費國權

（遼寧宏城建筑規(guī)劃設計院有限公司，遼寧盤錦 124100）

0 引言

由于城市經(jīng)濟發(fā)展水平相較于鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)濟發(fā)展水平更高，城市人口量逐年增長，為緩解人口居住問題、提高城市土地利用率，高層民用建筑項目與日俱增。新時代人們的物質水平不斷提升，更加關注精神以及生活方面的需求，居住空間的舒適度是滿足其相關需求的重要因素之一。尤其是在節(jié)奏較快的城市中，居住環(huán)境是否舒適健康是人們追求的主要方向，綠色建筑設計不可或缺。

1 綠色建筑設計概述

1.1 概念

綠色建筑設計指的是設計人員需要在設計建筑時，采用不同節(jié)能材料以及綠色施工工藝，最大限度降低環(huán)境污染以及資源浪費，達到人與自然和諧共處目標[1]。這種設計相較于傳統(tǒng)建筑設計，更加關注建筑內部空間的舒適感和健康度，通過設計融合居民、房屋與周邊自然環(huán)境，加強居民居住幸福感。

1.2 設計原則

綠色建筑設計原則包含4 條。

（1）以環(huán)保節(jié)能為核心目標。實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能是該建筑設計研發(fā)的主要價值，主要目的在于提高建筑房屋環(huán)保性，為落實建設生態(tài)文明社會相關目標。另外，應用節(jié)能材料也可幫助施工單位減少材料成本，使其可以不斷積累資金，在未來建筑市場中具備扎實競爭力。

（2）堅持以人為本。建筑建設的實際意義在于為居民服務，使其可以在舒適空間內長久居住，抵御風寒等自然因素。在建設綠色建筑時，設計人員應充分了解現(xiàn)代居民居住需求，通過改善不同室內物質提升空間居住舒適度，包括空氣質量、聲環(huán)境、水質、光環(huán)境、室內溫度和濕度等。

（3）做好全面規(guī)劃。在建設建筑時，設計人員需要做好全面規(guī)劃，才可保證建設效率和質量。首先，了解現(xiàn)場地質條件、氣候條件、周邊環(huán)境情況以及居民居住需求，綜合考慮多方面內容再制定設計方案。其次，在工程開展期間，如發(fā)現(xiàn)設計存在問題，則應立即采取措施解決問題。需要注意的是，措施應建立在綠色環(huán)保以及舒適健康基礎上[2]。最后，利用因地制宜設計方式，實現(xiàn)動態(tài)化設計。根據(jù)不同地域情況設計與之貼合的建設方案。

（4）保證設計與建筑的匹配度。設計方案應與周邊環(huán)境、建筑自身融洽和諧，避免設計刻板導致空間布設與建筑本身存在矛盾感，造成居民居住不適感。例如，過于偏重于綠色環(huán)保以及節(jié)能減排，而忽略了空間和諧感以及舒適感，建筑服務功能將會大打折扣。因此設計人員應充分考慮設計元素等內容是否與建筑風格一致，確保兩者之間的匹配度。

2 綠色建筑設計在高層民用建筑中的應用要點

2.1 建筑選址設計

在設計高層民用建筑時，建筑選址至關重要。選址應以人為本，考慮居民居住舒適感，以發(fā)揮建筑實際服務功能[3]。首先，設計人員需要對建筑周邊綠化環(huán)境進行全面了解，保證綠化環(huán)境與建筑之間的匹配度；其次，掌握當?shù)貧夂驐l件，科學設計高層建筑高度以及朝向等，保證建筑房屋內部光照性良好；最后，結合實際情況設計與環(huán)境貼合的建設方案。期間，設計人員可借助BIM 技術建立三維模擬模型，準確分析現(xiàn)場情況，根據(jù)分析結果設計多個方案，選擇最合適的方案開展高層民用建筑建設。選址結束后，實時監(jiān)測該區(qū)域氣候變化和地理環(huán)境情況，進一步確定選址是否合理。

2.2 建筑材料設計

基于綠色設計理念，設計人員應選擇環(huán)保節(jié)能建筑材料，以強化高層民用建筑環(huán)境效益。首先，設計人員需要搜集新型環(huán)保材料類型及其特點（表1），根據(jù)材料特征和建設需求，選擇實用且價格適中的材料。其次，采購材料入場前，必須結合材料驗收標準進行取樣，樣品達到驗收標準才可投入建設應用。

