綠色建筑設計在高層建筑設計中的應用

劉 婷 曹宗英

（濰坊市建筑設計研究院有限責任公司 山東 濰坊261000）

隨著生態文明建設方案的持續實施，綠色建筑理念的提出及應用，一方面，推進了建筑行業轉型；另一方面，綠色建筑設計在高層建筑設計中的應用，提升了建筑的功能性，弱化了對自然生態環境的進一步破壞，擴展了人與自然、人工建筑與自然生態環境之間的均衡發展理念。另外，通過綠色建筑設計使整體上的建筑產品在設計環節，與社會、經濟、生態效益實現了融合，借助建筑生產方式與管理方案優化，促進了生態文明建設，為我國后續的建筑產業可持續發展奠定了基礎。

1 綠色建筑設計概述

1.1 綠色建筑設計內涵

綠色建筑設計關注的領域，是建筑與自然之間的均衡關聯。綠色建筑設計將建筑設計與綠色節能環保進行了有效關聯，形成了以節能環保功能設計為主導的建筑設計新方法。在現代高層建筑設計中的綠色建筑設計應用，包括了建筑選址、建筑設計、建筑材料、建筑施工、建筑使用等各個方面，能夠具體轉換應用到高層建筑設計的方式方法中，包括光照與通風設計、墻體裝飾設計、排水設計等。應用實踐中，已經深入到了技術與管理資源的優化配置，包括設計應用、節能應用、新能源應用等。

1.2 綠色建筑設計原則

高層建筑設計中的綠色建筑設計應用，預設了四項原則：①建立建筑與自然相和諧的綠色生態原則，并將其作為設計應用宗旨，貫徹到綠色建筑應用的各個環節，確保建筑的生態化、綠色化、可持續性，要求充分挖掘建筑所在區域的自然環境優勢與人文環境優勢，進而實現設計要素與自然要素之間的融合與對應；②體現節能環保原則，具體要求將用戶對于建筑的功能性需求與節能環保理念與相關措施進行結合，在各個設計部分應用綠色設計理念、綠色節能設備、綠色節能材料等，確保建筑的“綠色化”與使用的“功能化”；③因地制宜的資源優化配置原則，包括對建筑選址、自然光照資源、自然風能資源、新能源的資源選擇與應用，以及借助綠色裝飾與綠化區域和排水設計，提升資源利用效率等；④系統性原則，具體要求在綠色建筑設計應用中，按照整體建筑的完整結構進行綠色設計，并按照結構設計將整體布局與局部的具體應用結合起來，在現代綠色建筑產品設生產制造中，使各個生產制造環節形成條件限定與互相關聯，進而設計出具有統一綠色性能的綠色高層民用建筑產品。

1.3 綠色建筑設計的比較優勢

綠色建筑設計的比較優勢體現在三個方面：①綠色建筑設計作為現代建筑生產制造產業鏈條上的設計環節，可以擴增建筑產品在價值鏈上的可營利空間；②綠色建筑設計關系到建筑生產制造所有環節，能夠確保體系化運營管理方法有效實施；③通過綠色建筑設計，可以擴大建筑企業在全球同業市場的競爭力，有利于在生態文明建設方面，實現節能、降耗、節約資源的目標，制定出具有中國特色的建筑質量體系管理標準，提升建筑企業在本土市場的全要素生產率，從而在合理配置資源、減少資源消耗量的同時，為民眾提供品質型建筑產品。

2 綠色建筑在高層建筑設計中的應用

2.1 設計應用

2.1.1 建筑選址

首先，需要合理規劃，在分析高層建筑所在區域自然要素的基礎上，定位建筑選址，包括氣候條件因素分析、平均風力統計計算、光照天數、植被覆蓋情況、周邊建筑風格與相關數據，和地形地貌、地質構造、交通狀況、人文歷史等。其次，完成基本數據分析后，按照綠色建筑設計理念、綠色建筑設計應用原則，在充分考慮高層民用建筑設計需求的基礎上，分別對建筑采光、建筑通風、建筑節水、建筑隔熱保濕等設計部分進行設計。

2.1.2 采光設計

在采光設計中的應用中，先要進行用戶使用面積分析，在確定朝陽范圍的基礎上，盡可能擴大采光面積。一方面，應該注重陽臺光照在一天不同時間的采光率；另一方面，需要將公共采光區域與用戶單元室內采光區域結合起來，擴大建筑整體上的采光量。這要求設計師在設計過程，對建筑空間進行結構分析與空間應用效率反復計算，通過多套方案設計，進行優化處理，進而使不同的戶型、不同的公共空間獲得最佳采光量與充足的采光時間。

