綠色建筑設計在高層建筑設計中的應用

苗麗晨

（河南理工大學鶴壁工程技術學院，河南 鶴壁 458030）

1 前言

受我國城市化進程日益加速發(fā)展的影響，我國建筑行業(yè)的發(fā)展也得到了很大的優(yōu)勢，這對我國建筑行業(yè)的進一步發(fā)展產(chǎn)生了促進作用，然而我國的建筑行業(yè)在這種快速發(fā)展的態(tài)勢之下造成了一定程度上的環(huán)境問題，例如建筑垃圾產(chǎn)出量大、能源消耗嚴重等。如今綠色發(fā)展的理念已經(jīng)十分盛行，也逐漸在建筑領域被推廣和應用，在能源逐漸短缺的今天，急需使用綠色建筑設計來進行高層建筑設計，很多企業(yè)開始將目光投入到建筑項目的環(huán)保性能上，這說明越來越多的企業(yè)不僅僅關注到建筑項目的經(jīng)濟效益，而且開始關注到建筑項目的環(huán)保節(jié)能效益。

2 綠色建筑設計基本內(nèi)涵

談及綠色建筑的基本內(nèi)涵，人們可以從兩個方面進行理解，首先，在建筑設計和施工的過程中，要盡可能考慮到建筑項目對環(huán)境的污染，同時要達到節(jié)能的要求；另一方面，要考慮到建筑建成后，在使用的過程中能夠綠色節(jié)能，能夠有效降低能源的消耗，不會對周邊的自然生態(tài)環(huán)境造成較大的污染，能夠保護自然資源以及建筑物周圍的環(huán)境。在建筑施工的時候盡量使用一些天然的綠色材料，還有一些是能夠回收循環(huán)利用的材料，這種材料也要進行處理回收，實現(xiàn)循環(huán)使用。

因此，綠色建筑設計在高層建筑中應用，不僅僅要滿足美觀的需求，更需要的是能夠提升環(huán)保性能，只有充分將各種要求和各種領域的知識技能結合起來，才能真正做到符合當前設計行業(yè)發(fā)展的實際需求。因此，在高層建筑的設計階段，應該如何去制定綠色設計的目標和要求，在實現(xiàn)綠色的同時，將建筑的各種實用性能、觀賞價值等結合起來。這樣建造出來的高層建筑在市場上也更具有競爭優(yōu)勢，展現(xiàn)企業(yè)核心競爭力。

因而，綠色建筑不僅需要在設計的階段還需要在施工的階段將各種因素考慮到其中，在設計和施工的時候要綜合考慮各種因素，在最大程度上降低這些環(huán)節(jié)對環(huán)境的污染，減少對于能源的消耗，達到建筑項目的經(jīng)濟效益和社會效益相互統(tǒng)一的目的，從而給人們營造出一個舒適且安全的環(huán)境。

基于此背景，研究探討實現(xiàn)綠色建筑設計在高層建筑設計中的應用方法途徑具有很強的現(xiàn)實意義，希望筆者所提的一些應用措施和觀點能夠給同行一些參考作用，激發(fā)一些新的想法，創(chuàng)新一些研究思路等等。

3 綠色建筑設計對高層建筑設計發(fā)展的重要性

3.1 使高層建筑的自我調(diào)節(jié)能力得到改善

在高層建筑設計之中充分應用綠色建筑設計的理念，能夠顯著提升高層建筑自我調(diào)節(jié)的能力，我們可以利用當?shù)氐臍夂驕囟?、降水、自然光照以及通風條件，來提升建筑的環(huán)保性能，同時也能有效地提升高層建筑的自我調(diào)節(jié)能力，使得高層建筑的使用壽命更加長久，并且使高層建筑具有更加完善的使用功能，進一步提升其可持續(xù)發(fā)展的能力。

3.2 使高層建筑具有更加舒適的環(huán)境

在綠色建筑設計理念的指導下，高層建筑的設計會更具有環(huán)保性能，同時，也在提升高層建筑的舒適度，因此需要對建筑空間進行科學合理的設計，運用綠色建材來減少室內(nèi)通視的問題，讓居住者能夠更加舒適。同時，使用綠色建材還可以減少對建筑空間內(nèi)環(huán)境以及周邊自然環(huán)境的污染和破壞，這種綠色建材可以有效減少有毒揮發(fā)物質(zhì)的排放，并且做到減少輻射，這對于居住者的健康來說是十分重要的。同時，高層建筑設計應用了綠色建筑設計之后，采光、通風都充分利用自然條件，能讓居住者享受自然環(huán)境帶來的舒適感。

