低碳设计理念下的高层建筑设计研究

邹永波

【摘 要】在我国高层建筑设计中，可持续发展理念的融入是至关重要的。其中，低碳设计理念得到了广泛的应用，这已经成为建筑行业内部共同关注的话题之一。基于低碳设计理念视角下，加强高层建筑设计，可以不断提高能源资源利用效率，将环境破坏程度降至最低，将低碳设计理念的优势和作用充分彰显出来。

【Abstract】 In China's high-rise building design， the integration of sustainable development concept is very important. Among them， the concept of low-carbon design has been widely applied， which has become one of the topics of common concern within the construction industry. From the perspective of low-carbon design concept， strengthening high-rise building design can continuously improve the efficiency of energy resources utilization， minimize the degree of environmental damage， and fully demonstrate the advantages and role of low-carbon design concept.

【关键词】低碳设计理念；高层建筑设计

【Keywords】 low carbon design concept； high-rise building design

【中图分类号】TU972+.8 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2018）11-0136-02

1 引言

在城市化进程不断推进过程中，对高层建筑设计的要求越来越高，而低碳设计理念的融入和应用也符合建筑行业的发展方向，产生了极其深远的影响。在高层建筑设计中，要想确保取得高质量的建筑设计水平，取得良好的设计成效，就必须要高度重视低碳设计理念的应用这一问题，将两者结合在一起，使之成为协调的统一整体，加大生态环境的保护力度，实现人与自然的和谐共处。本文主要针对低碳设计理念在高层建筑设计展开深入研究，以供相关人士的借鉴。

2 低碳设计理念在高层建筑设计中应用的原因分析

第一，在社会总体能耗中，建筑能耗占据着较高的比重，我国建筑能耗的总量呈现出明显的上升趋势，在能源总体消费量中，已经上升至28.5%。根据相关资料显示可以看出，在城市化进程不断推进过程中，建筑耗能比例上涨至38%，由较高的建筑耗能可以看出，严重限制着我国经济发展，所以必须要高度重视建筑设计这一问题。

第二，现阶段，我国已经建成房屋最高为400亿㎡，属于能耗较高的建筑，存在着极大的能源安全隐患。根据了解发现，截止到2017年10月份，我国建筑年消耗商品能源共计4.05亿吨标准煤，占据全社会终端能耗总量的32.4%，而在建筑用能增加的影响下[1]，全国的温室气体排放已经高至28%。而低碳设计理念的应用可以有效解决这一问题。

第三，一直以来，针对建筑节能这一问题来说，我国与发达国家之间存在着极大的差距。比如说，外墙的传热系数是发达国家的4倍，外窗最高可达3倍，屋面在6倍左右。现阶段，我国的采暖耗能是发达国家的1.5倍，所以必须要对这一问题给予高度重视，不断提高我国的建筑节能水平。

3 低碳设计理念在高层建筑设计中应用的意义

众所周知，高层建筑体形比较庞大，还有着较高的容积率，相邻建筑之间的通透性不足，出现了诸多大面积阴影区，一定程度上影响着城市人居环境质量的提升，在市中心出现了交通拥堵现象。同时，一些设计人员过于强调立面形式和使用功能，没有对生态环境的保护给予高度重视。建筑设计节能意识有待提升，很难提高建筑使用效率。所以说，在高层建筑设计中，融入低碳设计理念是至关重要的[2]。

4 低碳设计理念在高层建筑设计中的具体应用

4.1 加强低碳技术的应用

在高层建筑设计中，基于低碳设计理念，必须要加强清洁能源的高效利用，其中，代表的产品有太阳能热水器和风力发电系统等。其中，对于太阳能热水系统来说，主要是指对太阳光产生的热量加以利用，将水加热，满足电能使用的节约目标，并为人们生活带来一定的便利。而对于光伏发电，作为新型技术之一，主要是指实现了光能向电能的迅速转变，在高层建筑施工中，对于楼板、墙面等位置，要加强光伏电池板的设置，将其纳入到建筑结构之中，保证建筑的整体美观性。

同时，基于低碳设计理念，风能使用也得到了充分体现，要加强建筑通风系统的合理设计，通过自然风实现对建筑室内空气的有效流通。而且在建筑屋顶中，还可以加强无动力通风设备的应用，有效调节风速和风流，在风能使用的带动下，将空调的使用程度降至最低，满足节约电能这一目的。

