绿色低碳住宅建筑理念在城市高层住宅设计中的应用

刘一鸣

摘  要：当前，二氧化碳排放量加速全球变暖和生态失衡等问题引发各行各业的关注，低碳建筑已成为我国乃至国际的主流趋势。在高层住宅大量建设的背景下，本文对高层住宅绿色低碳设计的必要性进行阐述，结合高层住宅低碳设计的理念，介绍其在城市高层住宅设计中的应用要点，旨在为我国高层住宅的绿色低碳设计提供思路，促进居住环境的可持续发展。

关键词：绿色低碳;城市高层;住宅设计

1 高层住宅绿色低碳设计的必要性

根据联合国IPCC发布的报告，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，远超过交通运输行业及手工业的碳排放量。而城市中高层住宅的容积率较高、间距较近、建筑面积较大，对能源的需求量较多，不合理的设计将加剧能源消耗和环境恶化，影响居住体验。随着城市碳排放问题的日益严重，高层住宅必然向低碳方向发展，以减缓全球变暖和能源危机。因此，亟需在高层住宅设计中加强对绿色低碳设计理念的应用，通过节能减排设计，从平面规划、材料选用、环保技术等方面减少化石能源等不可再生资源的利用，提高自然资源的利用率，改善城市环境，满足住宅可持续发展的需要。

2 高层住宅绿色低碳设计的理念

2.1采用合理的建筑平面布局

高层住宅的低碳设计应从平面布局阶段就开始考虑。从居住者对环境需求的心理学角度把控平面布局和环境空间序列。在总平面角度，重点关注对建筑朝向、间距、密度、容积率、人车分流、停车位、景观绿地等指标的规划设计;在建筑平面角度，重点关注功能分区、空间利用、结构布局、交通流线、管线综合等方面的建筑设计。在保护生态环境和提高居住环境低碳效果的前提下，开展高层住宅的设计工作。

2.2 选用可再生无污染材料

传统高层住宅建筑设计中使用的大多数材料均属于不可再生资源。随着高层住宅数量和规模的不断增加，大部分建筑材料面临枯竭，生态资源的广泛利用严重影响了生态环境的可持续发展。高层住宅的低碳设计工作应加强对不可再生资源的保护，做好可再生资源的研究与应用。同时，尽量采用对人体无害的天然材料，做好材料的有毒物质检测。

2.3利用低碳的环保技术

在设计过程中，通过运用低碳的环保技术，如通风设计、采光设计、维护结构设计、水循环设计、太阳能设计等绿色低碳环保技术，可以减少高层住宅的建造能耗和使用能耗，同时对能源进行优化组合和重新配置。值得注意的是，低碳的环保技术包括传统技术的继承、加强与改良，以及新型技术的引进、整合与创新。

3城市高层住宅建筑设计中低碳设计理念的具体应用

3.1 绿色低碳整体规划

一方面是在城市高層住宅的总平面图规划过程中，要在权衡建筑朝向、日照间距、通风状况和防火规范等要素的前提下，采取绿色低碳的布局方式，提高土地的利用率。根据建筑功能对太阳光的需求量来决定建筑的朝向，我国的高层住宅建筑通常坐北朝南;充分利用各高层间前后左右的错位关系，使得日照间距满足在房子最底层窗户冬至日照时间不低于1小时;左右间距满足多层与多层、多层与高层、高层与高层之间的最小间距;风向与高层建筑的夹角呈30°～60°，风流在居住区内呈均匀分布，避免在特殊区域内引起风速涡流区或形成通风死角。从而在整个高层住宅小区内营造冬暖夏凉、风速均匀的天然宜居环境，

另一方面是建筑平面图中交通流线及平面布局的低碳设计。通过集中布置垂直交通核，合理布局起居空间、活动空间、功能用房，精心设计管线走向、管井位置，严格计算一定面积下应配备的设备数量等设计方式，做到交通高效、平面紧凑、功能合理、管装精简。从而提高每一层住户的建筑面积使用率，减少居住能耗。

3.2绿色低碳建筑材料

在高层住宅的低碳设计过程中，应根据“就近原则”优先选择当地的建筑材料，避免二次运输，并强调材料的绿色环保性能，尽可能选择无毒材料、环保材料和可回收材料。

首先，采购前要根据市场的实时动态变化，选择性价比较高的节能环保材料和新型绿色材料，并对不同材料的环保性能进行比较和评价;在材料进场时，要严格审查材料质量、供应商的生产资质证书和材料使用寿命，并做好进场验收记录。其次，施工过程和材料运输过程应选择最优路线和堆放场地，避免粉尘扩散和道路损坏。最后，对使用过程中易产生粉尘污染和甲醛、氡等有害气体的钢筋混凝土和含尘砂石等主要污染源进行集中处理，避免随意堆放倾倒。

3.3绿色低碳建筑技术

一是通风技术的低碳设计。在高层建筑设计中，设计人员应使用CFD模拟等专业软件对建筑内外气流进行模拟，合理设计高层建筑的通风流线，引导自然风进入房间，降低空调的使用频率，以满足用户对房间散热的要求。

二是采光技术的低碳设计。一方面根据高层建筑的不同朝向，调整门窗的开启面积及不同房间在不同季节和地区的采光度布局（如光线需求量大的南向房间，尽量选用大面积落地窗;光线需求量小的北向房间，尽量选用小面积高窗），同时加强门窗的气密性设计，避免热量流失，降低资源消耗;另一方面，可借助玻璃纤维、导光管、棱镜组等天然导光技术将自然光引入地下空间，减少室内照明用电。

三是水循环的低碳设计。结合海绵城市技术运用，通过设计雨水收集系统和水资源回收装置，充分发挥植被、土壤、湿地等对水质的自然净化作用，对住宅园区进行雨洪管理，并对收集的雨水和生活污水进行有效处理，实现水资源的回收利用，提高雨水的利用率，作为住宅园区景观植被灌溉、车辆冲洗、路面清洗等用水，净化社区的人居环境。

四是维护结构的低碳设计。高层住宅的围护结构主要功能为保温隔热，在设计过程中要合理设计保温材料的铺贴次序和铺贴厚度;通过建筑的标准化设计，推行预制拼装构件的使用，从而减少不规则建筑构件的高耗能定制，缩减现场作业时间;可设置外循环双层皮幕墙、轻质保温外墙、建筑保温绝热板、隔热水泥模板等避免出现热桥、冷桥;运用低辐射玻璃、中空玻璃等，结合反射隔热涂料和外遮阳系统，有效阻隔建筑与环境的能量交换;通过屋顶绿化和立面绿化等手段，减少有害气体的排放;通过维护结构与光伏发电的“一体化设计”，将保温隔热与搜集太阳能进行“二合一”，用以住宅供热、供电与供暖，实现高层住宅低碳设计。

结束语

高层住宅的绿色低碳设计应视为是对资源进行优化整合的过程。通过对风能、地热能、光能等自然资源的利用，以减少对矿产资源等不可再生资源的耗费，从而达到节能减排、保护能源的目的。在工程设计实践中，还要进一步细化低碳住宅技术体系结构的构成，在满足工程建设质量和安全要求的前提下，结合实际需要应用绿色低碳环保技术，调节城市微气候，促进建筑的绿色发展。

参考文献

[1]低碳理念影响下的环境设计若干问题分析[J]. 许欢.建材与装饰. 2017（47）

[2]基于低碳生态条件下的校园环境设计探索与研究[J]. 吴知易，黄雅婷，王芙亭.艺术科技. 2019（06）

[3]绿色低碳理念在室内设计中的应用[J]. 杨炯.美术教育研究. 2020（10）