表1 新型環(huán)保材料類型及其特點

2.3 建筑外部環(huán)境設計

高層民用建筑外部環(huán)境設計主要關系到建筑與周圍環(huán)境的融洽度。首先，設計人員需要關注建筑內部和外部通道的銜接，既要確保建筑美觀度，也要保證通道實用性[4]。其次，周邊綠色景觀以及配套基礎設施也必不可缺，根據(jù)當?shù)氐乩憝h(huán)境和氣候條件，選擇適宜種植的長青樹種等綠色植物，同時要重視植物遮蔽功能，保證人行道旁邊綠植覆蓋率大于70%。在進行景觀綠地設計時，可選擇多樣植物進行種植，注意顏色搭配以增強綠地美觀性。最后，提高溝渠設計以及雨污水排放回收設計水平，確保雨污水排放正常，保證居民在雨水天氣出行方便。采用透水性強的硬質鋪裝材料，鋪設在建筑周圍路面，也可保障居民出行便利性。

2.4 建筑節(jié)能設計

高層民用建筑節(jié)能設計可以發(fā)揮節(jié)能減排作用，起到綠色環(huán)保效果。首先，設計人員需要合理設計建筑位置，保證建筑內部空間可以得到充足光照，借助陽光降低人工照明能源消耗。嚴格把控各個建筑之間的距離，保證每一座建筑均可得到光照。其次，利用自然風滿足建筑溫度需求。設計人員需要綜合考慮自然風風向變化情況，結合距離控制提高布局合理性，確保內部可以形成自然對流，降低一些能源消耗（如空調、暖氣等），實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能。唯有合理控制建筑距離，才可避免夏季時建筑阻擋自然風；冬季時自然風直接吹向建筑。最后，設計人員需要根據(jù)當?shù)貧夂蜻x擇合適的保溫技術，將其應用于墻梁、屋面以及外墻等位置，確保房屋保溫性良好。在選擇保溫技術前，設計人員需要科學計算以下內容：①建筑散熱比。②建筑體形系數(shù)等，為平面布局提供可靠數(shù)據(jù)。其中，建筑散熱量會因表面積擴大增長，因此設計人員可將一些運行中熱量產(chǎn)生量較大的設施布設在陽光直射面積小的區(qū)域[5]。

節(jié)能設計中的陽臺、門窗、水資源設計也尤為重要，利用合理設計方式可以有效降低能耗，充分發(fā)揮綠色建筑作用。在設計陽臺時，設計人員可以結合建筑需求采用合適的陽臺類型。例如，需要擴大建筑內部面積，構建獨立的遮陽區(qū)域，可選擇挑陽臺形式（圖1）。在設計門窗時，需要關注氣壓和風力變化時對門窗產(chǎn)生的實際影響，做好抗壓抗風以及隔音設計，同時選擇節(jié)能門窗減少光污染等問題。在安裝門窗時，設計人員應保證內部采光效果良好，以免人工光污染過多影響周邊環(huán)境。通常在設計窗戶時需要結合光照和溫度，確定窗戶高度和尺寸，保證房間透光性和明亮度。在設計建筑內部水資源利用時，設計人員應加強排水系統(tǒng)設計，結合城市管排水布設情況，在不影響原有系統(tǒng)的基礎上進行設計。例如，做好雨水回收利用實現(xiàn)資源循環(huán)。使用雨水收集器，采取雨水凈化完成再次利用，既可節(jié)約自然資源，也可減少建筑水資源成本消耗。

圖1 挑陽臺

2.5 建筑墻體設計

高層民用建筑設計中，墻體設計主要包括內部設計和外部設計，內墻和外墻設計效果與墻體結構強度有著密切聯(lián)系。其中，外墻作為建筑房屋的框架，影響著整個建筑結構穩(wěn)定性；而內墻則影響著內部居住舒適度，也即保溫防風效果是否良好。設計時，應根據(jù)建筑結構設計規(guī)范選用綠色環(huán)保材料。由于高層民用建筑外墻耗費占整個工程的1/4，因此設計人員需要縮小外墻面積以實現(xiàn)節(jié)能降耗。例如，設計橢圓形建筑可以縮小外墻面積，同時視覺呈現(xiàn)效果也能讓人耳目一新。在設計內墻時，可在其與外墻之間添加一層保溫層，以此來提高房屋保溫防寒效果。

2.6 可再生能源設計

綠色建筑設計中，可再生能源設計是重要設計內容之一。設計人員需要面對建筑行業(yè)能源消耗較大的問題，采取可再生能源設計方式解決該類問題。可再生能源包括太陽能、風能、潮汐等。例如，在屋頂安裝太陽能可以為居民提供充足熱水，減少電能消耗?；蛘呤褂棉D換設備，可以將太陽光熱能轉變?yōu)殡娔埽鳛榻ㄖ彰鱽碓?。設計人員應充分利用可再生能源，實時關注國際新型可再生能源研發(fā)現(xiàn)狀，以便于應用于高層民用建筑建設，實現(xiàn)綠色建筑設計目的。

