绿色建筑设计在高层建筑设计中的应用

刘 婷 曹宗英

（潍坊市建筑设计研究院有限责任公司 山东 潍坊261000）

随着生态文明建设方案的持续实施，绿色建筑理念的提出及应用，一方面，推进了建筑行业转型；另一方面，绿色建筑设计在高层建筑设计中的应用，提升了建筑的功能性，弱化了对自然生态环境的进一步破坏，扩展了人与自然、人工建筑与自然生态环境之间的均衡发展理念。另外，通过绿色建筑设计使整体上的建筑产品在设计环节，与社会、经济、生态效益实现了融合，借助建筑生产方式与管理方案优化，促进了生态文明建设，为我国后续的建筑产业可持续发展奠定了基础。

1 绿色建筑设计概述

1.1 绿色建筑设计内涵

绿色建筑设计关注的领域，是建筑与自然之间的均衡关联。绿色建筑设计将建筑设计与绿色节能环保进行了有效关联，形成了以节能环保功能设计为主导的建筑设计新方法。在现代高层建筑设计中的绿色建筑设计应用，包括了建筑选址、建筑设计、建筑材料、建筑施工、建筑使用等各个方面，能够具体转换应用到高层建筑设计的方式方法中，包括光照与通风设计、墙体装饰设计、排水设计等。应用实践中，已经深入到了技术与管理资源的优化配置，包括设计应用、节能应用、新能源应用等。

1.2 绿色建筑设计原则

高层建筑设计中的绿色建筑设计应用，预设了四项原则：①建立建筑与自然相和谐的绿色生态原则，并将其作为设计应用宗旨，贯彻到绿色建筑应用的各个环节，确保建筑的生态化、绿色化、可持续性，要求充分挖掘建筑所在区域的自然环境优势与人文环境优势，进而实现设计要素与自然要素之间的融合与对应；②体现节能环保原则，具体要求将用户对于建筑的功能性需求与节能环保理念与相关措施进行结合，在各个设计部分应用绿色设计理念、绿色节能设备、绿色节能材料等，确保建筑的“绿色化”与使用的“功能化”；③因地制宜的资源优化配置原则，包括对建筑选址、自然光照资源、自然风能资源、新能源的资源选择与应用，以及借助绿色装饰与绿化区域和排水设计，提升资源利用效率等；④系统性原则，具体要求在绿色建筑设计应用中，按照整体建筑的完整结构进行绿色设计，并按照结构设计将整体布局与局部的具体应用结合起来，在现代绿色建筑产品设生产制造中，使各个生产制造环节形成条件限定与互相关联，进而设计出具有统一绿色性能的绿色高层民用建筑产品。

1.3 绿色建筑设计的比较优势

绿色建筑设计的比较优势体现在三个方面：①绿色建筑设计作为现代建筑生产制造产业链条上的设计环节，可以扩增建筑产品在价值链上的可营利空间；②绿色建筑设计关系到建筑生产制造所有环节，能够确保体系化运营管理方法有效实施；③通过绿色建筑设计，可以扩大建筑企业在全球同业市场的竞争力，有利于在生态文明建设方面，实现节能、降耗、节约资源的目标，制定出具有中国特色的建筑质量体系管理标准，提升建筑企业在本土市场的全要素生产率，从而在合理配置资源、减少资源消耗量的同时，为民众提供品质型建筑产品。

2 绿色建筑在高层建筑设计中的应用

2.1 设计应用

2.1.1 建筑选址

首先，需要合理规划，在分析高层建筑所在区域自然要素的基础上，定位建筑选址，包括气候条件因素分析、平均风力统计计算、光照天数、植被覆盖情况、周边建筑风格与相关数据，和地形地貌、地质构造、交通状况、人文历史等。其次，完成基本数据分析后，按照绿色建筑设计理念、绿色建筑设计应用原则，在充分考虑高层民用建筑设计需求的基础上，分别对建筑采光、建筑通风、建筑节水、建筑隔热保湿等设计部分进行设计。

2.1.2 采光设计

在采光设计中的应用中，先要进行用户使用面积分析，在确定朝阳范围的基础上，尽可能扩大采光面积。一方面，应该注重阳台光照在一天不同时间的采光率；另一方面，需要将公共采光区域与用户单元室内采光区域结合起来，扩大建筑整体上的采光量。这要求设计师在设计过程，对建筑空间进行结构分析与空间应用效率反复计算，通过多套方案设计，进行优化处理，进而使不同的户型、不同的公共空间获得最佳采光量与充足的采光时间。

