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        綠色低碳住宅建筑理念在城市高層住宅設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

        2020-11-02 09:27:13劉一鳴
        裝備維修技術(shù) 2020年38期

        劉一鳴

        摘? 要:當(dāng)前,二氧化碳排放量加速全球變暖和生態(tài)失衡等問題引發(fā)各行各業(yè)的關(guān)注,低碳建筑已成為我國乃至國際的主流趨勢(shì)。在高層住宅大量建設(shè)的背景下,本文對(duì)高層住宅綠色低碳設(shè)計(jì)的必要性進(jìn)行闡述,結(jié)合高層住宅低碳設(shè)計(jì)的理念,介紹其在城市高層住宅設(shè)計(jì)中的應(yīng)用要點(diǎn),旨在為我國高層住宅的綠色低碳設(shè)計(jì)提供思路,促進(jìn)居住環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

        關(guān)鍵詞:綠色低碳;城市高層;住宅設(shè)計(jì)

        1 高層住宅綠色低碳設(shè)計(jì)的必要性

        根據(jù)聯(lián)合國IPCC發(fā)布的報(bào)告,城市住房的能源需求占全球能源需求的67%以上,二氧化碳排放量占全球排放量的70%以上,遠(yuǎn)超過交通運(yùn)輸行業(yè)及手工業(yè)的碳排放量。而城市中高層住宅的容積率較高、間距較近、建筑面積較大,對(duì)能源的需求量較多,不合理的設(shè)計(jì)將加劇能源消耗和環(huán)境惡化,影響居住體驗(yàn)。隨著城市碳排放問題的日益嚴(yán)重,高層住宅必然向低碳方向發(fā)展,以減緩全球變暖和能源危機(jī)。因此,亟需在高層住宅設(shè)計(jì)中加強(qiáng)對(duì)綠色低碳設(shè)計(jì)理念的應(yīng)用,通過節(jié)能減排設(shè)計(jì),從平面規(guī)劃、材料選用、環(huán)保技術(shù)等方面減少化石能源等不可再生資源的利用,提高自然資源的利用率,改善城市環(huán)境,滿足住宅可持續(xù)發(fā)展的需要。

        2 高層住宅綠色低碳設(shè)計(jì)的理念

        2.1采用合理的建筑平面布局

        高層住宅的低碳設(shè)計(jì)應(yīng)從平面布局階段就開始考慮。從居住者對(duì)環(huán)境需求的心理學(xué)角度把控平面布局和環(huán)境空間序列。在總平面角度,重點(diǎn)關(guān)注對(duì)建筑朝向、間距、密度、容積率、人車分流、停車位、景觀綠地等指標(biāo)的規(guī)劃設(shè)計(jì);在建筑平面角度,重點(diǎn)關(guān)注功能分區(qū)、空間利用、結(jié)構(gòu)布局、交通流線、管線綜合等方面的建筑設(shè)計(jì)。在保護(hù)生態(tài)環(huán)境和提高居住環(huán)境低碳效果的前提下,開展高層住宅的設(shè)計(jì)工作。

        2.2 選用可再生無污染材料

        傳統(tǒng)高層住宅建筑設(shè)計(jì)中使用的大多數(shù)材料均屬于不可再生資源。隨著高層住宅數(shù)量和規(guī)模的不斷增加,大部分建筑材料面臨枯竭,生態(tài)資源的廣泛利用嚴(yán)重影響了生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。高層住宅的低碳設(shè)計(jì)工作應(yīng)加強(qiáng)對(duì)不可再生資源的保護(hù),做好可再生資源的研究與應(yīng)用。同時(shí),盡量采用對(duì)人體無害的天然材料,做好材料的有毒物質(zhì)檢測。

        2.3利用低碳的環(huán)保技術(shù)

        在設(shè)計(jì)過程中,通過運(yùn)用低碳的環(huán)保技術(shù),如通風(fēng)設(shè)計(jì)、采光設(shè)計(jì)、維護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、水循環(huán)設(shè)計(jì)、太陽能設(shè)計(jì)等綠色低碳環(huán)保技術(shù),可以減少高層住宅的建造能耗和使用能耗,同時(shí)對(duì)能源進(jìn)行優(yōu)化組合和重新配置。值得注意的是,低碳的環(huán)保技術(shù)包括傳統(tǒng)技術(shù)的繼承、加強(qiáng)與改良,以及新型技術(shù)的引進(jìn)、整合與創(chuàng)新。

        3城市高層住宅建筑設(shè)計(jì)中低碳設(shè)計(jì)理念的具體應(yīng)用

        3.1 綠色低碳整體規(guī)劃

        一方面是在城市高層住宅的總平面圖規(guī)劃過程中,要在權(quán)衡建筑朝向、日照間距、通風(fēng)狀況和防火規(guī)范等要素的前提下,采取綠色低碳的布局方式,提高土地的利用率。根據(jù)建筑功能對(duì)太陽光的需求量來決定建筑的朝向,我國的高層住宅建筑通常坐北朝南;充分利用各高層間前后左右的錯(cuò)位關(guān)系,使得日照間距滿足在房子最底層窗戶冬至日照時(shí)間不低于1小時(shí);左右間距滿足多層與多層、多層與高層、高層與高層之間的最小間距;風(fēng)向與高層建筑的夾角呈30°~60°,風(fēng)流在居住區(qū)內(nèi)呈均勻分布,避免在特殊區(qū)域內(nèi)引起風(fēng)速渦流區(qū)或形成通風(fēng)死角。從而在整個(gè)高層住宅小區(qū)內(nèi)營造冬暖夏涼、風(fēng)速均勻的天然宜居環(huán)境,