4.2 优化建筑布局和朝向设计

①不管是高层建筑还是普通建筑，就必须要对位置和朝向等问题进行深入分析。在高层建筑设计中，明确提出了对高度的要求，所以必须要准确把握建筑的位置和朝向，给予高层建筑充足的采光[3]。当然，不同地区的温湿度和光照条件是不相同的，在建筑位置和朝向的具体设计中，还要对这些因素进行深入分析。

此外，在建筑布局中，還要对历史地域文化的传承进行深入分析。比如在山东省一些建筑设计中，对乡土味道进行了保留。所以在具体建筑设计中，还要深入分析不同地域文化、居住习惯和风土人情，构建最为适宜的建筑设计方案，满足当地地域性需求。具体详见图1。

②在城市规划设计过程中，还要对建筑朝向问题进行充分考虑。一般来说，朝向的不同，建筑所受到的阳光辐射和热损失也存在着较大的不同性，在实际建筑方位确定中，相关设计人员要对环境实际情况进行考虑。通常来说，建筑朝南窗户面积可以适当增大，而要控制在朝东、朝北的窗户面积，避免热损失现象的出现，并创建舒适的室内环境。

例如：以山东省某一建筑项目为例，在该建筑设计总平面图中，如图2所示。众所周知，山东省属于暖温带季风气候，夏天主要以东南风为主，在建筑物周边的阳光照射时间过长的情况下，通过热传递会大大增强室内温度，空调的使用程度普遍高涨，这与低碳设计理念是严重不符合的。因此，在建筑设计中，建筑朝向的最佳位置为东偏南15°方向，进而对于降低建筑物室内温度是极为有效的，实现建筑低碳环保目标。

4.3 优化围护结构墙体设计

在围护结构中，外墙发挥的作用不可小觑，高层建筑的围护结构与砖石结构房屋之间的区别比较大，高层建筑的围护结构属于钢筋混凝土框架或剪力墙结构承重。所以围护结构属于一种填充材料[4]，要想将荷载降至最低，并与保温和隔热要求相符合，要加强保温材料的应用。现阶段，围护结构的材料大都在内侧和外侧等位置进行布置，在寒冷地区中，由于材料层次布置不相同，保温效果也存在着一定的差别。在寒冷地区，要想避免出现墙体内产生冷凝水，保温层设置在外侧更为适宜。

同时，复合墙体由于框架梁拉、建立起的嵌入，墙体内极容易出现冷桥现象，保温、隔热性能并不显著。根据测定可以看出，对于高层建筑出现的冷桥，最高可占据整个热损失的13%左右，所以相关设计人员必须要予以高度重视，将出现冷桥现象的概率降至最低。而且高层建筑外围护墙体的耗能比较显著，占据总建筑耗能的25%，对于建筑出现形体变化进行分析，是建筑外露面积的重要影响因素，在体形系数较高的情况下，耗能程度也越来越高。

4.4 加强传统技术和新型技术的整合

在高层建筑设计过程中，传统的绿色技术的使用程度仍然比较高，比如木结构填充岩棉，可以给予高层建筑质量一定的保证，并实现对二氧化碳排放量的有效控制。所以，在高层建筑设计过程中，仍然要对这些传统绿色技术进行广泛应用。与此同时，还要加强新型技术的引进和开发，比如在室外铺装过程中，要发挥出水循环的优势。出于节约用水视角，加强新型技术的应用，要不断提高雨水利用效率，在雨水收集完成以后，要将其应用在浇灌植物、循环使用之中。

5 结语

综上所述，在高层建筑设计中，加强低碳设计理念的应用势在必行，可以将低碳、环保理念在高层建筑设计中充分体现出来，满足可持续發展需求，赢得人们高度的满意度，为人们创建健康、舒适、安全的生活环境，进而将建筑行业推向更为长远的道路。

【参考文献】

【1】朱立国.高层住宅建筑设计中如何融入低碳设计理念[J].建设科技，2017（22）：48.

【2】李琮.高层住宅建筑设计中如何融入低碳设计理念[J].江西建材，2017（02）：24.

【3】郭灏，闫冰.探讨低碳设计理念在高层建筑设计中的应用[J].山东工业技术，2016（02）：290.

【4】潘洁贤.低碳设计理念在高层住宅建筑设计中的应用[J].建材与装饰，2015（46）：56-57.