芻議低碳設計理念在高層住宅建筑設計中的應用

陸松延

摘? ? 要：本文介紹了低碳設計理念的內涵，對低碳設計理念在高層住宅建筑設計中應用的必要性進行了闡述，重點分析了低碳設計理念在高層住宅建筑設計中的應用策略，以供參考。

關鍵詞：低碳設計理念;高層住宅;建筑設計;應用

1? 前言

進入新世紀以來，能源和環境問題成為人類面臨的首要難題。實現人類可持續發展，必須利用好資源，保護不可再生能源，開發新能源，大力倡導低碳環保、節能減排，將低碳設計理念貫穿于人類生活的方方面面。隨著城鎮化建設的發展，人口壓力的增大，高層住宅得到了不斷的發展，高層住宅的設計需求和設計品質也日新月異，因此，將低碳設計理念應用于高層住宅設計中具有非常重要的意義。

2? 低碳設計理念的內涵

2.1? 節能是低碳設計理念的根本

節能環保和高效低碳是時代發展的潮流，為了滿足建筑行業可持續發展的需要，在建筑能耗日益增加的今天，必須在建筑設計中加強機能技術與設備的應用，在分析自然條件的基礎上，將科技與之進行有機的結合，才能更好地促進符合低碳建筑結構在節能方面的需求。所以低碳設計理念的根本就在于節能。例如在建筑通風方面，可以加強季風的利用，并在夏季借助主導風做好穿堂風的設計，而在建筑圍護結構采取有效節能措施，就能降低采暖與空調使用帶來的能耗。

2.2? 有助于能源的合理組合和優化

為了加強自然環境保護，就必須在高層住宅建筑低碳設計中注重新能源的組合和高效的利用。而低碳設計理念主要是倡導利用技術加強設備的改造，達到降低能耗的目的。而高層住宅建筑中的能耗設備較多，加強這一理念的應用，能更好地在降低能耗的同時將碳排放降低，在保護自然環境的同時，還能加強可再生能源的利用，將多種能源更好地進行組合和優化。

2.3? 低碳設計理念下主要是加強天然材料的應用

在低碳設計理念下，更加注重和要求所使用材料不能給人體健康帶來危害，加強天然材料的應用，所使用的材料應具有較強的環保性和節能性，才能更好地確保建筑的節能性和環保性。

3? 低碳設計理念在高層住宅建筑設計中應用的必要性

隨著建筑行業能耗量的逐年增加，加劇了環境問題和能源危機，嚴重阻礙了我國可持續發展的進程。將低碳環保的設計方法和設計理念融入到建筑行業和建筑設計過程中，是解決這些問題的根本。目前許多開發商為了追求高層住宅建筑經濟利益最大化，往往不顧及建筑設計規范要求，縮短樓間距，降低采光率。所以，在未來的高層住宅建筑設計過程中，必須將低碳綠色設計理念推廣到高層住宅建筑設計中去。

4? 低碳設計理念在高層住宅建筑設計中的具體應用策略

4.1? 選用自由式布局模式對建筑進行布局

自由式、同行列式是建筑發展過程中出現的兩種最為經典的住宅群體布局模式。這兩種布局模式在具體的住宅空間規劃中具有明顯不同的優勢，布局規整且有序是同行列式模式最大的特點，能夠實現住宅內部空間的創造則是自由式的特點。兩種模式在風環境方面也有較大的差異。風經過同行列式建筑后會在其背面形成較大的渦流區，影響人們進行室外活動。與同行列式布局相比，自由式布局更有益處，即不僅能夠滿足人們的日照需求，而且可以節約大量土地，使住區附近的風均勻分布，保證環境能夠更好地滿足人們的日常活動需求，這也充分體現了低碳設計理念。

4.2? 改善建筑朝向，充分利用自然光源

在建筑設計中，需要在對當地的日照情況進行分析，合理選擇建筑方位、朝向，確保高層住宅建筑的每戶能被陽光照射。選擇正確的建筑朝向，即在建筑選址中需充分考慮建筑在城市環境中的影響，避免因過于追求建筑的容積率，而影響到建筑的日照強度和時長。同一地點，同一建筑的朝向不同，所受到的太陽光輻射及熱損失都有一定的差異。在實際確認建筑方位時，設計人員要掌握當地的日照情況。根據當地太陽高度角計算太陽光的影響范圍，采用合適的設計方案以確保建筑冬天的日照時長。通常情況下，建筑中朝南面的窗戶面積應當盡量大一些，而朝東、朝北的窗戶面積則可以稍微小一些，以此實現太陽能最大限度的吸收、最小限度的損失，保證室內環境的舒適性。