2.1.3 通风设计

通风设计要求将公共区域的门窗设计、单元内门窗设计与自然风力平均量、气候条件等进行综合分析，在整体布局合理的前提下，计算建筑之间的距离、不同季节的风力需求；进而借助物理学原则，使风力通过门窗牵引，处于自然风流动状态。需要注意的是，通风设计的同时，要注重对门窗的防风性能的分析，预防因满足通风设计可能造成的门窗防风性能弱化现象。

2.1.4 排水设计

绿色建筑设计中的排水设计属于系统性设计，要求将降雨量、自然雨水收集系统、建筑区域绿化区域进行系统设计。一方面，在屋面设计中要求通过控制坡度与排水孔，使雨水收集具有渐进性特征。另一方面，要将排水管与地下排水进行关联设计，满足降雨量大时的排水需求。另外，要结合建筑所属小区的绿化需求，按照地下排水量、地面雨水收集量、绿化面积、绿化需水量、蓄水池容积等进行具体计算，进而使建筑排水设计与整体上的绿色建筑系统形成一个完整的绿色设计。

2.2 节能应用

节能设计旨在提升资源利用率，降低各类设计要素可能产生的环境污染与生态破坏。具体应用中，要求从选择节能材料、节能设备、节能技术全面的增强节能环保效果。具体如下：

2.2.1 隔热保湿

首先，在建筑内墙体与外墙体中要注重隔热保湿效果，一方面，需要选择隔热保湿效果较好的节能材料，如当前采用的绿色泡沫板。另一方面，要对建筑体的散热性能进行分析，充分考虑到材料的传热效率，包括充气混凝土砌块、耐火材料等。需要注意的是，隔热保温的具体实践要针对不同的建筑体局部进行应用，按照不同区域的需求采用不同的材料与不同的保温层结构，包括屋顶、墙体、门窗等。

2.2.2 设备节能

电气设备是高层建筑绿色设计中功能特征鲜明的设计环节，应用绿色建筑设计时，既要考虑到电气设备本身的污染与能耗，也需要在控制最低能耗的条件下，以节能灯、节能灶、节能电箱、节能插座与开关等环保节能设备，尤其是现阶段电子类设备的增多，要注重对电子类产品的能耗控制与污染指数分析，进而满足绿色与智能化设备使用时的节能效用。

2.3 新能源应用

现阶段，高层建筑绿色设计实践中，需要引入新能源应用，实现绿色建筑设计应用目标。一方面，应该利用屋面空间与墙体空间，以及建筑所属区域的公共空间，尽可能因地制宜地选择太阳能公共照明设备，设置相关区域的太阳能电池板网络。另一方面，在墙体与屋面，以及单元内应该尽可能推广绿色能源理念，扩大绿色植被覆盖面积，从而实现风力能源、植被生物能源、太阳能之间的资源优化配置，提升建筑体的能源利用效率，降低对工业能源的需求。

2.4 注意事项

高层建筑产品除具备物质特性外，对于精神特性的需求也相对较高，其中包括设施设备的使用感受、配套物业的管理服务质量、生活中能够节约的事项等。因此，在应用绿色建筑设计理念时，应该遵循预设的基本原则，积极从平面设计与单体建筑设计层面，借助物理学、数学、信息技术三种学科，尽可能选择自然力易发挥作用的建筑结构设计，如门与窗的对位设计、卧室与阳台关联的采光设计、雨水收集与利用系统设计、建筑景观设计等；再如，如采用BIM技术系统，为建筑设计提供可视化预期模型产品设计；以及在整体上增加绿色建筑中的各项信息技术应用，其中包括传感器的分布、温湿度的控制系统、节能材料与节能电气的使用等。当前应用绿色建筑设计理念，应该注重它在每一个环节的运用，尤其是建筑设计环节应该具备提纲絜领的功能，为后续各个环节做好绿色设计方案规划。另外，当前的环保材料、保湿材料、防水材料、智能家居、电力APP在线控制系统等，均能够起到优化建筑设计的目的。但是，应该尽量选择与绿色建筑设计理念相符合的科学技术与管理方法。

3 结语

总之，高层建筑设计中的绿色建筑设计应用已经趋于多元化，并且，产生了以产业化运营为主的基本模式。从绿色建筑设计的应用效果分析，设计环节、材料与设备环节、施工建设环节、运营管理环节都增强了对绿色建筑设计理念的植入与精细化运用。结合以上初步分析，建议在新时期将加强对绿色建筑设计在高层建筑设计各个层面的应用研究，扩大其功能性及作用，借助优化通风设计、采光设计、结构设计、装饰设计、排水设计等，进一步促进高层建筑设计中的绿色化、使用中的功能化、效用生产方面的节能化等目标，营建出建筑体与自然之间的和谐关系。