芻議低碳設(shè)計(jì)理念在高層住宅建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

陸松延

摘? ? 要：本文介紹了低碳設(shè)計(jì)理念的內(nèi)涵，對(duì)低碳設(shè)計(jì)理念在高層住宅建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用的必要性進(jìn)行了闡述，重點(diǎn)分析了低碳設(shè)計(jì)理念在高層住宅建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用策略，以供參考。

關(guān)鍵詞：低碳設(shè)計(jì)理念;高層住宅;建筑設(shè)計(jì);應(yīng)用

1? 前言

進(jìn)入新世紀(jì)以來，能源和環(huán)境問題成為人類面臨的首要難題。實(shí)現(xiàn)人類可持續(xù)發(fā)展，必須利用好資源，保護(hù)不可再生能源，開發(fā)新能源，大力倡導(dǎo)低碳環(huán)保、節(jié)能減排，將低碳設(shè)計(jì)理念貫穿于人類生活的方方面面。隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)的發(fā)展，人口壓力的增大，高層住宅得到了不斷的發(fā)展，高層住宅的設(shè)計(jì)需求和設(shè)計(jì)品質(zhì)也日新月異，因此，將低碳設(shè)計(jì)理念應(yīng)用于高層住宅設(shè)計(jì)中具有非常重要的意義。

2? 低碳設(shè)計(jì)理念的內(nèi)涵

2.1? 節(jié)能是低碳設(shè)計(jì)理念的根本

節(jié)能環(huán)保和高效低碳是時(shí)代發(fā)展的潮流，為了滿足建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需要，在建筑能耗日益增加的今天，必須在建筑設(shè)計(jì)中加強(qiáng)機(jī)能技術(shù)與設(shè)備的應(yīng)用，在分析自然條件的基礎(chǔ)上，將科技與之進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，才能更好地促進(jìn)符合低碳建筑結(jié)構(gòu)在節(jié)能方面的需求。所以低碳設(shè)計(jì)理念的根本就在于節(jié)能。例如在建筑通風(fēng)方面，可以加強(qiáng)季風(fēng)的利用，并在夏季借助主導(dǎo)風(fēng)做好穿堂風(fēng)的設(shè)計(jì)，而在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采取有效節(jié)能措施，就能降低采暖與空調(diào)使用帶來的能耗。

2.2? 有助于能源的合理組合和優(yōu)化

為了加強(qiáng)自然環(huán)境保護(hù)，就必須在高層住宅建筑低碳設(shè)計(jì)中注重新能源的組合和高效的利用。而低碳設(shè)計(jì)理念主要是倡導(dǎo)利用技術(shù)加強(qiáng)設(shè)備的改造，達(dá)到降低能耗的目的。而高層住宅建筑中的能耗設(shè)備較多，加強(qiáng)這一理念的應(yīng)用，能更好地在降低能耗的同時(shí)將碳排放降低，在保護(hù)自然環(huán)境的同時(shí)，還能加強(qiáng)可再生能源的利用，將多種能源更好地進(jìn)行組合和優(yōu)化。

2.3? 低碳設(shè)計(jì)理念下主要是加強(qiáng)天然材料的應(yīng)用

在低碳設(shè)計(jì)理念下，更加注重和要求所使用材料不能給人體健康帶來危害，加強(qiáng)天然材料的應(yīng)用，所使用的材料應(yīng)具有較強(qiáng)的環(huán)保性和節(jié)能性，才能更好地確保建筑的節(jié)能性和環(huán)保性。

3? 低碳設(shè)計(jì)理念在高層住宅建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用的必要性

隨著建筑行業(yè)能耗量的逐年增加，加劇了環(huán)境問題和能源危機(jī)，嚴(yán)重阻礙了我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的進(jìn)程。將低碳環(huán)保的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)理念融入到建筑行業(yè)和建筑設(shè)計(jì)過程中，是解決這些問題的根本。目前許多開發(fā)商為了追求高層住宅建筑經(jīng)濟(jì)利益最大化，往往不顧及建筑設(shè)計(jì)規(guī)范要求，縮短樓間距，降低采光率。所以，在未來的高層住宅建筑設(shè)計(jì)過程中，必須將低碳綠色設(shè)計(jì)理念推廣到高層住宅建筑設(shè)計(jì)中去。