3.3 使高層建筑實現(xiàn)與自然環(huán)境的和諧發(fā)展

在高層建筑設計的過程當中應用綠色建筑設計的理念，能夠達到高層建筑、自然環(huán)境、人三者之間和諧統(tǒng)一的效果，那么首先，綠色建筑設計理念秉承著綠色可持續(xù)的原則，充分利用周邊環(huán)境的自然條件，比如說按照高層建筑的地理環(huán)境和位置、當?shù)氐墓庹諘r長和角度來決定高層建筑的設計，再比如根據(jù)降雨量來設計高層建筑的排水系統(tǒng)，減少建筑物以及居民對機械系統(tǒng)比如空調(diào)等的依賴。這些設計不僅能提升居住者在建筑內(nèi)的舒適度，并且能夠讓居住者體會到與自然環(huán)境的和諧統(tǒng)一。

4 綠色建筑設計在高層建筑設計的應用

綠色建筑設計與較為傳統(tǒng)的建筑設計相比較有著特殊的要求，要求在設計的過程中把建筑和人與自然之間的相互關系考慮到其中，從而減少能源的過度消耗。在設計建筑的過程當中，設計工作者要遵從整體性的原則，盡量提高工程設計的合理性和科學性，比如說要充分考慮到建筑物周圍溫濕度的變化，同時分析建筑的特點，合理利用具備的資源材料，避免出現(xiàn)浪費現(xiàn)象。

4.1 合理選擇建筑基址

在高層民用建筑的設計中，首先要解決的就是建筑的選址問題，那么，選址是否科學將會影響到高層建筑的使用，首先要做的就是選址，選址需要綜合考慮到各種因素，比如地形地貌特點、地質(zhì)條件等等。在設計實踐的過程中，充分聽取群眾的反饋，將部分老舊建筑所在地點作為高層民用建筑基址，更好地利用城市土地資源。另外，建筑選址有可能對周邊的環(huán)境產(chǎn)生不良影響這一情況也需要進行考慮，例如選址的不合理會造成當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的損壞，在進行建筑的設計和建造的時候，在進行土地資源獲取的時候要盡可能避免采用填砂造地等方法途徑。除了要對周遭環(huán)境進行考量之外，還要將建筑物周圍的氣候納入考慮的范圍，提高選址的宜居性和合理性。

4.2 高層建筑的形狀和平面設計布置

在進行綠色建筑設計的時候要把高層建筑本身的特點考慮到其中，目前高層建筑的形態(tài)和功能各異，在進行設計的過程中，不僅要考慮到高層建筑的美觀性和使用性，還要考慮到環(huán)保性能，還要將建筑散熱比的數(shù)據(jù)考慮進去。由于高層建筑一般都是表面積比較大，相對來說，散熱比較快，那么在這種前提之下，就要充分利用好高層建筑的這一特點，對建筑的外形進行合理的設計，改善高層建筑的整體構造。比如說高層建筑中的電梯設計，設計人員就可以將電梯設計在建筑物背陽的一面，這樣的話就可以減少陽光的直射，避免電梯出現(xiàn)散熱慢的現(xiàn)象，更好地保護電梯，延長電梯的使用壽命。

4.3 朝向設計

朝向問題是在進行建筑設計時需要首先考慮到的問題，并且在考慮朝向問題的時候，也要把環(huán)保問題和能源消耗的問題考慮到其中。綜合來看，這就要求對建筑的地理位置進行考慮，綜合考慮建筑的所在地來確定建筑朝向，這個位置應該是能盡可能讓更多的陽光照到建筑物內(nèi)，確保采光，并且設計人員在考慮到高層建筑的采光時，要注意與周圍的其他建筑之間應保持合理的間距，尤其是在高層建筑中，是無法有效實現(xiàn)所有樓層都具備很好的采光，因而采光就變得極為重要了，這就要求設計人員盡可能讓所有的樓層都具有較好的采光效果，因而在建筑設計的過程中要把陽光追逐設計的原則進行考慮。所以在戶型設計的過程中要求設計工作者盡量選擇南北通透的戶型。采光的問題除了涉及到建筑物的朝向和位置之外，還涉及到屋內(nèi)的設計，因此，建筑物內(nèi)部的設計也要合理科學，更多地豐富建筑的內(nèi)部格局，從而為居民提供充足的光照。

4.4 采用新型保溫節(jié)能技術

在對高層建筑進行設計的時候，設計工作者首先需要進行科學的分析，要求計算得到建筑散熱比以及體形系數(shù)等所需要的設計參數(shù)，確保平面布局的準確合理性。由于建筑的散熱量會隨著其表面積的增加而加大，高層建筑本身就是表面積較大的建筑體，散熱量會很大，所以需要考慮的是應該將電梯、機房管道等這些設施在工作時會產(chǎn)生大量熱量的設備安排在陽光直射較少的地方。

在設計高層建筑圍護結構的時候，設計人員應充分了解當?shù)氐臍夂驐l件，依據(jù)綠色建筑的設計理念，要求圍欄設計能夠?qū)崿F(xiàn)減少能源消耗、降低資源浪費的目的，因此需要采用具有較好防火性和耐用性的低傳熱、且自重較輕的建筑材料，這種材料的環(huán)保性能比較好，同時這種材料對于圍護結構的損耗比較小，圍護結構可以有效延長使用壽命。

