綠色建筑設計在高層建筑設計中的應用

吳楚明

【摘要】近年來我國建筑行業發展態勢良好，高層建筑越來越多，在綠色節能理念下廣泛推行綠色建筑設計。在高層建筑設計中應用綠色設計理念能夠有效推進人與自然和諧共處，提升建筑使用舒適性，滿足人們越來越高的居住需求。本文將就綠色建筑設計原則展開分析，著重探討綠色建筑設計在高層建筑設計中的具體應用。旨在通過本文理論論述為今后綠色建筑設計的廣泛推廣提供有效參考。

【關鍵詞】綠色設計 設計原則 高層建筑

由于城市化發展的不斷加快使城市建筑越來越擁擠，因此高層建筑成為建筑設計的重要類型。高層建筑對城市空間結構完善有著重要作用，在綠色節能理念下，實現高層建筑的綠色設計已成為我國建筑行業重要的趨勢。綠色建筑設計有利于人們工作和居住環境更加健康、舒適，實現人與自然和諧共處。本文將以綠色建筑設計原則為出發點，對高層建筑的綠色設計展開詳細論述。

一、綠色建筑設計原則

采用綠色建筑設計要注重該設計的幾個中心原則：

1.可持續發展原則

應用綠色建筑設計首先要遵循可持續發展原則。設計思維要具有高度理性，保證設計過程和施工過程具有科學性和合理性，實現建筑設計和環境保護有機結合，保證經濟、環境與社會三方面利益的共同實現。

2.周期性原則

綠色建筑設計要重視周期問題的控制。在設計應用中對綠色建筑規劃、施工以及后期管理進行全周期控制。只有保證規劃設計階段、現場施工階段以及最后的運營管理階段的全周期具有健康、節能作用，才能真正達到“綠色的，健康的”建筑目的[1]。

3.自然性原則

要充分利用建筑周圍的自然條件，結合地形、地貌以及各類資源實現建筑設計和環境保護。要充分考慮建筑當地的實際環境，再確定建筑的朝向設計以及合理布局。同時要盡量實現建筑設計與環境的協調共處，減少廢物排放，實現環境保護。

4.資源合理利用原則

要對各類資源進行合理利用，在降低環境破壞的同時實現綠色建筑設計。要對建筑的整體設計以及管理實行創新應用，優化各個環節，實現材料、技術、設備的優化配置[2]。只有對資源的合理利用才能避免出現資源浪費現象，通過可再生資源利用和清潔能源應用實現綠色建筑設計。

二、綠色建筑設計在高層建筑設計中的具體應用分析

近年來高層建筑成為我國建筑行業中的重要建筑形式，在高層建筑設計中應用綠色建筑設計已成為必然趨勢。以廣東省佛山市某一高層建筑設計為例，在設計中廣泛應用綠色建筑設計理念，并取得良好成果。下面將結合此工程實例對綠色建筑設計展開具體分析。

1.高層建筑設計中綠色建筑指標體系

該高層建筑在設計規劃階段積極引進綠色建筑設計理念，并制定了綠色建筑指標體系，以實現該高層建筑全過程施工與管理的有序性，最終實現綠色建筑[3]。具體指標情況如下圖 1 所示：

圖1 綠色建筑設計指標體系

2.高層建筑整體設計

在高層建筑的整體設計中應用綠色建筑設計，可以從兩個方面入手：①高層朝向設計。應用綠色建筑設計，結合經緯度以及太陽輻射影響，對建筑朝向進行合理調整。在進行設計前期要對建筑環境進行仔細調查，對日照情況準確把握，實現建筑合理定位。例如，環境溫度不高地區要盡量使高層建筑滿足采光需求，使朝南方向窗戶面積增大，縮小北向開窗面積[4]。②高層建筑形狀設計。在綠色建筑設計理念下，高層建筑設計形狀要注重其科學性，結合熱散失比值以及體系系數，進行形狀設計。高層建筑的形狀越大，則會造成越多的熱量散失，因此要注重對建筑平面設計。例如，在高層建筑設計時進行空中庭院設置，實現建筑自然通風，既滿足建筑需要，也滿足節能需要。

