胡力維

廣東縱橫建筑設(shè)計(jì)有限公司 廣東 肇慶 526040

伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步增長(zhǎng)和先進(jìn)科技的快速進(jìn)步，人類文明逐漸開啟了新的智能化時(shí)代，各項(xiàng)科技層出不窮，不斷大幅度提升了科技生產(chǎn)力，同時(shí)也為人們的生活環(huán)境帶來(lái)了巨大的變化，但同時(shí)也產(chǎn)生了一些影響，尤其城市資源越發(fā)緊張，最為明顯的是土地資源，城市化建設(shè)中建筑開始想著高層化邁進(jìn)，建筑高度不斷升高。建筑行業(yè)一直是能源、資源消耗的“大戶”，而且在建筑工程建設(shè)當(dāng)中也會(huì)在不同程度上對(duì)環(huán)境產(chǎn)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(yíng)造出人與自然和諧共存的優(yōu)質(zhì)居住環(huán)境，使人們居住環(huán)境更加貼近生態(tài)自然，并節(jié)約能源、資源，現(xiàn)階段我國(guó)也越來(lái)越重視綠色低碳理念在高層建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用的研究，并將其作為建筑行業(yè)發(fā)展、技術(shù)創(chuàng)新與施工設(shè)計(jì)改進(jìn)的重點(diǎn)內(nèi)容。

1 綠色建筑設(shè)計(jì)的內(nèi)涵及設(shè)計(jì)原則

1.1 綠色低碳建筑設(shè)計(jì)理念內(nèi)涵

簡(jiǎn)單來(lái)講，綠色低碳建筑設(shè)計(jì)理念主要指的是在高層建筑設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)施工當(dāng)中充分運(yùn)用生態(tài)學(xué)理論，實(shí)現(xiàn)高層建筑與生態(tài)環(huán)境以及人類居住和諧共存的目標(biāo)，所設(shè)計(jì)出的綠色低碳建筑更加符合人類日益增長(zhǎng)的物質(zhì)需要和精神需求，其充分結(jié)合了現(xiàn)代高科技，以及先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)，是利用先進(jìn)科技文明來(lái)有效降低建筑對(duì)自然環(huán)境所造成的破壞影響，從而實(shí)現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展。

1.2 綠色低碳建筑設(shè)計(jì)原則

其一，可持續(xù)發(fā)展原則。綠色低碳建筑設(shè)計(jì)理念涉及到多個(gè)學(xué)科的理論知識(shí)，其主要是以可持續(xù)發(fā)展為根本原則，融匯建筑學(xué)、生態(tài)學(xué)與材料學(xué)等多學(xué)科領(lǐng)域，科學(xué)合理進(jìn)行高層建筑的設(shè)計(jì)，最大程度上確保建筑環(huán)境的生態(tài)平衡，真正達(dá)到無(wú)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(huán)境當(dāng)中。

其二，因地制宜原則。大部分高層建筑在進(jìn)行綠色低碳設(shè)計(jì)過(guò)程中往往強(qiáng)調(diào)因地制宜，也就意味著建筑需要與當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境及社會(huì)環(huán)境相協(xié)調(diào)，設(shè)計(jì)過(guò)程中主要是以原有地貌特征為根本出發(fā)點(diǎn)，進(jìn)行各項(xiàng)要點(diǎn)的合理設(shè)計(jì)與科學(xué)布局，并充分利用現(xiàn)有條件，在盡量不改變當(dāng)?shù)貙?shí)際地貌特征的情況下進(jìn)行建筑的設(shè)計(jì)。

其三，低碳環(huán)保原則。在進(jìn)行綠色低碳高層建筑設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，在選擇采用哪種建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需充分根據(jù)建筑實(shí)際使用功能和空間要求來(lái)進(jìn)行綜合考量與決策分析，并以此為基礎(chǔ)盡量選擇低能耗且輕質(zhì)化的結(jié)構(gòu)類型，從而實(shí)現(xiàn)能源的節(jié)約和資源的最大化利用。例如，可選擇彈性可變結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行高層建筑設(shè)計(jì)，如此可以滿足低碳環(huán)保需求，同時(shí)又能夠提高建筑使用過(guò)程中的多樣性，從而有效控制建筑工程的造價(jià)，提高其低碳環(huán)保效果[1]。

