低碳設(shè)計(jì)理念在高層住宅建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

區(qū)凱

（南寧市勘測(cè)設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，廣西南寧 530000）

0 前言

在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用低碳理念能夠?qū)撅L(fēng)進(jìn)行有效利用，才可以促使建筑實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)。借助強(qiáng)化建筑采光，降低采暖與照明應(yīng)用，對(duì)天然采光與通風(fēng)條件進(jìn)行有效利用。與不可再利用資源消耗相比，民眾更加重視可再生資源，也能夠促進(jìn)建筑周邊環(huán)境保護(hù)工作。設(shè)計(jì)高層建筑時(shí)，能夠借助對(duì)繞繚設(shè)備進(jìn)行改變，降低在礦產(chǎn)資源方面的需求，能夠?qū)θ济哄仩t進(jìn)行改造降低二氧化碳排放量，可以為自然環(huán)境提供保護(hù)，符合我國(guó)社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)，可以充分促進(jìn)建筑行業(yè)穩(wěn)定健康發(fā)展[1]。

1 關(guān)于低碳設(shè)計(jì)理念的相關(guān)概述

對(duì)于低碳理念主要具有以下要求：

（1）節(jié)能。在設(shè)計(jì)方向中民眾對(duì)于節(jié)能較為重視，近年來(lái)我國(guó)科技水平快速提升過(guò)程中，促使多種節(jié)能技術(shù)以及設(shè)備獲得進(jìn)一步研發(fā)。對(duì)于設(shè)計(jì)人員，要想對(duì)技術(shù)與設(shè)備進(jìn)行有機(jī)融合，應(yīng)該可以和科技進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，進(jìn)而保證低碳設(shè)計(jì)中通風(fēng)、采光與節(jié)能等方面要求得到充分滿足。比如，借助合理應(yīng)用季風(fēng)，能夠保證高層住宅自然通風(fēng)，同時(shí)基于建筑的主導(dǎo)風(fēng)向設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)，比如選擇雙層幕墻可以對(duì)建筑外立面以及其他方面進(jìn)行調(diào)節(jié)，對(duì)自然采光與通風(fēng)進(jìn)行充分利用。

（2）能源組合。要想進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)，相比不可再生資源，新型能源更加得到青睞。為了充分降低礦產(chǎn)資源的消耗，也能夠借助應(yīng)用科技技術(shù)對(duì)燃料設(shè)備進(jìn)行改造，進(jìn)而有效降低二氧化碳的排放量，借助沼氣與生物固體燃料，可以充分促進(jìn)建筑行業(yè)綠色發(fā)展。

（3）選擇天然材料。設(shè)計(jì)住宅內(nèi)部結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)該防止出現(xiàn)危害住戶身體健康的材料，積極選擇天然材料。使用木材、油漆、石塊以及其他材料過(guò)程中，相關(guān)人員需要認(rèn)真開(kāi)展質(zhì)量檢測(cè)工作，防止材料有害而影響住戶身體健康。

（4）節(jié)約能源。在建筑低碳設(shè)計(jì)中，節(jié)約能源屬于關(guān)鍵內(nèi)容，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料確定等環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)人員均應(yīng)該將減少資源浪費(fèi)、提高資源利用率等角度作為切入點(diǎn)，科學(xué)配置、應(yīng)用資源，以不同角度認(rèn)真開(kāi)展結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)等工作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)低碳目標(biāo)。

2 高層住宅建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用低碳設(shè)計(jì)理念的必要性

（1）市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)需要。以現(xiàn)階段形勢(shì)分析，能源問(wèn)題日益緊張，嚴(yán)重制約國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，采用科學(xué)手段節(jié)約能源，提高能源利用率以及借助能源促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等，是當(dāng)前的熱點(diǎn)話題。在建筑行業(yè)中，住宅建筑的能耗最為嚴(yán)重，若是設(shè)計(jì)高層住宅時(shí)，將降低能耗作為設(shè)計(jì)目標(biāo)，對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)環(huán)境、促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及實(shí)現(xiàn)健康發(fā)展等均具有促進(jìn)意義。

