城市高层建筑绿色环保设计探究

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摘要：当前在碳中和绿色发展理念下，建筑行业正在向绿色环保建筑转变，城市高层建筑是城市发展理念的重要体现，代表着城市的形象。本文对城市高层建筑的环保设计理念、设计原则、设计方式进行分析，以工程实例介绍建筑设计中如何融入节能环保设计，重点分析建筑朝向、墙体围护结构、电气设备、屋面屋顶等方面的设计，以实现建筑绿色发展的效果，适应建筑设计绿色发展的需要，并提出高层建筑绿色环保设计的对策措施。

关键词：城市；高层建筑；设计；绿色节能

0引言

在碳中和等绿色节能发展理念的背景下，城市建筑从设计到材料、施工都在不断地向绿色发展转变。在高层建筑设计中，应充分利用地理环境，提高城市建设品质，满足城市发展规划需求和人们生活工作空间的需要，在生态环境布局及建筑节能设计上做好规划。

1城市高层建筑绿色设计的原则及方式

1.1设计原则

1.1.1科学性原则。根据建筑设计与需求，充分利用项目资源，合理确定建筑布局和朝向，利用先进的建筑技术和绿色设计理念，实现空间资源、生态环境效益最大化。1.1.2功能性原则。高层建筑要突出多功能性，认真分析建筑的功能定位，将建筑绿色节能设计与功能使用有效结合，创造出能满足多样性功能需求、环境优美、绿色节能的建筑空间[1]。1.1.3生态性原则。现代高层建筑注重利用可再生资源以及有利的环境条件实现节能环保，这需要改变传统的建筑设计方式与建设模式，在设计中要更加注重自然、生态、绿色环境的营造，将自然环境及绿色技术引入室内空间，实现建筑的可持续和绿色发展[2]。1.1.4工程经济性的原则认真研究土地的综合开发利用，实现投资效率和空间效率的完美结合。1.1.5可持续发展的原则。将建筑物的设计和建筑与周边自然、人文环境相结合，融于周边环境中，并对环境和生态起到强化作用。

1.2设计方式

1.2.1设计结合自然。充分利用阳光、空气、水、植物绿化在设计布局中的作用，在对现状资源综合分析的基础上，确定高层建筑的位置，使其主要空间均保持好的朝向，保证有充足的日照和良好的通风，并通过对绿化的组织实现与自然的最大和谐和对活动的最大满足。见图1。1.2.2设计融入整体环境。高层建筑作为整体中的一个空间单元，建筑布置受制于周边城市空间环境，建筑的塑造创造了新的城市空间，并完成区域空间的重组，自身则作为空间中的背景融入到城市空间中，成为城市空间系统的组成部分[3]。1.2.3功能与环境的统一。建筑设计中空间的形态具有功能和展示两个面。生态就存在于形态的功能面中，功能面把自然要素和功能要素转化为结构，并以形态的方式存在。要将建筑节能、生态设计通过展示表现在形态中，形成生态、设计与形态三位一体的统一，见图2。

2高层建筑绿色生态设计实例

2.1项目概况

厦门湖里国投商务中心用地位于园山南路以南，联发电子商城西侧，南面为规划路，用地三面邻路，交通方便，西面、南面是住宅小区。总用地面积11189.863m2。地块为类似规则梯型，地势平坦，现状地面高约15.00m。在建筑设计上，作为高层建筑要求与厦门市的生态环境城市定位相配合，并在建筑设计中开展大量的节能设计，力求做好建筑、生态、节能环保的三统一，见图3。