2 影響綠色建筑設(shè)計(jì)的因素分析

2.1 社會(huì)環(huán)境分析

對(duì)于現(xiàn)代城市當(dāng)中的高層建筑工程而言，其本身就有著高能耗、高污染的標(biāo)簽，從當(dāng)前世界整體發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，高層建筑的建設(shè)對(duì)于人類來(lái)講無(wú)論在施工難度還是成本控制或是質(zhì)量控制，以及施工技術(shù)運(yùn)用方面都有著較為成熟的經(jīng)驗(yàn)。然而難點(diǎn)就在于社會(huì)問(wèn)題，高層建筑主要有光污染、熱輻射、地面風(fēng)流與空間壓迫感以及火災(zāi)消防危險(xiǎn)性等客觀存在的一些不足，這些問(wèn)題的存在往往無(wú)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(jié)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(huán)境的效果，使城市局部地區(qū)更為立體，更具層次感，這也逐漸成為了現(xiàn)代化城市發(fā)展的一個(gè)明顯標(biāo)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(fēng)以及充分的采光，這些優(yōu)勢(shì)提高了高層建筑的舒適性。而在環(huán)境保護(hù)重要性的日益凸顯下，綠色低碳建筑設(shè)計(jì)成為高層建筑的發(fā)展趨勢(shì)之一，綠色低碳建筑設(shè)計(jì)的作用需要根據(jù)社會(huì)整體發(fā)展情況才能夠摸清其發(fā)展脈絡(luò)，但也容易受到一些社會(huì)環(huán)境因素的制約，例如部分經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)地區(qū)，或地質(zhì)條件無(wú)法滿足高層建筑高承載壓力要求，或經(jīng)濟(jì)社會(huì)環(huán)境制約而無(wú)法實(shí)現(xiàn)綠色低碳高層建筑設(shè)計(jì)等等，這些都會(huì)對(duì)綠色低碳高層建筑設(shè)計(jì)產(chǎn)生一定的影響。

2.2 自然環(huán)境分析

綠色低碳建筑設(shè)計(jì)的核心在于節(jié)能、減排、降耗，大部分綠色低碳建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中會(huì)盡量使用可再生資源和可循環(huán)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(zhì)基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)高層建筑設(shè)計(jì)合理性與施工質(zhì)量提升。因此，需要注重對(duì)高層建筑的合理規(guī)劃、選址和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以及節(jié)能降耗等相關(guān)問(wèn)題都需要解決。綠色低碳建筑所要體現(xiàn)的是可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，這就需要保證自然環(huán)境與社會(huì)環(huán)境的高度統(tǒng)一與良性發(fā)展，還需真正將綠色低碳建筑設(shè)計(jì)理念與高層建筑設(shè)計(jì)完美融合在一起，并以先進(jìn)科技作為“黏合劑”。高層建筑設(shè)計(jì)的選材、材料加工處理、施工過(guò)程以及廢棄物再生處理整個(gè)流程當(dāng)中，始終要滲透和貫穿先進(jìn)科技的應(yīng)用。所以，綠色低碳建筑設(shè)計(jì)從產(chǎn)生到使用都需要加強(qiáng)對(duì)自然環(huán)境的評(píng)估，以及能源、資源消耗的準(zhǔn)確估量，但現(xiàn)實(shí)當(dāng)中的自然環(huán)境也必然會(huì)為綠色低碳建筑理念在高層建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中應(yīng)用帶來(lái)不小的難度和挑戰(zhàn)。

2.3 人文環(huán)境分析

無(wú)論綠色低碳建筑設(shè)計(jì)如何以自然和諧發(fā)展為中心來(lái)開展人與建筑及自然環(huán)境之間的和諧共存，然而其始終是要為人所服務(wù)的。也就是說(shuō)，在綠色低碳建筑設(shè)計(jì)理念應(yīng)用在高層建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中時(shí)，必然會(huì)受到人文環(huán)境這一因素的影響，例如綠色低碳建筑設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，需要充分考慮當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)俗習(xí)慣、風(fēng)土人情、歷史文化、地域特征等等，將這些人文環(huán)境因素充分體現(xiàn)在的綠色低碳高層建筑設(shè)計(jì)當(dāng)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(shù)環(huán)境分析

要想實(shí)現(xiàn)綠色低碳建筑理念在高層建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中的有效應(yīng)用，必然需要借助于先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，其是綠色低碳建筑設(shè)計(jì)得以實(shí)現(xiàn)的根本前提。因此，現(xiàn)代綠色低碳高層建筑設(shè)計(jì)與發(fā)展當(dāng)中也必然會(huì)受到技術(shù)環(huán)境因素的影響，例如綠色低碳高層建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中會(huì)采用節(jié)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(shí)也可降低建筑能耗。此外，也可以設(shè)計(jì)采用節(jié)能材料或節(jié)能措施的門窗，從而降低室內(nèi)熱能耗，或采用節(jié)水型器具和設(shè)備，以及回收用水系統(tǒng)與廢水回收系統(tǒng)，最大程度上節(jié)約水資源。而且對(duì)于高層建筑而言，可以利用風(fēng)壓來(lái)提高建筑室內(nèi)的通風(fēng)效果，利用屋頂、建筑立面等空間來(lái)擴(kuò)大綠化面積，利用當(dāng)?shù)亟ㄖ牧蠈?shí)現(xiàn)成本的降低[2]?？傊?，要能夠充分利用可收集和可利用替他環(huán)保材料，結(jié)合先進(jìn)科技進(jìn)行高層建筑的綠色化、低碳化設(shè)計(jì)，如此也才能夠充分發(fā)揮出技術(shù)環(huán)境優(yōu)勢(shì)作用。