2.1.3 通風設計

通風設計要求將公共區域的門窗設計、單元內門窗設計與自然風力平均量、氣候條件等進行綜合分析，在整體布局合理的前提下，計算建筑之間的距離、不同季節的風力需求；進而借助物理學原則，使風力通過門窗牽引，處于自然風流動狀態。需要注意的是，通風設計的同時，要注重對門窗的防風性能的分析，預防因滿足通風設計可能造成的門窗防風性能弱化現象。

2.1.4 排水設計

綠色建筑設計中的排水設計屬于系統性設計，要求將降雨量、自然雨水收集系統、建筑區域綠化區域進行系統設計。一方面，在屋面設計中要求通過控制坡度與排水孔，使雨水收集具有漸進性特征。另一方面，要將排水管與地下排水進行關聯設計，滿足降雨量大時的排水需求。另外，要結合建筑所屬小區的綠化需求，按照地下排水量、地面雨水收集量、綠化面積、綠化需水量、蓄水池容積等進行具體計算，進而使建筑排水設計與整體上的綠色建筑系統形成一個完整的綠色設計。

2.2 節能應用

節能設計旨在提升資源利用率，降低各類設計要素可能產生的環境污染與生態破壞。具體應用中，要求從選擇節能材料、節能設備、節能技術全面的增強節能環保效果。具體如下：

2.2.1 隔熱保濕

首先，在建筑內墻體與外墻體中要注重隔熱保濕效果，一方面，需要選擇隔熱保濕效果較好的節能材料，如當前采用的綠色泡沫板。另一方面，要對建筑體的散熱性能進行分析，充分考慮到材料的傳熱效率，包括充氣混凝土砌塊、耐火材料等。需要注意的是，隔熱保溫的具體實踐要針對不同的建筑體局部進行應用，按照不同區域的需求采用不同的材料與不同的保溫層結構，包括屋頂、墻體、門窗等。

2.2.2 設備節能

電氣設備是高層建筑綠色設計中功能特征鮮明的設計環節，應用綠色建筑設計時，既要考慮到電氣設備本身的污染與能耗，也需要在控制最低能耗的條件下，以節能燈、節能灶、節能電箱、節能插座與開關等環保節能設備，尤其是現階段電子類設備的增多，要注重對電子類產品的能耗控制與污染指數分析，進而滿足綠色與智能化設備使用時的節能效用。

2.3 新能源應用

現階段，高層建筑綠色設計實踐中，需要引入新能源應用，實現綠色建筑設計應用目標。一方面，應該利用屋面空間與墻體空間，以及建筑所屬區域的公共空間，盡可能因地制宜地選擇太陽能公共照明設備，設置相關區域的太陽能電池板網絡。另一方面，在墻體與屋面，以及單元內應該盡可能推廣綠色能源理念，擴大綠色植被覆蓋面積，從而實現風力能源、植被生物能源、太陽能之間的資源優化配置，提升建筑體的能源利用效率，降低對工業能源的需求。

2.4 注意事項

高層建筑產品除具備物質特性外，對于精神特性的需求也相對較高，其中包括設施設備的使用感受、配套物業的管理服務質量、生活中能夠節約的事項等。因此，在應用綠色建筑設計理念時，應該遵循預設的基本原則，積極從平面設計與單體建筑設計層面，借助物理學、數學、信息技術三種學科，盡可能選擇自然力易發揮作用的建筑結構設計，如門與窗的對位設計、臥室與陽臺關聯的采光設計、雨水收集與利用系統設計、建筑景觀設計等；再如，如采用BIM技術系統，為建筑設計提供可視化預期模型產品設計；以及在整體上增加綠色建筑中的各項信息技術應用，其中包括傳感器的分布、溫濕度的控制系統、節能材料與節能電氣的使用等。當前應用綠色建筑設計理念，應該注重它在每一個環節的運用，尤其是建筑設計環節應該具備提綱絜領的功能，為后續各個環節做好綠色設計方案規劃。另外，當前的環保材料、保濕材料、防水材料、智能家居、電力APP在線控制系統等，均能夠起到優化建筑設計的目的。但是，應該盡量選擇與綠色建筑設計理念相符合的科學技術與管理方法。

3 結語

總之，高層建筑設計中的綠色建筑設計應用已經趨于多元化，并且，產生了以產業化運營為主的基本模式。從綠色建筑設計的應用效果分析，設計環節、材料與設備環節、施工建設環節、運營管理環節都增強了對綠色建筑設計理念的植入與精細化運用。結合以上初步分析，建議在新時期將加強對綠色建筑設計在高層建筑設計各個層面的應用研究，擴大其功能性及作用，借助優化通風設計、采光設計、結構設計、裝飾設計、排水設計等，進一步促進高層建筑設計中的綠色化、使用中的功能化、效用生產方面的節能化等目標，營建出建筑體與自然之間的和諧關系。