（2）行業(yè)發(fā)展需要。按照我國(guó)現(xiàn)階段國(guó)情，因?yàn)槟茉摧^為匱乏，導(dǎo)致我國(guó)人均能源情況存在嚴(yán)重不足。結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，住宅建筑中，建材能耗與能源耗能在總耗能方面的比重達(dá)到37%，同時(shí)這一比重呈現(xiàn)逐年增大的趨勢(shì)。所以，有效開(kāi)展住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)，成為建筑領(lǐng)域發(fā)展需求。

（3）貫徹可持續(xù)發(fā)展理念的需要?？沙掷m(xù)發(fā)展是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展主要戰(zhàn)略條件，采用科學(xué)方法實(shí)施該戰(zhàn)略，要求相關(guān)人員能夠結(jié)合建筑行業(yè)具體情況，開(kāi)展節(jié)能設(shè)計(jì)，對(duì)住宅設(shè)計(jì)能源浪費(fèi)進(jìn)行有效控制，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中有效落實(shí)方針政策，也落實(shí)可持續(xù)發(fā)展理念的關(guān)鍵措施。

3 建筑布局設(shè)計(jì)過(guò)程中引入低碳理念的重要性

3.1 合理選擇布局模式

現(xiàn)階段，在建筑布局模式中，行列式布局和自由式布局兩種方案具有廣泛應(yīng)用。在行列式建筑中，其布局方案的整體性較為突出，在整體布局方面體現(xiàn)出統(tǒng)一化以及一體化優(yōu)勢(shì)。對(duì)于自由式布局，自由行較為突出，開(kāi)展室內(nèi)裝飾活動(dòng)時(shí)，業(yè)主能夠?qū)⒆灾餍猿浞职l(fā)揮出來(lái)。

但是行列式布局和自由式布局在通風(fēng)性以及采光性等方面存在較大差異，行列式布局方案基于風(fēng)壓作用會(huì)形成氣流渦流區(qū)域，不僅會(huì)影響住宅建筑室內(nèi)活動(dòng)與室外活動(dòng)，同時(shí)還會(huì)影響室內(nèi)采光。對(duì)于自由式布局而言，能夠保證室內(nèi)通風(fēng)與光照需求得到充分滿足，另外，能夠充分提高土地資源利用效率，保證建筑小區(qū)具有良好通風(fēng)環(huán)境。

因此，進(jìn)行建筑布局設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該有效引入低碳理念，可以不斷優(yōu)化建筑布局，也能夠確保收益內(nèi)通風(fēng)與采光充分滿足業(yè)主生活需求，進(jìn)而減少業(yè)主在空調(diào)系統(tǒng)方面的需求，如圖1所示。

圖1 建筑布局形式

3.2 改善建筑朝向

開(kāi)展建筑設(shè)計(jì)工作時(shí)，應(yīng)該充分考慮建筑朝向。通常，建筑朝向存在差異，則建筑所受熱損失、陽(yáng)光輻射等方面也會(huì)存在差異，確定具體建筑方位，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該充分考慮具體環(huán)境狀況。一般，可以合理增加朝南的窗戶面積，但是需要對(duì)朝北、朝東窗戶面積進(jìn)行有效控制，防止發(fā)生熱損失問(wèn)題，同時(shí)建立舒適室內(nèi)環(huán)境。

以山東某建筑工程為例，山東地區(qū)為暖溫帶季風(fēng)氣候，在夏季主要是東南風(fēng)，基于建筑物附近陽(yáng)光的照射時(shí)間較長(zhǎng)情況下，借助熱傳遞能夠增加室內(nèi)溫度，導(dǎo)致空調(diào)需求持續(xù)增加，嚴(yán)重違背低碳理念要求。所以在實(shí)際設(shè)計(jì)活動(dòng)中，東偏南15°為建筑朝向最優(yōu)方向，能充分減小室內(nèi)溫度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)低碳環(huán)保發(fā)展。

3.3 使用可再生新能源

對(duì)于設(shè)計(jì)人員，不僅需要注重建筑設(shè)計(jì)感與形式感，同時(shí)還應(yīng)該結(jié)合建筑物附近水文條件、地質(zhì)條件以及氣候條件等，借助現(xiàn)代技術(shù)手段對(duì)自然資源予以充分利用。地球光照資源較為充足，能夠產(chǎn)生大量熱能，可以借助太陽(yáng)能對(duì)原始燃煤資源進(jìn)行替換，有效滿足民眾生活條件，有效合理運(yùn)用自然資源，減少能源浪費(fèi)。在可再生能源方面，潮汐能、太陽(yáng)能以及風(fēng)能應(yīng)用較為廣泛[2]。