3 低碳理念在高層建筑設(shè)計(jì)的技術(shù)處理分析

3.1 高層建筑中新能源引入技術(shù)的處理

以太陽(yáng)能為例，太陽(yáng)能是屬于無(wú)污染且可再生的新能源，最為典型的高層建筑當(dāng)中太陽(yáng)能引入技術(shù)處理是將太陽(yáng)能運(yùn)用到室內(nèi)取暖當(dāng)中，例如，利用高層建筑外立面進(jìn)行太陽(yáng)能熱能的吸收。并將其用于室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)。此外，太陽(yáng)能熱水器也是現(xiàn)代高層建筑當(dāng)中應(yīng)用較為普遍的一種太陽(yáng)能利用手段，而其技術(shù)處理相對(duì)較為簡(jiǎn)單，主要是利用建筑立面和房頂設(shè)置一臺(tái)太陽(yáng)能集熱器，從而實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能的收集和充分利用。另外，太陽(yáng)光線不經(jīng)過(guò)處理就可以利用其中的短波來(lái)起到殺除真菌的作用。以高層建筑朝陽(yáng)房間來(lái)講，需要將太陽(yáng)光射入量做到最大化，也就是說(shuō)需要將房間內(nèi)玻璃面擴(kuò)大，如此一來(lái)，陽(yáng)光照射的玻璃面時(shí)就會(huì)反射一些熱量，而房間溫度會(huì)有所提升，主要房間的熱量攝取則是通過(guò)與朝陽(yáng)房間有著同一道墻壁來(lái)確定整個(gè)房間熱量。而夜晚時(shí)高層建筑主要采用的保溫材料能夠?qū)⑽輧?nèi)溫度鎖定在較為合理的范圍內(nèi)。而在夏季較為炎熱的天氣，為防止光照過(guò)大而產(chǎn)生多余熱量，可以在墻壁附近安裝排氣孔，從而有效預(yù)防溫度過(guò)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(shè)計(jì)中的室內(nèi)采光設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)當(dāng)中，其朝向問(wèn)題非常關(guān)鍵，尤其對(duì)于室內(nèi)采光至關(guān)重要，在朝向相對(duì)較為合理的房間當(dāng)中，往往可以實(shí)現(xiàn)自然采光的最大化利用，尤其在冬季時(shí)，可最大程度上聚集熱能和光能，其布局十分關(guān)鍵，直接決定了室內(nèi)采光和溫度調(diào)節(jié)的效果，也就意味著影響著高層建筑的綠色化、低碳化、環(huán)保化效果。所以，其技術(shù)處理一方面要注重布局設(shè)計(jì)的合理性，另一方面要合理選擇室內(nèi)與室外墻壁材料，要選擇熱穩(wěn)定性好的材料，從而解決采光與溫度調(diào)節(jié)的問(wèn)題[3]。

4 綠色低碳建筑理念在高層建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用策略

綠色低碳建筑理念對(duì)于高層建筑來(lái)說(shuō)，需要從多方面出發(fā)，結(jié)合建筑實(shí)際類型和具體功能以及所處環(huán)境等多項(xiàng)因素，并做到多點(diǎn)入手，如圖1所示。

圖1 高層建筑綠色低碳建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)重點(diǎn)

4.1 樹立低碳設(shè)計(jì)理念

綠色低碳設(shè)計(jì)理念在高層建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中的應(yīng)用必須要能夠樹立低碳設(shè)計(jì)理念，大力推廣隔熱保溫節(jié)能型新型材料，要能夠從全局角度來(lái)綜合考量高層建筑的綠色低碳設(shè)計(jì)。例如，在進(jìn)行制冷系統(tǒng)與取暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，需盡量選用節(jié)能型，通風(fēng)設(shè)計(jì)與采光設(shè)計(jì)方面也要依循節(jié)能環(huán)保與因地制宜原則，要時(shí)刻遵循綠色低碳設(shè)計(jì)理念，再如，在進(jìn)行高層建筑材料選擇時(shí)，第一角度需考慮是否對(duì)人體有害，第二則是要考慮選用是否會(huì)降低資源浪費(fèi)與消耗，第三是是否能夠替代傳統(tǒng)建筑材料、是否有著較高的環(huán)保性。

