城市高層建筑綠色環(huán)保設(shè)計(jì)研究

董幼平

（廈門魯班源房屋營(yíng)造有限公司，福建 廈門 361000）

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(jì)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(jì)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(jì)上做好規(guī)劃。

1 城市高層建筑綠色設(shè)計(jì)的原則及方式

1.1 設(shè)計(jì)原則

1.1.1 科學(xué)性原則

根據(jù)建筑設(shè)計(jì)與需求，充分利用項(xiàng)目資源，合理確定建筑布局和朝向，利用先進(jìn)的建筑技術(shù)和綠色設(shè)計(jì)理念，實(shí)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(rèn)真分析建筑的功能定位，將建筑綠色節(jié)能設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保，這需要改變傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)方式與建設(shè)模式，在設(shè)計(jì)中要更加注重自然、生態(tài)、綠色環(huán)境的營(yíng)造，將自然環(huán)境及綠色技術(shù)引入室內(nèi)空間，實(shí)現(xiàn)建筑的可持續(xù)和綠色發(fā)展[2]。

1.1.4 工程經(jīng)濟(jì)性的原則

認(rèn)真研究土地的綜合開發(fā)利用，實(shí)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(jì)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(duì)環(huán)境和生態(tài)起到強(qiáng)化作用。

1.2 設(shè)計(jì)方式

1.2.1 設(shè)計(jì)結(jié)合自然

充分利用陽光、空氣、水、植物綠化在設(shè)計(jì)布局中的作用，在對(duì)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(duì)綠化的組織實(shí)現(xiàn)與自然的最大和諧和對(duì)活動(dòng)的最大滿足。見圖1。

圖1 建筑形態(tài)設(shè)計(jì)理念

1.2.2 設(shè)計(jì)融入整體環(huán)境

高層建筑作為整體中的一個(gè)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(jì)中空間的形態(tài)具有功能和展示兩個(gè)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(jì)通過展示表現(xiàn)在形態(tài)中，形成生態(tài)、設(shè)計(jì)與形態(tài)三位一體的統(tǒng)一，見圖2。

圖2 商務(wù)中心城市空間形態(tài)設(shè)計(jì)

2 高層建筑綠色生態(tài)設(shè)計(jì)實(shí)例

2.1 項(xiàng)目概況

廈門湖里國(guó)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(shì)平坦，現(xiàn)狀地面高約15.00m。在建筑設(shè)計(jì)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(jì)中開展大量的節(jié)能設(shè)計(jì)，力求做好建筑、生態(tài)、節(jié)能環(huán)保的三統(tǒng)一，見圖3。

圖3 湖里國(guó)投商務(wù)中心平面設(shè)計(jì)圖

2.2 高層建筑綠色環(huán)保設(shè)計(jì)

2.2.1 高層建筑位置及朝向設(shè)計(jì)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(dāng)?shù)丨h(huán)境的變化，設(shè)計(jì)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(huì)顯著影響太陽輻射能量[4]。因此，對(duì)于建筑朝向和位置在設(shè)計(jì)時(shí)要先分析環(huán)境的影響，按照太陽的度角測(cè)算出日照時(shí)間，在設(shè)計(jì)建筑朝向時(shí)將開窗面積設(shè)計(jì)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(hù)結(jié)構(gòu)墻體設(shè)計(jì)優(yōu)化

建筑外墻是圍護(hù)結(jié)構(gòu)最主要的組成部分，高層建筑圍護(hù)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(hù)解構(gòu)設(shè)計(jì)有利于減少材料的使用，節(jié)約資源[5]。圍護(hù)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(dá)到保溫、隔熱及減輕重要的目標(biāo)，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(diǎn)。

2.2.3 電氣設(shè)備環(huán)保節(jié)能設(shè)計(jì)

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(dòng)調(diào)節(jié)裝置的低壓電力電容器作為提高功率因素的補(bǔ)償裝置以減少無功損耗。

2.2.4 屋面、屋頂?shù)墓?jié)能設(shè)計(jì)

屋面、屋頂節(jié)能設(shè)計(jì)對(duì)建筑節(jié)能至關(guān)重要，是建筑受到太陽照射時(shí)間最長(zhǎng)的部位，應(yīng)在設(shè)計(jì)中充分利用長(zhǎng)時(shí)間的太陽照射。節(jié)能設(shè)計(jì)中要根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂颉⑽恢靡约叭照諒?qiáng)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(shí)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(jì)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(jì)效益。

3 高層建筑綠色節(jié)能設(shè)計(jì)保障措施

3.1 加強(qiáng)建筑設(shè)計(jì)組織管理

在建筑建設(shè)過程中，必須成立節(jié)能設(shè)計(jì)管理小組，負(fù)責(zé)建筑節(jié)能從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收等全過程的管理，協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)與施工、質(zhì)量控制等方面的工作，確保節(jié)能設(shè)計(jì)按照設(shè)計(jì)方案嚴(yán)格落實(shí)。在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)上，不能為了降低建設(shè)成本、縮短工期而隨意減少設(shè)計(jì)時(shí)間和成本，設(shè)計(jì)人員要充分把握建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，遵循統(tǒng)一的設(shè)計(jì)工作標(biāo)準(zhǔn)，切實(shí)提高設(shè)計(jì)效率，實(shí)現(xiàn)良好的節(jié)能設(shè)計(jì)效果。

3.2 優(yōu)化綠色節(jié)能設(shè)計(jì)方案

在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)前，要組織設(shè)計(jì)人員深入建筑現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘察，對(duì)節(jié)能設(shè)計(jì)方案、施工、設(shè)施設(shè)備建設(shè)等進(jìn)行詳細(xì)分析，了解人們對(duì)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的需求，以及施工現(xiàn)場(chǎng)遇到的問題，及時(shí)改進(jìn)不合理設(shè)計(jì)，優(yōu)化節(jié)能設(shè)計(jì)方案。同時(shí)，建立專項(xiàng)資金渠道，從項(xiàng)目預(yù)算就預(yù)留節(jié)能設(shè)計(jì)和建設(shè)的資金，為推動(dòng)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)落地實(shí)施提供資金保障，見圖4。

圖4 商務(wù)中心景觀及技能設(shè)計(jì)方案

3.3 開展設(shè)計(jì)效果評(píng)估

加強(qiáng)節(jié)能設(shè)計(jì)施工跟蹤服務(wù)，及時(shí)解決規(guī)劃實(shí)施過程中出現(xiàn)的問題，提高節(jié)能設(shè)計(jì)的可操作性，推進(jìn)設(shè)計(jì)計(jì)劃有效實(shí)施。在施工的不同階段定期對(duì)節(jié)能設(shè)計(jì)落實(shí)情況進(jìn)行評(píng)估，分析遇到的困難和問題，對(duì)節(jié)能設(shè)計(jì)施工的實(shí)際情況進(jìn)行適時(shí)地調(diào)整，以更好地推動(dòng)節(jié)能設(shè)計(jì)落地。

4 結(jié)束語

綠色節(jié)能是建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)，符合當(dāng)前國(guó)內(nèi)外對(duì)節(jié)能減排的要求。高層建筑在綠色節(jié)能設(shè)計(jì)上，要以城市的整體生態(tài)為依據(jù)，在建筑設(shè)計(jì)理念、綠色環(huán)保、建筑實(shí)體、建筑材料等方面加強(qiáng)綠色環(huán)保的設(shè)計(jì)，在施工中加強(qiáng)管理，最大程度減少排放，把綠色環(huán)保作為高層建筑的標(biāo)志，實(shí)現(xiàn)生態(tài)與經(jīng)濟(jì)效益的統(tǒng)一。