3 某高層民用建筑的綠色建筑設計分析

3.1 某高層民用建筑工程概況

該高層民用建筑屬于SS 級，結構為鋼筋混凝土，總占地面積為31003.42m2，建筑總面積為13010m2，樓層高度為95m，容積率為2.36。為提高建筑設計效果，落實國家出臺的綠色建設理念，選用了綠色建筑設計方式。

3.2 節(jié)能設計方面

節(jié)能設計中，該施工單位首先制定了節(jié)能目標管控方案，根據(jù)綜合目標合理開展建設作業(yè)。節(jié)能設計目標如下：①節(jié)約電能：30%。②節(jié)約水資源：30%。③節(jié)約材料：40%。其中，材料應用了新型建筑節(jié)能材料，不僅降低了材料成本費用，也減少了材料資源浪費。例如，施工中選用新型水泥固化性更加良好，通過落實綠色建筑設計節(jié)能降耗目標保障建筑結構穩(wěn)定性；在設計外墻保溫體系時，主要采用了聚苯乙烯泡沫板材料，這種材料密度系數(shù)較小，具有吸水率低以及導熱性低的特點，起到了環(huán)保和保溫作用。

在設計節(jié)點體系時，建筑內部全部照明設備選擇了低壓照明方式，同時聘用專人管理照明，避免電能浪費。另外，為實現(xiàn)綠色施工，通常在晚上停止施工或者少量施工；使用施工設備時，嚴格控制使用頻次，制定合理應用時間，達到節(jié)能降耗目標。在設計節(jié)水體系時，利用信息技術可以實時掌握現(xiàn)場資源管控情況，設計人員根據(jù)分析結果完成水資源管控設計，有效解決了高層民用建筑水資源浪費問題。此次節(jié)能設計主要采用了裝配式建筑施工技術，現(xiàn)場混凝土浪費現(xiàn)象明顯減少，大大提高了材料節(jié)約水平。

3.3 環(huán)保設計方面

施工現(xiàn)場環(huán)保設計內容如下。

（1）灑水處理。每天完成一次灑水處理，實現(xiàn)防塵防污染。

（2）噪音控制。作業(yè)時間一般不早于清晨6 時，不晚于夜間22 時。施工期間配備聲音環(huán)保基礎設施，落實噪音控制環(huán)保目標。

（3）建筑污水排放處理。此次工程開展中專門設計了污水排放站和垃圾處理站，確保工程垃圾和廢水有效處理，避免對周邊環(huán)境造成影響。

（4）主要選擇環(huán)保材料?；炷吝x用了磷灰石材料制備，這種材料由纖維制成，是一種綠色環(huán)保材料，可生產(chǎn)大麻混凝土[6]。大麻混凝土除了具有環(huán)保效能，也具有絕緣以及密封特點，有利于提高建筑結構穩(wěn)定性。同時，在建筑結構中添加了大量木質材料，以提升建筑建設效果。在噴刷木質材料時，油漆也采用了環(huán)保型，充分發(fā)揮了環(huán)保作用。

3.4 再生新能源設計方面

本次建筑工程中采用了再生新能源設計方式，結合各類自然資源降低能源消耗。首先，針對水資源循環(huán)利用主要結合海綿環(huán)保理論，設計如下：①在現(xiàn)場綠地設置下凹綠地。②道路以及廣場均采用透水材料。③建筑屋面使用種植屋面，在少雨區(qū)域取消明溝設計，保證屋面雨水可以排放至綠地，達到節(jié)省水資源的目的。在綠地蓄水可有效控制雨水徑流總量。其次，使用新型風能資源設計功能房間，利用風壓和自然對流原理，是建筑內部空間形成穿堂風，以提升房間空氣質量，并保證內部溫度適宜。合理利用風能資源可有效降低空調使用率，避免空調制冷劑產(chǎn)生溫室氣體破壞臭氧層。除了使用新型風能資源，工程還采用了太陽能資源完成電能轉化，用以加熱水源、照明室內。最后，設計改良了暖通空調節(jié)水系統(tǒng)，這種系統(tǒng)可以完成冷卻水泵選擇等。設計人員在設計該系統(tǒng)時分析計算了管道參數(shù)，最終選擇了三通、變徑以及彎管配合設計方法減少了冷凍水使用量，完成了節(jié)能降耗。

4 結語

綠色建筑設計主要發(fā)揮了環(huán)保作用，促使高層民用建筑可以實現(xiàn)節(jié)能減排，最大限度節(jié)約不同資源，如水資源、能源等，并為人們打造一個更加適用健康的居住環(huán)境。設計人員需遵循“以人為本”設計理念，結合現(xiàn)場實際情況設計合理可行的建設方案，促進人與自然和諧相處。