4? 低碳設(shè)計(jì)理念在高層住宅建筑設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用策略

4.1? 選用自由式布局模式對(duì)建筑進(jìn)行布局

自由式、同行列式是建筑發(fā)展過程中出現(xiàn)的兩種最為經(jīng)典的住宅群體布局模式。這兩種布局模式在具體的住宅空間規(guī)劃中具有明顯不同的優(yōu)勢(shì)，布局規(guī)整且有序是同行列式模式最大的特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)住宅內(nèi)部空間的創(chuàng)造則是自由式的特點(diǎn)。兩種模式在風(fēng)環(huán)境方面也有較大的差異。風(fēng)經(jīng)過同行列式建筑后會(huì)在其背面形成較大的渦流區(qū)，影響人們進(jìn)行室外活動(dòng)。與同行列式布局相比，自由式布局更有益處，即不僅能夠滿足人們的日照需求，而且可以節(jié)約大量土地，使住區(qū)附近的風(fēng)均勻分布，保證環(huán)境能夠更好地滿足人們的日?；顒?dòng)需求，這也充分體現(xiàn)了低碳設(shè)計(jì)理念。

4.2? 改善建筑朝向，充分利用自然光源

在建筑設(shè)計(jì)中，需要在對(duì)當(dāng)?shù)氐娜照涨闆r進(jìn)行分析，合理選擇建筑方位、朝向，確保高層住宅建筑的每戶能被陽光照射。選擇正確的建筑朝向，即在建筑選址中需充分考慮建筑在城市環(huán)境中的影響，避免因過于追求建筑的容積率，而影響到建筑的日照強(qiáng)度和時(shí)長(zhǎng)。同一地點(diǎn)，同一建筑的朝向不同，所受到的太陽光輻射及熱損失都有一定的差異。在實(shí)際確認(rèn)建筑方位時(shí)，設(shè)計(jì)人員要掌握當(dāng)?shù)氐娜照涨闆r。根據(jù)當(dāng)?shù)靥柛叨冉怯?jì)算太陽光的影響范圍，采用合適的設(shè)計(jì)方案以確保建筑冬天的日照時(shí)長(zhǎng)。通常情況下，建筑中朝南面的窗戶面積應(yīng)當(dāng)盡量大一些，而朝東、朝北的窗戶面積則可以稍微小一些，以此實(shí)現(xiàn)太陽能最大限度的吸收、最小限度的損失，保證室內(nèi)環(huán)境的舒適性。

4.3? 使用可再生的新能源利用

可再生的自然能源越來越多地被用于低碳建筑設(shè)計(jì)中，其中太陽能、風(fēng)能是比較常見的兩種，太陽能熱水系統(tǒng)和光伏發(fā)電是太陽能在建筑設(shè)計(jì)上的主要應(yīng)用。除此之外，利用自然風(fēng)來帶動(dòng)室內(nèi)的空氣流動(dòng)是保持空氣新鮮常用的做法，這樣不僅降低了空調(diào)的使用率，還有利于人體健康。筆者在“萊茵河畔”高層住宅的項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，考慮建筑屋面為歐式建筑的屋頂形式，結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn)和建筑構(gòu)件的特點(diǎn)，利用陽臺(tái)欄板設(shè)置太陽能集熱板，并輔助設(shè)置空氣源熱泵，解決太陽能熱水系統(tǒng)建筑一體化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了低碳設(shè)計(jì)理念在高層住宅建筑設(shè)計(jì)的應(yīng)用。

4.4? 采用自然導(dǎo)光技術(shù)