        另一方面是建筑平面圖中交通流線及平面布局的低碳設(shè)計(jì)。通過集中布置垂直交通核,合理布局起居空間、活動(dòng)空間、功能用房,精心設(shè)計(jì)管線走向、管井位置,嚴(yán)格計(jì)算一定面積下應(yīng)配備的設(shè)備數(shù)量等設(shè)計(jì)方式,做到交通高效、平面緊湊、功能合理、管裝精簡。從而提高每一層住戶的建筑面積使用率,減少居住能耗。

        3.2綠色低碳建筑材料

        在高層住宅的低碳設(shè)計(jì)過程中,應(yīng)根據(jù)“就近原則”優(yōu)先選擇當(dāng)?shù)氐慕ㄖ牧?,避免二次運(yùn)輸,并強(qiáng)調(diào)材料的綠色環(huán)保性能,盡可能選擇無毒材料、環(huán)保材料和可回收材料。

        首先,采購前要根據(jù)市場的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)變化,選擇性價(jià)比較高的節(jié)能環(huán)保材料和新型綠色材料,并對(duì)不同材料的環(huán)保性能進(jìn)行比較和評(píng)價(jià);在材料進(jìn)場時(shí),要嚴(yán)格審查材料質(zhì)量、供應(yīng)商的生產(chǎn)資質(zhì)證書和材料使用壽命,并做好進(jìn)場驗(yàn)收記錄。其次,施工過程和材料運(yùn)輸過程應(yīng)選擇最優(yōu)路線和堆放場地,避免粉塵擴(kuò)散和道路損壞。最后,對(duì)使用過程中易產(chǎn)生粉塵污染和甲醛、氡等有害氣體的鋼筋混凝土和含塵砂石等主要污染源進(jìn)行集中處理,避免隨意堆放傾倒。

        3.3綠色低碳建筑技術(shù)

        一是通風(fēng)技術(shù)的低碳設(shè)計(jì)。在高層建筑設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員應(yīng)使用CFD模擬等專業(yè)軟件對(duì)建筑內(nèi)外氣流進(jìn)行模擬,合理設(shè)計(jì)高層建筑的通風(fēng)流線,引導(dǎo)自然風(fēng)進(jìn)入房間,降低空調(diào)的使用頻率,以滿足用戶對(duì)房間散熱的要求。

        二是采光技術(shù)的低碳設(shè)計(jì)。一方面根據(jù)高層建筑的不同朝向,調(diào)整門窗的開啟面積及不同房間在不同季節(jié)和地區(qū)的采光度布局(如光線需求量大的南向房間,盡量選用大面積落地窗;光線需求量小的北向房間,盡量選用小面積高窗),同時(shí)加強(qiáng)門窗的氣密性設(shè)計(jì),避免熱量流失,降低資源消耗;另一方面,可借助玻璃纖維、導(dǎo)光管、棱鏡組等天然導(dǎo)光技術(shù)將自然光引入地下空間,減少室內(nèi)照明用電。

        三是水循環(huán)的低碳設(shè)計(jì)。結(jié)合海綿城市技術(shù)運(yùn)用,通過設(shè)計(jì)雨水收集系統(tǒng)和水資源回收裝置,充分發(fā)揮植被、土壤、濕地等對(duì)水質(zhì)的自然凈化作用,對(duì)住宅園區(qū)進(jìn)行雨洪管理,并對(duì)收集的雨水和生活污水進(jìn)行有效處理,實(shí)現(xiàn)水資源的回收利用,提高雨水的利用率,作為住宅園區(qū)景觀植被灌溉、車輛沖洗、路面清洗等用水,凈化社區(qū)的人居環(huán)境。

        四是維護(hù)結(jié)構(gòu)的低碳設(shè)計(jì)。高層住宅的圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要功能為保溫隔熱,在設(shè)計(jì)過程中要合理設(shè)計(jì)保溫材料的鋪貼次序和鋪貼厚度;通過建筑的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì),推行預(yù)制拼裝構(gòu)件的使用,從而減少不規(guī)則建筑構(gòu)件的高耗能定制,縮減現(xiàn)場作業(yè)時(shí)間;可設(shè)置外循環(huán)雙層皮幕墻、輕質(zhì)保溫外墻、建筑保溫絕熱板、隔熱水泥模板等避免出現(xiàn)熱橋、冷橋;運(yùn)用低輻射玻璃、中空玻璃等,結(jié)合反射隔熱涂料和外遮陽系統(tǒng),有效阻隔建筑與環(huán)境的能量交換;通過屋頂綠化和立面綠化等手段,減少有害氣體的排放;通過維護(hù)結(jié)構(gòu)與光伏發(fā)電的“一體化設(shè)計(jì)”,將保溫隔熱與搜集太陽能進(jìn)行“二合一”,用以住宅供熱、供電與供暖,實(shí)現(xiàn)高層住宅低碳設(shè)計(jì)。

        結(jié)束語

        高層住宅的綠色低碳設(shè)計(jì)應(yīng)視為是對(duì)資源進(jìn)行優(yōu)化整合的過程。通過對(duì)風(fēng)能、地?zé)崮?、光能等自然資源的利用,以減少對(duì)礦產(chǎn)資源等不可再生資源的耗費(fèi),從而達(dá)到節(jié)能減排、保護(hù)能源的目的。在工程設(shè)計(jì)實(shí)踐中,還要進(jìn)一步細(xì)化低碳住宅技術(shù)體系結(jié)構(gòu)的構(gòu)成,在滿足工程建設(shè)質(zhì)量和安全要求的前提下,結(jié)合實(shí)際需要應(yīng)用綠色低碳環(huán)保技術(shù),調(diào)節(jié)城市微氣候,促進(jìn)建筑的綠色發(fā)展。

        參考文獻(xiàn)

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