綠色低碳建筑理念在高層建筑設計中運用分析

胡力維

廣東縱橫建筑設計有限公司 廣東 肇慶 526040

伴隨著社會經濟的穩步增長和先進科技的快速進步，人類文明逐漸開啟了新的智能化時代，各項科技層出不窮，不斷大幅度提升了科技生產力，同時也為人們的生活環境帶來了巨大的變化，但同時也產生了一些影響，尤其城市資源越發緊張，最為明顯的是土地資源，城市化建設中建筑開始想著高層化邁進，建筑高度不斷升高。建筑行業一直是能源、資源消耗的“大戶”，而且在建筑工程建設當中也會在不同程度上對環境產生一些污染影響，如噪音污染、固體廢棄物污染、水污染等等。為能夠營造出人與自然和諧共存的優質居住環境，使人們居住環境更加貼近生態自然，并節約能源、資源，現階段我國也越來越重視綠色低碳理念在高層建筑設計中應用的研究，并將其作為建筑行業發展、技術創新與施工設計改進的重點內容。

1 綠色建筑設計的內涵及設計原則

1.1 綠色低碳建筑設計理念內涵

簡單來講，綠色低碳建筑設計理念主要指的是在高層建筑設計和設計施工當中充分運用生態學理論，實現高層建筑與生態環境以及人類居住和諧共存的目標，所設計出的綠色低碳建筑更加符合人類日益增長的物質需要和精神需求，其充分結合了現代高科技，以及先進的設備技術，是利用先進科技文明來有效降低建筑對自然環境所造成的破壞影響，從而實現城市的可持續發展。

1.2 綠色低碳建筑設計原則

其一，可持續發展原則。綠色低碳建筑設計理念涉及到多個學科的理論知識，其主要是以可持續發展為根本原則，融匯建筑學、生態學與材料學等多學科領域，科學合理進行高層建筑的設計，最大程度上確保建筑環境的生態平衡，真正達到無污染、低能耗這一效果，使人們能夠生活在更加健康且舒適的居住環境當中。

其二，因地制宜原則。大部分高層建筑在進行綠色低碳設計過程中往往強調因地制宜，也就意味著建筑需要與當地自然環境及社會環境相協調，設計過程中主要是以原有地貌特征為根本出發點，進行各項要點的合理設計與科學布局，并充分利用現有條件，在盡量不改變當地實際地貌特征的情況下進行建筑的設計。

其三，低碳環保原則。在進行綠色低碳高層建筑設計過程當中，在選擇采用哪種建筑結構進行設計時，需充分根據建筑實際使用功能和空間要求來進行綜合考量與決策分析，并以此為基礎盡量選擇低能耗且輕質化的結構類型，從而實現能源的節約和資源的最大化利用。例如，可選擇彈性可變結構來進行高層建筑設計，如此可以滿足低碳環保需求，同時又能夠提高建筑使用過程中的多樣性，從而有效控制建筑工程的造價，提高其低碳環保效果[1]。

2 影響綠色建筑設計的因素分析

2.1 社會環境分析

對于現代城市當中的高層建筑工程而言，其本身就有著高能耗、高污染的標簽，從當前世界整體發展趨勢來看，高層建筑的建設對于人類來講無論在施工難度還是成本控制或是質量控制，以及施工技術運用方面都有著較為成熟的經驗。然而難點就在于社會問題，高層建筑主要有光污染、熱輻射、地面風流與空間壓迫感以及火災消防危險性等客觀存在的一些不足，這些問題的存在往往無法避免，但高層建筑仍然受到城市居民的歡迎，其原因就在于能夠節約大量的土地資源，提高城市空間的利用率。高層建筑多種不同類型的多樣化搭配，也能夠起到美化城市環境的效果，使城市局部地區更為立體，更具層次感，這也逐漸成為了現代化城市發展的一個明顯標志。

在高層建筑居住的人們有著更加開闊的視野和良好的通風以及充分的采光，這些優勢提高了高層建筑的舒適性。而在環境保護重要性的日益凸顯下，綠色低碳建筑設計成為高層建筑的發展趨勢之一，綠色低碳建筑設計的作用需要根據社會整體發展情況才能夠摸清其發展脈絡，但也容易受到一些社會環境因素的制約，例如部分經濟不發達地區，或地質條件無法滿足高層建筑高承載壓力要求，或經濟社會環境制約而無法實現綠色低碳高層建筑設計等等，這些都會對綠色低碳高層建筑設計產生一定的影響。