其中，太陽(yáng)能利用方式主要涵蓋主動(dòng)式與被動(dòng)式兩種方式。以主動(dòng)式方式為例，為了防止遮擋，通常在建筑屋頂上設(shè)置太陽(yáng)能集熱器，在傾角方面可以參考相關(guān)經(jīng)驗(yàn)數(shù)值。在制備熱水過(guò)程中，水平線和集熱器（傾斜角度）經(jīng)驗(yàn)數(shù)值與當(dāng)?shù)鼐暥葦?shù)值相同。用于采暖過(guò)程中，經(jīng)驗(yàn)數(shù)值為：當(dāng)?shù)鼐暥?15°。

集熱裝置和建筑一體化發(fā)展是現(xiàn)階段熱點(diǎn)問(wèn)題，因?yàn)槲覈?guó)在太陽(yáng)能熱水器方面需求較大，因此現(xiàn)階段討論的關(guān)鍵問(wèn)題是采用何種方法對(duì)建筑和集熱器進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)。比如，窗戶收集器?；诜忾]的玻璃盒子，太陽(yáng)能進(jìn)入板條收集器之后，能夠?qū)崿F(xiàn)熱能轉(zhuǎn)化，并借助空氣向建筑儲(chǔ)存單元輸送，室內(nèi)空氣和熱循環(huán)空氣充分分離。窗戶收集器以隔熱玻璃為主，可以防止熱量流失而導(dǎo)致室內(nèi)過(guò)熱，在不需要加熱時(shí)，收起條板，收集器如同普通玻璃窗，對(duì)太陽(yáng)熱量直接進(jìn)行獲取。夜間關(guān)閉條板，可以實(shí)現(xiàn)保溫目的。

3.4 采用自然導(dǎo)光技術(shù)

對(duì)于民眾日常生活與工作，在采光方面具有較大依賴(lài)性，因此經(jīng)常消耗大量能源方式保證自身采光需求得到充分滿足。若是借助自然導(dǎo)光方式開(kāi)展建筑設(shè)計(jì)，有效提高照明質(zhì)量?？梢詮母邔幼≌獠吭O(shè)計(jì)、內(nèi)部設(shè)計(jì)與總平面圖設(shè)計(jì)三種角度進(jìn)行設(shè)計(jì)。

以外部設(shè)計(jì)為例，在高層住宅項(xiàng)目中，要想充分提高整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面了解，以此為基礎(chǔ)，對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)與外部結(jié)構(gòu)進(jìn)行有機(jī)融合。要想將自然導(dǎo)光技術(shù)價(jià)值充分發(fā)揮出來(lái)，應(yīng)該合理設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)。一般高層住宅外部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要涵蓋自然光應(yīng)用與外形設(shè)計(jì)。

設(shè)計(jì)人員需要充分利用光線采集技術(shù)，進(jìn)而科學(xué)采集自然光。例如，某住宅小區(qū)設(shè)置了地下室，要先保證地下室陽(yáng)光充足，設(shè)計(jì)人員對(duì)建筑物外部進(jìn)行了采光井設(shè)計(jì)，該采光井能夠向建筑內(nèi)部引進(jìn)自然光，進(jìn)而充分提高自然光的利用率。要想充分提高自然導(dǎo)光效果，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的特征進(jìn)行充分考慮，合理選擇自然采光手段，若是住宅結(jié)構(gòu)內(nèi)部較為復(fù)雜，需要采用便捷采集方法。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，基于低碳理念進(jìn)行高層住宅設(shè)計(jì)是市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)需要、行業(yè)發(fā)展需要、貫徹可持續(xù)發(fā)展理念的需要。設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對(duì)自身使命與責(zé)任予以充分認(rèn)識(shí)，在高層住宅設(shè)計(jì)、確定建筑材料以及施工活動(dòng)等環(huán)節(jié)，均應(yīng)該以提高資源利用率作為基本目標(biāo)，保證工程施工質(zhì)量。可以通過(guò)合理選擇布局模式、改善建筑朝向、采用自然導(dǎo)光技術(shù)等手段，有效應(yīng)用低碳理念，滿足民眾低碳生活需求，充分促進(jìn)社會(huì)健康發(fā)展。