2.2高层建筑绿色环保设计

2.2.1高层建筑位置及朝向设计优化。高层建筑定位的首要因素就是环境，环境能够影响建筑的朝向、节能等。建筑的朝向和位置要根据当地环境的变化，设计正确的朝向才能使每幢建筑获得更多的阳光，朝向和位置会显著影响太阳辐射能量[4]。因此，对于建筑朝向和位置在设计时要先分析环境的影响，按照太阳的度角测算出日照时间，在设计建筑朝向时将开窗面积设计更大些，在满足采光条件下，北向、东向窗尽可能小些，才能获取更大的太阳辐射，保持室内良好的环境，节约能源消耗。2.2.2围护结构墙体设计优化。建筑外墙是围护结构最主要的组成部分，高层建筑围护结构主要是钢筋混凝土框架或剪力墙结构承重，需要使用到大量的建筑材料，优化围护解构设计有利于减少材料的使用，节约资源[5]。围护结构需要使用到填充材料，在节能环保的要求下，为达到保温、隔热及减轻重要的目标，建筑外墙一般使用多种保温复合材料作为墙体，能提高墙体的节能效果，并有材质轻、节能环保的优点。2.2.3电气设备环保节能设计。所有通风空调设备均选用高效率、节能型产品；空调风管及冷冻水管保温材料选用隔热良好的材料，以减少冷热损失；空调水系统采用变流量，以利节能。选用节能环保型干式电力变压器和高低压电气设备。采用具有自动调节装置的低压电力电容器作为提高功率因素的补偿装置以减少无功损耗。2.2.4屋面、屋顶的节能设计。屋面、屋顶节能设计对建筑节能至关重要，是建筑受到太阳照射时间最长的部位，应在设计中充分利用长时间的太阳照射。节能设计中要根据当地的气候、位置以及日照强度等情况，选择最具合理的保温隔热材料，提高保温材料的使用时间，最大限度提升保温隔热功能[6]。此外，要充分利用屋面、屋顶的日照资源，可在屋顶设计太阳能面板、光伏电站等设施，将太阳能转化为热能，不仅能减少能源消耗，还能满足建筑节能减排环保的要求，提高经济效益。

3高层建筑绿色节能设计保障措施

3.1加强建筑设计组织管理

在建筑建设过程中，必须成立节能设计管理小组，负责建筑节能从规划、设计、施工、验收等全过程的管理，协调设计与施工、质量控制等方面的工作，确保节能设计按照设计方案严格落实。在设计标准上，不能为了降低建设成本、缩短工期而随意减少设计时间和成本，设计人员要充分把握建筑节能标准的基础上，遵循统一的设计工作标准，切实提高设计效率，实现良好的节能设计效果。

3.2优化绿色节能设计方案

在建筑节能设计前，要组织设计人员深入建筑现场进行勘察，对节能设计方案、施工、设施设备建设等进行详细分析，了解人们对建筑节能设计的需求，以及施工现场遇到的问题，及时改进不合理设计，优化节能设计方案。同时，建立专项资金渠道，从项目预算就预留节能设计和建设的资金，为推动建筑节能设计落地实施提供资金保障，见图4。

3.3开展设计效果评估

加强节能设计施工跟踪服务，及时解决规划实施过程中出现的问题，提高节能设计的可操作性，推进设计计划有效实施。在施工的不同阶段定期对节能设计落实情况进行评估，分析遇到的困难和问题，对节能设计施工的实际情况进行适时地调整，以更好地推动节能设计落地。

4结束语

绿色节能是建筑设计的发展趋势，符合当前国内外对节能减排的要求。高层建筑在绿色节能设计上，要以城市的整体生态为依据，在建筑设计理念、绿色环保、建筑实体、建筑材料等方面加强绿色环保的设计，在施工中加强管理，最大程度减少排放，把绿色环保作为高层建筑的标志，实现生态与经济效益的统一。

参考文献

[1]俸远.绿色发展理念在建筑设计和城市规划中的具象化[J].住宅与房地产,2019(36):57.

[2]关英健,张蕾.绿色建筑设计在超高层建筑中的发展与运用[J].中国住宅设施,2019(3):43-44.

[3]蔡振华.绿色建筑设计在超高层办公建筑中的应用探析[J].城市建筑,2021(14):94-96.

[4]徐晓.生态建筑学下的城市高层建筑设计分析[J].中国建筑金属结构,2021(4):172-173.

[5]郭君.高层建筑的生态设计策略研究[J].居舍,2020(29):83-84+60.

[6]刘建仪,邹清华.绿色建筑设计与施工技术的应用[J].工程建设与设计,2021(17):24-26.

作者:董幼平 单位:厦门鲁班源房屋营造有限公司