2.2 自然環境分析

綠色低碳建筑設計的核心在于節能、減排、降耗，大部分綠色低碳建筑設計當中會盡量使用可再生資源和可循環利用資源以及污染資源，在保證人們居住舒適性和生活品質基礎上，實現高層建筑設計合理性與施工質量提升。因此，需要注重對高層建筑的合理規劃、選址和結構設計，以及節能降耗等相關問題都需要解決。綠色低碳建筑所要體現的是可持續發展目標，這就需要保證自然環境與社會環境的高度統一與良性發展，還需真正將綠色低碳建筑設計理念與高層建筑設計完美融合在一起，并以先進科技作為“黏合劑”。高層建筑設計的選材、材料加工處理、施工過程以及廢棄物再生處理整個流程當中，始終要滲透和貫穿先進科技的應用。所以，綠色低碳建筑設計從產生到使用都需要加強對自然環境的評估，以及能源、資源消耗的準確估量，但現實當中的自然環境也必然會為綠色低碳建筑理念在高層建筑設計當中應用帶來不小的難度和挑戰。

2.3 人文環境分析

無論綠色低碳建筑設計如何以自然和諧發展為中心來開展人與建筑及自然環境之間的和諧共存，然而其始終是要為人所服務的。也就是說，在綠色低碳建筑設計理念應用在高層建筑設計當中時，必然會受到人文環境這一因素的影響，例如綠色低碳建筑設計過程當中，需要充分考慮當地的風俗習慣、風土人情、歷史文化、地域特征等等，將這些人文環境因素充分體現在的綠色低碳高層建筑設計當中，方能夠凸顯出綠色低碳建筑的特色，也才能夠滿足居住用戶的人文需求。

2.4 技術環境分析

要想實現綠色低碳建筑理念在高層建筑設計當中的有效應用，必然需要借助于先進的科學技術，其是綠色低碳建筑設計得以實現的根本前提。因此，現代綠色低碳高層建筑設計與發展當中也必然會受到技術環境因素的影響，例如綠色低碳高層建筑設計當中會采用節能墻體材料，確保墻體的保溫性能和耐火性以及耐腐蝕性，既能夠保證高層建筑的安全，同時也可降低建筑能耗。此外，也可以設計采用節能材料或節能措施的門窗，從而降低室內熱能耗，或采用節水型器具和設備，以及回收用水系統與廢水回收系統，最大程度上節約水資源。而且對于高層建筑而言，可以利用風壓來提高建筑室內的通風效果，利用屋頂、建筑立面等空間來擴大綠化面積，利用當地建筑材料實現成本的降低[2]。總之，要能夠充分利用可收集和可利用替他環保材料，結合先進科技進行高層建筑的綠色化、低碳化設計，如此也才能夠充分發揮出技術環境優勢作用。

3 低碳理念在高層建筑設計的技術處理分析

3.1 高層建筑中新能源引入技術的處理

以太陽能為例，太陽能是屬于無污染且可再生的新能源，最為典型的高層建筑當中太陽能引入技術處理是將太陽能運用到室內取暖當中，例如，利用高層建筑外立面進行太陽能熱能的吸收。并將其用于室內溫度調節。此外，太陽能熱水器也是現代高層建筑當中應用較為普遍的一種太陽能利用手段，而其技術處理相對較為簡單，主要是利用建筑立面和房頂設置一臺太陽能集熱器，從而實現太陽能的收集和充分利用。另外，太陽光線不經過處理就可以利用其中的短波來起到殺除真菌的作用。以高層建筑朝陽房間來講，需要將太陽光射入量做到最大化，也就是說需要將房間內玻璃面擴大，如此一來，陽光照射的玻璃面時就會反射一些熱量，而房間溫度會有所提升，主要房間的熱量攝取則是通過與朝陽房間有著同一道墻壁來確定整個房間熱量。而夜晚時高層建筑主要采用的保溫材料能夠將屋內溫度鎖定在較為合理的范圍內。而在夏季較為炎熱的天氣，為防止光照過大而產生多余熱量，可以在墻壁附近安裝排氣孔，從而有效預防溫度過熱的情況。

3.2 高層建筑布局與低碳理念銜接處理

綠色低碳高層建筑設計中的室內采光設計為例，其是充分利用合理布局與地毯理念相銜接的典型案例之一，在高層建筑設計當中，其朝向問題非常關鍵，尤其對于室內采光至關重要，在朝向相對較為合理的房間當中，往往可以實現自然采光的最大化利用，尤其在冬季時，可最大程度上聚集熱能和光能，其布局十分關鍵，直接決定了室內采光和溫度調節的效果，也就意味著影響著高層建筑的綠色化、低碳化、環保化效果。所以，其技術處理一方面要注重布局設計的合理性，另一方面要合理選擇室內與室外墻壁材料，要選擇熱穩定性好的材料，從而解決采光與溫度調節的問題[3]。