4.5 節(jié)能門窗技術應用

建筑物門窗的設計也會影響到能源消耗和環(huán)境保護的問題，門窗本身就是建筑的重要組成內(nèi)容，但是如果不進行合理的設計，門窗十分容易造成損壞，從而需要更換，導致資源浪費。因而在對門窗設計的時候要求綜合考慮到各種因素，特別是要把風力和氣壓等因素考慮到其中，同時，由于風力和氣壓的影響，門窗還會發(fā)出噪聲，因此，為了確保室內(nèi)環(huán)境的情況和安靜，還要求對門窗進行一定的防風抗壓及隔音的加工處理。另外建筑體中較為常見的問題還有光污染，因而為了消除光污染的現(xiàn)象，可以在施工過程中選擇多種材質(zhì)的玻璃，在選擇和安裝時候，也要盡量能夠既保障建筑物內(nèi)部的采光效果，又能夠免除建筑內(nèi)部環(huán)境受到人工光源的污染影響。

同時，窗戶的設計也會嚴重影響到采光的問題，那么在不同的季節(jié)，在不同的光照和溫度條件下，窗戶的位置高度都會影響到屋內(nèi)的采光，因此，設計人員還要考慮到變化的自然環(huán)境因素對窗戶進行設計，同時還需要采用先進的技術，比如說新型的節(jié)能窗戶設計等等。

4.6 水資源利用技術

在高層建筑設計中，水資源的供給和利用是十分重要的不容忽視的一個過程，因此，如果高層建筑設計要應用綠色設計理念的話，要充分考慮到給排水系統(tǒng)的設計，給排水系統(tǒng)也需要滿足環(huán)保節(jié)能的設計要求。因此可以充分用自然條件，比如雨水，在建筑群的周圍設置雨水回收系統(tǒng)，循環(huán)利用雨水，節(jié)約水資源，比如可以使用天然雨水去澆灌小區(qū)的綠植，實現(xiàn)水循環(huán)。

4.7 墻體設計

墻體對于綠色環(huán)保的影響在高層建筑的設計當中也是非常重要的。在高層民用建筑中，主要的墻體結構包括內(nèi)部和外部兩個方面，高層建筑的內(nèi)墻和外墻都是非常重要的，所以外墻對于整個建筑的安全穩(wěn)定性有著直接的聯(lián)系，因為外墻是建筑物的框架，如果框架出現(xiàn)了問題，整個建筑都會受到影響。而內(nèi)墻則是具備保溫防風的功能，關系到房間內(nèi)居住的舒適度，因此設計人員應平衡好內(nèi)外墻的關系。

高層建筑設計最耗費能源的是哪一個部分？毫無疑問就是外墻了，高層建筑有1/4的能耗耗費在建筑外墻上，因此，要實現(xiàn)綠色建筑設計必須考慮的是外墻設計要合理，要做到降低能耗，所以需要盡量縮小外墻的面積。那么，建筑設計師就可以利用數(shù)學和美學的相關知識，將外墻的面積縮小，比如說，使用橢圓或者圓形來設計建筑的外觀，這樣不僅可以使建筑的外形美觀又富有創(chuàng)意，還可以節(jié)約建筑的外部面積，達到節(jié)能環(huán)保的目的。除了外墻的面積之外，在外墻的設計中要嚴格遵守結構設計規(guī)范，在確保符合相關規(guī)定標準的基礎上選擇綠色節(jié)能材料，提高其環(huán)保性。同時，在踐行建筑設計的時候，還可以在內(nèi)外墻之間增加一個保溫層，這個保溫層夾在內(nèi)外墻之間，可以有效利用外墻來保護保溫層，使其不受損壞，還可以增強建筑房間內(nèi)的保溫效果，實現(xiàn)冬暖夏涼的效果。

5 結語

綜上所述，隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們的觀念發(fā)生了變化，開始倡導綠色發(fā)展，隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，人們也將綠色建筑設計的觀念帶到了建筑領域，倡導將綠色建筑設計理念應用到高層建筑設計當中去。高層建筑設計本身就具有其他建筑不具有的一些特點，在綠色建筑設計理念的指導下需要不斷進行完善和改進，因而，可以提出一些在高層建筑設計過程中如何應用綠色建筑設計的相關措施和建議，比如合理選擇建筑基址、高層建筑的形狀和平面的設計布置、合理的設計高層建筑周圍的綠化、積極采用新型保溫節(jié)能技術優(yōu)化設計方案、節(jié)能門窗技術應用、水資源利用技術以及墻體設計，高層建筑設計需要在考慮本身設計特點的基礎之上，將綠色建筑設計的理念引入到其中，提升設計工作者的專業(yè)能力素養(yǎng)。除此之外，還要不斷吸收借鑒國內(nèi)外的經(jīng)驗，并且根據(jù)國內(nèi)自身的情況來進行因地制宜的發(fā)展，因此，綠色建筑設計在高層建筑設計中的應用還有待進一步發(fā)展，需要不斷付出努力。