3.高層建筑圍護結構墻設計

高層建筑圍護結構墻設計中，應用綠色建筑設計主要是從建筑圍護結構出發。由于高層建筑圍護結構區別于磚石結構，以剪力墻和混凝土為主，填充過程十分重要。針對填充物來講，要實現綠色建筑設計，要保證材料具有質地輕、保溫性能好的特征[5]。以廣東省某佛山市高層綠色節能建筑來看，主要采用擠塑聚苯板作為圍護結構保溫。圍護結構熱工參數：

外墻平均傳熱系數Km=0.84W（m2`K）

屋面平均傳熱系數Km=0.51W（m2`K）

外窗傳熱系數K=2.70W（m2`K）

計權窗墻比0.19

根據計算和評估結果，節能效果如下表1所示：

表1 廣東省 佛山市 某高層綠色建筑設計項目能耗計算結果

在高層建筑環境溫度較低的地區，外墻主要應采用復合墻，由于混凝土以及其他材料混合制成的空心砌塊。為提高外墻保溫性，也可以采用其他以保溫混凝土結構為主的復合墻體。在綠色建筑的指導下，對材料的選擇和應用十分重要。

4.高層建筑其他結構設計

綠色建筑設計應用于高層建筑設計中，還體現在其他幾個方面，例如對高層建筑通風設計、窗體設計等。①高層建筑，外部風力環境直接影響著建筑物的耗能量，特別是在氣溫不高的寒冷地區以及冬季，如果風力過大，將會消耗掉大部分的建筑熱能。所以，在設計高層建筑的自然和通風環境的時候，應該結合氣候特征與地理位置，對高層建筑布局進行科學合理的設計。②高層建筑窗戶。玻璃窗具有傳熱大的特點，對人體會造成一定的冷輻射，影響著室內的熱環境，從而降低了舒適度。所以，設計師在設計高層建筑窗戶的時候，必須選擇綠色節能方式。首先，合理設計開窗面積，保證太陽輻射能量大于熱損失，降低高層建筑耗能情況。其次，增強窗戶的氣密性，降低冷風滲透，合理采購和挑選窗戶的材料，不斷強化窗戶自身以及周圍結構的保溫能力和效果。

5.高層建筑自然體系設計

對于外界的自然因素，應該進行充分的利用，對空氣、水、綠化和土壤等自然因素要進行合理利用，將其與建筑進行有機結合，這樣不僅能夠創造舒適健康的環境，還能夠降低建筑設備的使用數量，節省費用、節約能源。在對高層建筑進行綠色設計的時候，可以運用太陽能技術，既無污染，還能夠節省施工費用。

結束語：

綜上所述，綠色建筑設計在高層建筑設計中有著重要的影響作用。本文從綠色建筑設計原則和綠色建筑設計與高層建筑有機結合兩個方面展開分析，著重討論后半部分。通過本文的論述可知在高層建筑設計中應用綠色設計理念要在高層建筑整體設計、圍護結構墻方面以及高層建筑設計的其他方面進行全方面的應用。另外，應用綠色建筑設計還應注重建筑的舒適設計與自然體系設計，促進建筑使用更加健康，提升居住者舒適感。綠色建筑設計是我國高層建筑設計的必然趨勢，在今后的設計應用中要積極引進先進理念，真正實現建筑設計與自然環境的有機結合，實現人與自然和諧共處。

參考文獻：

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[3]郭萬鵬.節能角度分析綠色建筑中常用塑料給水管材的選用[J].重慶建筑2014，11（25）：99-102.

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[5]王志宏.外圍護結構綠色節能技術在住宅建筑中的應用[J].山西建筑，2014，11（20）：56-57.