4 綠色低碳建筑理念在高層建筑設計中的應用策略

綠色低碳建筑理念對于高層建筑來說，需要從多方面出發，結合建筑實際類型和具體功能以及所處環境等多項因素，并做到多點入手，如圖1所示。

圖1 高層建筑綠色低碳建筑項目設計重點

4.1 樹立低碳設計理念

綠色低碳設計理念在高層建筑設計當中的應用必須要能夠樹立低碳設計理念，大力推廣隔熱保溫節能型新型材料，要能夠從全局角度來綜合考量高層建筑的綠色低碳設計。例如，在進行制冷系統與取暖系統的設計時，需盡量選用節能型，通風設計與采光設計方面也要依循節能環保與因地制宜原則，要時刻遵循綠色低碳設計理念，再如，在進行高層建筑材料選擇時，第一角度需考慮是否對人體有害，第二則是要考慮選用是否會降低資源浪費與消耗，第三是是否能夠替代傳統建筑材料、是否有著較高的環保性。

4.2 充分應用低碳技術

高層建筑設計過程當中，綠色低碳設計理念的運用與融入，需充分考慮清潔能源等低碳技術的使用，要保證高層建筑的節能降耗和減排，其中主要涉及到的低碳技術包括太陽能、光能、風能、地熱能等等，其中太陽能熱水器和風力發電系統已經是現代高層建筑低碳設計當中的較為具有代表性的設計之一。例如太陽能在高層建筑設計當中的應用主要涵蓋光伏發電以及熱水系統，太陽能熱水系統利用太陽光產生熱量進行水加熱，不但能夠有效節約電力能源的消耗，同時也能夠為人們生活提供更加便利的熱水服務。而光伏發電則是屬于一種能夠將太陽光能轉變為電能的新能源發電技術，高層建筑設計當中可以在墻面、樓板、窗戶等位置設計為光伏電池板，并使其成為高層建筑結構的組成部分，不但不會影響高層建筑的美觀性，同時還能夠為高層建筑提供較為充足的電力能源供應[4]。

而風能的利用則是屬于綠色低碳設計理念在高層建筑設計當中應用的一種較為典型的技術，通常風能在高層建筑當中的使用主要是借助于通風系統。盡最大可能利用自然風進行高層建筑室內空氣的調節，時刻保持室內空氣的清新。

而在高層建筑也可以采用利用空氣能熱水設備，尤其在環境溫度比較高的南方，空氣能熱水器往往有上佳的表現，能實現風能的利用轉化。而高層建筑的采光方面，運用綠色低碳環保設計理念可以最大程度上利用天然導光技術，將自然光順利引入到高層建筑室內，從而節省電照明。另外，可以采用玻璃纖維等高科技材料，充分發揮光能對室內采光的調節作用。

4.3 和新技術結合發展

高層建筑設計當中，很多傳統設計理念以及設計技術也有著一定的節能環保效果，例如利用陶土夾心墻技術、苯板保溫技術等等，這些傳統的建筑技術也能夠有效遏制二氧化碳排放量的提升，節約能源，從而實現對生態環境的保護，而且也能夠保障人們的健康安全。所以，綠色低碳建筑理念在高層建筑設計當中的應用當中，也要注重傳統建筑基礎與新技術的結合發展，以傳統低碳設計技術及理念為根本，結合新型技術進行再創新。一方面，能夠發揮傳統建筑設計技術的成熟性優勢，另一方面也可以借助新型設計技術與低碳環保理念的高科技優勢，從而為高層建筑的低碳環保節能設計提供更加有力的支持[5]。

5 結束語

結合上述文章內容所述，綠色低碳建筑設計理念運用的是科學的方式與技術方法進行自然環境的改造，并遵循因地制宜原則，真正以人為本，充分實現施工條件與設計的有機統一，最大程度上降低對生態環境的破壞影響，同時也要保證綠色低碳建筑對新材料的應用以及節能減排效果的提升。其重點在于低碳、節能、環保，所以，高層建筑設計當中，綠色低碳環保理念的應用必須要結合當前現有科技與新型材料，充分發揮技術與材料優勢作用，不斷加強設計理念與建設技術的創新。