住宅在采光上也需要消耗很多的能源，但如果運(yùn)用天然導(dǎo)光技術(shù)，同時(shí)借助玻璃纖維，將太陽光引入地下建筑，將減少大部分用于室內(nèi)照明的消耗。筆者在“陽光新城”項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，結(jié)合地形及地下室空間組合關(guān)系，將地下室頂板在合適的位置開洞，設(shè)計(jì)玻璃板采光井，利用住宅樓的間距、錯(cuò)位及邊界空間，將自然光引入地下車庫，既節(jié)省了人工照明所消耗的能源，又將室內(nèi)空間延伸到室外，到達(dá)了綠色建筑的低碳設(shè)計(jì)的生態(tài)要求。

4.5? 建筑與室內(nèi)一體化設(shè)計(jì)理念，減少建筑的體積

由于地理環(huán)境因素的不同，不同地區(qū)不同建筑的體形系數(shù)也不盡相同。建筑的體形系數(shù)是指建筑物接觸室外大氣的外表面積與其所包圍的體積的比值，建筑體積越小、體形越復(fù)雜，體形系數(shù)就越大，相同面積的住宅消耗的能源也較多。在國(guó)外，很多高層住宅建筑被修建成圓塔形，因?yàn)椴煌膸缀螆D形在面積相等的情況下，圓的周長(zhǎng)最短，所以建筑接觸的室外大氣的外表面積也較小。通過研究，科學(xué)家提出了“建筑與室內(nèi)一體化”的建筑形體設(shè)計(jì)理念，為了消耗最少的資源和減少污染，建造過程中應(yīng)盡可能地選擇耗材低、耐久性強(qiáng)的建筑體系。

4.6? 圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體改善，減輕建筑物的重量

在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，外墻是很重要的建筑組成部分，與普通的砌體結(jié)構(gòu)的磚石圍護(hù)結(jié)構(gòu)不同，在高層住宅圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，主要是通過選擇新型墻體材料來實(shí)現(xiàn)自身重量的減輕。所以在選擇圍護(hù)結(jié)構(gòu)的填充材料時(shí)，要盡量選擇質(zhì)地相對(duì)輕盈，減少墻體自重，如加氣混凝土砌塊、陶粒混凝土砌塊、自隔熱混凝土砌塊等新型材料。

4.7? 傳統(tǒng)技術(shù)與新型技術(shù)相結(jié)合

傳統(tǒng)建造技術(shù)中的木結(jié)構(gòu)填充巖棉、陶土夾心墻等技術(shù)環(huán)保且能源消耗低，應(yīng)用這些傳統(tǒng)技術(shù)的住宅排放的二氧化碳和硫相對(duì)較少，節(jié)能的同時(shí)又減少了大氣污染。但在低碳建筑設(shè)計(jì)過程中我們不能再繼續(xù)滿足于傳統(tǒng)的建造技術(shù)，新時(shí)代新型能源控制技術(shù)對(duì)減少能源的浪費(fèi)十分有效。如合理設(shè)計(jì)建筑配套系統(tǒng)，將雨水、污水分流，雨水回收進(jìn)行再利用，用于灌溉花草樹木;將污水與雨水分開進(jìn)行處理，能有效緩解一些地區(qū)水資源緊缺的情況。在建筑設(shè)計(jì)中，合理利用可再生能源能減少溫室氣體的排放量，目前已經(jīng)有科學(xué)家設(shè)計(jì)出碳排放量為零的建筑物，這種建筑全靠大自然的太陽光和雨水解決水電供應(yīng)問題。

5? 結(jié)束語

總之，低碳建筑已經(jīng)逐漸成為國(guó)際建筑中的主流，這類建筑不僅具有低碳、節(jié)能的特性，對(duì)于發(fā)展可持續(xù)經(jīng)濟(jì)更有著至關(guān)重要的現(xiàn)實(shí)意義。為了給人們建造更加綠色、低碳、健康、舒適的住宅，建筑師們?nèi)沃氐肋h(yuǎn)，應(yīng)不斷探索和掌握低碳設(shè)計(jì)技術(shù)，在低碳設(shè)計(jì)的道路上不斷前行。

參考文獻(xiàn)：

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