4.3? 使用可再生的新能源利用

可再生的自然能源越來越多地被用于低碳建筑設計中，其中太陽能、風能是比較常見的兩種，太陽能熱水系統和光伏發電是太陽能在建筑設計上的主要應用。除此之外，利用自然風來帶動室內的空氣流動是保持空氣新鮮常用的做法，這樣不僅降低了空調的使用率，還有利于人體健康。筆者在“萊茵河畔”高層住宅的項目設計中，考慮建筑屋面為歐式建筑的屋頂形式，結合當地的氣候特點和建筑構件的特點，利用陽臺欄板設置太陽能集熱板，并輔助設置空氣源熱泵，解決太陽能熱水系統建筑一體化設計，實現了低碳設計理念在高層住宅建筑設計的應用。

4.4? 采用自然導光技術

住宅在采光上也需要消耗很多的能源，但如果運用天然導光技術，同時借助玻璃纖維，將太陽光引入地下建筑，將減少大部分用于室內照明的消耗。筆者在“陽光新城”項目設計中，結合地形及地下室空間組合關系，將地下室頂板在合適的位置開洞，設計玻璃板采光井，利用住宅樓的間距、錯位及邊界空間，將自然光引入地下車庫，既節省了人工照明所消耗的能源，又將室內空間延伸到室外，到達了綠色建筑的低碳設計的生態要求。

4.5? 建筑與室內一體化設計理念，減少建筑的體積

由于地理環境因素的不同，不同地區不同建筑的體形系數也不盡相同。建筑的體形系數是指建筑物接觸室外大氣的外表面積與其所包圍的體積的比值，建筑體積越小、體形越復雜，體形系數就越大，相同面積的住宅消耗的能源也較多。在國外，很多高層住宅建筑被修建成圓塔形，因為不同的幾何圖形在面積相等的情況下，圓的周長最短，所以建筑接觸的室外大氣的外表面積也較小。通過研究，科學家提出了“建筑與室內一體化”的建筑形體設計理念，為了消耗最少的資源和減少污染，建造過程中應盡可能地選擇耗材低、耐久性強的建筑體系。

4.6? 圍護結構墻體改善，減輕建筑物的重量

在建筑圍護結構中，外墻是很重要的建筑組成部分，與普通的砌體結構的磚石圍護結構不同，在高層住宅圍護結構中，主要是通過選擇新型墻體材料來實現自身重量的減輕。所以在選擇圍護結構的填充材料時，要盡量選擇質地相對輕盈，減少墻體自重，如加氣混凝土砌塊、陶粒混凝土砌塊、自隔熱混凝土砌塊等新型材料。

4.7? 傳統技術與新型技術相結合

傳統建造技術中的木結構填充巖棉、陶土夾心墻等技術環保且能源消耗低，應用這些傳統技術的住宅排放的二氧化碳和硫相對較少，節能的同時又減少了大氣污染。但在低碳建筑設計過程中我們不能再繼續滿足于傳統的建造技術，新時代新型能源控制技術對減少能源的浪費十分有效。如合理設計建筑配套系統，將雨水、污水分流，雨水回收進行再利用，用于灌溉花草樹木;將污水與雨水分開進行處理，能有效緩解一些地區水資源緊缺的情況。在建筑設計中，合理利用可再生能源能減少溫室氣體的排放量，目前已經有科學家設計出碳排放量為零的建筑物，這種建筑全靠大自然的太陽光和雨水解決水電供應問題。

5? 結束語

總之，低碳建筑已經逐漸成為國際建筑中的主流，這類建筑不僅具有低碳、節能的特性，對于發展可持續經濟更有著至關重要的現實意義。為了給人們建造更加綠色、低碳、健康、舒適的住宅，建筑師們任重道遠，應不斷探索和掌握低碳設計技術，在低碳設計的道路上不斷前行。

參考文獻：

[1] 李東海.低碳設計理念在高層建筑設計中的體現[J].低碳世界，2015（20）：33～34.

[2] 潘潔賢.低碳設計理念在高層住宅建筑設計中的應用[J].建材與裝飾，2015（46）：56～57.