4.2 充分應(yīng)用低碳技術(shù)

高層建筑設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，綠色低碳設(shè)計(jì)理念的運(yùn)用與融入，需充分考慮清潔能源等低碳技術(shù)的使用，要保證高層建筑的節(jié)能降耗和減排，其中主要涉及到的低碳技術(shù)包括太陽(yáng)能、光能、風(fēng)能、地?zé)崮艿鹊?，其中太?yáng)能熱水器和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)已經(jīng)是現(xiàn)代高層建筑低碳設(shè)計(jì)當(dāng)中的較為具有代表性的設(shè)計(jì)之一。例如太陽(yáng)能在高層建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中的應(yīng)用主要涵蓋光伏發(fā)電以及熱水系統(tǒng)，太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)利用太陽(yáng)光產(chǎn)生熱量進(jìn)行水加熱，不但能夠有效節(jié)約電力能源的消耗，同時(shí)也能夠?yàn)槿藗兩钐峁└颖憷臒崴?wù)。而光伏發(fā)電則是屬于一種能夠?qū)⑻?yáng)光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿男履茉窗l(fā)電技術(shù)，高層建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中可以在墻面、樓板、窗戶等位置設(shè)計(jì)為光伏電池板，并使其成為高層建筑結(jié)構(gòu)的組成部分，不但不會(huì)影響高層建筑的美觀性，同時(shí)還能夠?yàn)楦邔咏ㄖ峁┹^為充足的電力能源供應(yīng)[4]。

而風(fēng)能的利用則是屬于綠色低碳設(shè)計(jì)理念在高層建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中應(yīng)用的一種較為典型的技術(shù)，通常風(fēng)能在高層建筑當(dāng)中的使用主要是借助于通風(fēng)系統(tǒng)。盡最大可能利用自然風(fēng)進(jìn)行高層建筑室內(nèi)空氣的調(diào)節(jié)，時(shí)刻保持室內(nèi)空氣的清新。

而在高層建筑也可以采用利用空氣能熱水設(shè)備，尤其在環(huán)境溫度比較高的南方，空氣能熱水器往往有上佳的表現(xiàn)，能實(shí)現(xiàn)風(fēng)能的利用轉(zhuǎn)化。而高層建筑的采光方面，運(yùn)用綠色低碳環(huán)保設(shè)計(jì)理念可以最大程度上利用天然導(dǎo)光技術(shù)，將自然光順利引入到高層建筑室內(nèi)，從而節(jié)省電照明。另外，可以采用玻璃纖維等高科技材料，充分發(fā)揮光能對(duì)室內(nèi)采光的調(diào)節(jié)作用。

4.3 和新技術(shù)結(jié)合發(fā)展

高層建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中，很多傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念以及設(shè)計(jì)技術(shù)也有著一定的節(jié)能環(huán)保效果，例如利用陶土夾心墻技術(shù)、苯板保溫技術(shù)等等，這些傳統(tǒng)的建筑技術(shù)也能夠有效遏制二氧化碳排放量的提升，節(jié)約能源，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，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(shè)計(jì)當(dāng)中的應(yīng)用當(dāng)中，也要注重傳統(tǒng)建筑基礎(chǔ)與新技術(shù)的結(jié)合發(fā)展，以傳統(tǒng)低碳設(shè)計(jì)技術(shù)及理念為根本，結(jié)合新型技術(shù)進(jìn)行再創(chuàng)新。一方面，能夠發(fā)揮傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)技術(shù)的成熟性優(yōu)勢(shì)，另一方面也可以借助新型設(shè)計(jì)技術(shù)與低碳環(huán)保理念的高科技優(yōu)勢(shì)，從而為高層建筑的低碳環(huán)保節(jié)能設(shè)計(jì)提供更加有力的支持[5]。

5 結(jié)束語(yǔ)

結(jié)合上述文章內(nèi)容所述，綠色低碳建筑設(shè)計(jì)理念運(yùn)用的是科學(xué)的方式與技術(shù)方法進(jìn)行自然環(huán)境的改造，并遵循因地制宜原則，真正以人為本，充分實(shí)現(xiàn)施工條件與設(shè)計(jì)的有機(jī)統(tǒng)一，最大程度上降低對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞影響，同時(shí)也要保證綠色低碳建筑對(duì)新材料的應(yīng)用以及節(jié)能減排效果的提升。其重點(diǎn)在于低碳、節(jié)能、環(huán)保，所以，高層建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中，綠色低碳環(huán)保理念的應(yīng)用必須要結(jié)合當(dāng)前現(xiàn)有科技與新型材料，充分發(fā)揮技術(shù)與材料優(yōu)勢(shì)作用，不斷加強(qiáng)設(shè)計(jì)理念與建設(shè)技術(shù)的創(chuàng)新。