(xiàn)與自然的最大和諧和對活動的最大滿足。見圖1。1.2.2設(shè)計融入整體環(huán)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(huán)境，建筑的塑造創(chuàng)造了新的城市空間，并完成區(qū)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(tǒng)的組成部分[3]。1.2.3功能與環(huán)境的統(tǒng)一。建筑設(shè)計中空間的形態(tài)具有功能和展示兩個面。生態(tài)就存在于形態(tài)的功能面中，功能面把自然要素和功能要素轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)，并以形態(tài)的方式存在。要將建筑節(jié)能、生態(tài)設(shè)計通過展示表現(xiàn)在形態(tài)中，形成生態(tài)、設(shè)計與形態(tài)三位一體的統(tǒng)一，見圖2。

2高層建筑綠色生態(tài)設(shè)計實例

2.1項目概況

廈門湖里國投商務(wù)中心用地位于園山南路以南，聯(lián)發(fā)電子商城西側(cè)，南面為規(guī)劃路，用地三面鄰路，交通方便，西面、南面是住宅小區(qū)。總用地面積11189.863m2。地塊為類似規(guī)則梯型，地勢平坦，現(xiàn)狀地面高約15.00m。在建筑設(shè)計上，作為高層建筑要求與廈門市的生態(tài)環(huán)境城市定位相配合，并在建筑設(shè)計中開展大量的節(jié)能設(shè)計，力求做好建筑、生態(tài)、節(jié)能環(huán)保的三統(tǒng)一，見圖3。

2.2高層建筑綠色環(huán)保設(shè)計

2.2.1高層建筑位置及朝向設(shè)計優(yōu)化。高層建筑定位的首要因素就是環(huán)境，環(huán)境能夠影響建筑的朝向、節(jié)能等。建筑的朝向和位置要根據(jù)當?shù)丨h(huán)境的變化，設(shè)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(shè)計時要先分析環(huán)境的影響，按照太陽的度角測算出日照時間，在設(shè)計建筑朝向時將開窗面積設(shè)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(nèi)良好的環(huán)境，節(jié)約能源消耗。2.2.2圍護結(jié)構(gòu)墻體設(shè)計優(yōu)化。建筑外墻是圍護結(jié)構(gòu)最主要的組成部分，高層建筑圍護結(jié)構(gòu)主要是鋼筋混凝土框架或剪力墻結(jié)構(gòu)承重，需要使用到大量的建筑材料，優(yōu)化圍護解構(gòu)設(shè)計有利于減少材料的使用，節(jié)約資源[5]。圍護結(jié)構(gòu)需要使用到填充材料，在節(jié)能環(huán)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(fù)合材料作為墻體，能提高墻體的節(jié)能效果，并有材質(zhì)輕、節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點。2.2.3電氣設(shè)備環(huán)保節(jié)能設(shè)計。所有通風(fēng)空調(diào)設(shè)備均選用高效率、節(jié)能型產(chǎn)品；空調(diào)風(fēng)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(diào)水系統(tǒng)采用變流量，以利節(jié)能。選用節(jié)能環(huán)保型干式電力變壓器和高低壓電氣設(shè)備。采用具有自動調(diào)節(jié)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?shù)墓?jié)能設(shè)計。屋面、屋頂節(jié)能設(shè)計對建筑節(jié)能至關(guān)重要，是建筑受到太陽照射時間最長的部位，應(yīng)在設(shè)計中充分利用長時間的太陽照射。節(jié)能設(shè)計中要根據(jù)當?shù)氐臍夂颉⑽恢靡约叭照諒姸鹊惹闆r，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?shù)娜照召Y源，可在屋頂設(shè)計太陽能面板、光伏電站等設(shè)施，將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，不僅能減少能源消耗，還能滿足建筑節(jié)能減排環(huán)保的要求，提高經(jīng)濟效益。

3高層建筑綠色節(jié)能設(shè)計保障措施

3.1加強建筑設(shè)計組織管理

在建筑建設(shè)過程中，必須成立節(jié)能設(shè)計管理小組，負責建筑節(jié)能從規(guī)劃、設(shè)計、施工、驗收等全過程的管理，協(xié)調(diào)設(shè)計與施工、質(zhì)量控制等方面的工作，確保節(jié)能設(shè)計按照設(shè)計方案嚴格落實。在設(shè)計標準上，不能為了降低建設(shè)成本、縮短工期而隨意減少設(shè)計時間和成本，設(shè)計人員要充分把握建筑節(jié)能標準的基礎(chǔ)上，遵循統(tǒng)一的設(shè)計工作標準，切實提高設(shè)計效率，實現(xiàn)良好的節(jié)能設(shè)計效果。

3.2優(yōu)化綠色節(jié)能設(shè)計方案

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

3.3開展設(shè)計效果評估

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

4結(jié)束語

綠色節(jié)能是建筑設(shè)計的發(fā)展趨勢，符合當前國內(nèi)外對節(jié)能減排的要求。高層建筑在綠色節(jié)能設(shè)計上，要以城市的整體生態(tài)為依據(jù)，在建筑設(shè)計理念、綠色環(huán)保、建筑實體、建筑材料等方面加強綠色環(huán)保的設(shè)計，在施工中加強管理，最大程度減少排放，把綠色環(huán)保作為高層建筑的標志，實現(xiàn)生態(tài)與經(jīng)濟效益的統(tǒng)一。

參考文獻

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作者:董幼平 單位:廈門魯班源房屋營造有限公司