楊志雄

（中國市政工程中南設(shè)計研究總院有限公司，湖北 武漢 430000）

0 引言

建筑工程設(shè)計期間，引進利用綠色節(jié)能設(shè)計理念，還要遵循節(jié)能環(huán)保、以人為本、系統(tǒng)性以及全局性等設(shè)計原則，綜合考量工程所在區(qū)域的地質(zhì)條件、環(huán)境因素以及人文因素等，結(jié)合工程設(shè)計需要進行科學設(shè)計，合理應(yīng)用綠色設(shè)計的方法及實用性技術(shù)，確保設(shè)計方案的切實可行性與科學合理性，處處體現(xiàn)對節(jié)能環(huán)保的設(shè)計追求[1]。

1 綠色建筑設(shè)計概述

1.1 概念

隨著經(jīng)濟建設(shè)的不斷進步，人類逐漸意識到環(huán)境保護的重要性。國家發(fā)展戰(zhàn)略與世界接軌，也在大力推行綠色經(jīng)濟和可持續(xù)發(fā)展，建筑行業(yè)作為經(jīng)濟建設(shè)的核心產(chǎn)業(yè)，推行綠色發(fā)展已經(jīng)勢在必行。建筑工程的綠色設(shè)計就是目前這種行業(yè)及大環(huán)境背景下的產(chǎn)物。在建筑工程的設(shè)計方案中引進利用綠色環(huán)保理念、技術(shù)應(yīng)用以及施工方法，是對建筑工程傳統(tǒng)設(shè)計的一種顛覆，綠色設(shè)計有利于建筑工程提升資源利用率，做到物盡其用，促進節(jié)能降耗，建筑工程有望實現(xiàn)一體化的設(shè)計及功能應(yīng)用。高層建筑的設(shè)計施工引進綠色環(huán)保理念，要求設(shè)計階段以整體的眼光去看待工程，把這個整體完美融入?yún)^(qū)域自然環(huán)境，實現(xiàn)和諧共存，促進建筑設(shè)計提升質(zhì)量和水平。舉例來說，提前估測建筑的采光條件，對建筑所處環(huán)境及通風條件進行細致分析，在實現(xiàn)建筑成效綠色環(huán)保的同時，滿足用戶的居住舒適感體驗要求，實現(xiàn)建筑工程與低碳經(jīng)濟的有機結(jié)合[2]。高層建筑設(shè)計須致力于采光質(zhì)量提升，優(yōu)化完善自然通風設(shè)計，以綠色建筑設(shè)計為居民打造高質(zhì)量生活環(huán)境。

1.2 綠色建筑設(shè)計應(yīng)用的意義

國內(nèi)目前在設(shè)計建造高層房建工程時，一些工程仍然停留在傳統(tǒng)落后的設(shè)計理念下，沒有科學引進綠色建筑設(shè)計。舉例來說，高層房建工程在資源利用上存在效率低下的問題，很多建材出現(xiàn)嚴重浪費，有的嚴重破壞區(qū)域生態(tài)環(huán)境，給當?shù)鼐用竦恼Ｉ钤斐蓯毫佑绊?，設(shè)計成效既不低碳環(huán)保，又不健康舒適。目前全球的經(jīng)濟建設(shè)趨勢是全面轉(zhuǎn)向綠色低碳方向，建筑工程開展綠色設(shè)計是大勢所趨。設(shè)計人員自身還須強化環(huán)保理念，積極落實綠色設(shè)計。建筑工程的綠色節(jié)能設(shè)計，不但可以促進建材達到最高利用率，而且大幅降低環(huán)境污染，為周邊居民營造舒適宜居的生活環(huán)境。國家層面已經(jīng)就碳達峰以及碳中和制定了戰(zhàn)略目標，建筑行業(yè)也要積極響應(yīng)國家號召，堅持走綠色設(shè)計的發(fā)展道路，促進行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[3-4]。

2 高層建筑的綠色設(shè)計應(yīng)用

較之建筑工程的傳統(tǒng)設(shè)計模式，綠色建筑設(shè)計在部分功能需求和設(shè)計標準上比較特殊，要求設(shè)計方案必須體現(xiàn)出對和諧生態(tài)的貫徹與追求，實現(xiàn)節(jié)能降耗。設(shè)計人員一定要秉持整體性設(shè)計，確保設(shè)計方案的科學合理性。例如，設(shè)計期間要對溫濕度等因素的動態(tài)變化進行綜合考量，結(jié)合工程特點對現(xiàn)有資源加以最大化利用，杜絕資源浪費。

2.1 合理選址

設(shè)計高層房建工程期間，首要問題就是為工程選擇一個合理的位置。建筑選址是一種多方因素的綜合考量，它的科學合理性直接決定其功能應(yīng)用的最終成效。設(shè)計人員要提前進行實地走訪，傾聽群眾呼聲，可以局部應(yīng)用老舊基址，保證城市用地的合理規(guī)劃。同時，還要周密分析選址可能帶來的環(huán)境影響，如果選址方案出現(xiàn)謬誤，極有可能危害當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。而且建筑工程的施工用地最好摒棄填砂造地等做法，要綜合考量工程建設(shè)對環(huán)境潛在的負面影響，還要綜合分析當?shù)氐臍夂驐l件，保證設(shè)計成效舒適宜居。

2.2 平面及形狀設(shè)計

高層建筑的綠色設(shè)計需要充分結(jié)合工程特點。建筑工程的多元化發(fā)展趨勢。帶來的是日趨多元的外形及功能應(yīng)用需要，設(shè)計期間要對外形美觀度以及合理的功能應(yīng)用進行綜合考量，兼顧綠色環(huán)保要求，結(jié)合散熱比等數(shù)據(jù)進行設(shè)計。高層建筑比普通建筑擁有更大的表面積，散熱就更加容易和快速，這種功能特質(zhì)可以合理利用到設(shè)計方案之中，優(yōu)化完善高層建筑的外形以及整體構(gòu)造設(shè)計。舉例來說，高層建筑在設(shè)計電梯時，可布置在背對陽光的陰面，讓陽光照不到電梯，自然也不會因不能快速散熱而損壞電梯，這種有效防護措施可以使電梯達到更多服務(wù)年限。

2.3 朝向設(shè)計

建筑的朝向是設(shè)計過程的重要注意事項，要求設(shè)計人員結(jié)合綠色設(shè)計理念，對朝向選擇的節(jié)能降耗及綠色環(huán)保性能進行綜合考量。設(shè)計人員要確保工程選址的科學合理性，結(jié)合地理、環(huán)境以及設(shè)計需要選定合理朝向，保證建筑物達到良好的采光條件。而且采光條件還與鄰近建筑物有關(guān)。設(shè)計人員要讓本工程與其他鄰近構(gòu)筑物達到最佳間距。特別是針對高層建筑來說，設(shè)計方案很難滿足全部樓層的合理采光，所以設(shè)計期間必須對陽光進行科學追光，戶型設(shè)計最好南北通透。同時，建筑采光不僅與工程選址和朝向密切相關(guān)，而且室內(nèi)設(shè)計也是重要影響因素。建筑工程的室內(nèi)設(shè)計要盡量講求科學合理性，實施多元化的內(nèi)部布局，滿足室內(nèi)采光需要。

2.4 保溫節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

高層房建工程的綠色設(shè)計，要求設(shè)計人員對現(xiàn)有資料及設(shè)計需要進行全面研究，對包括散熱比和體形系數(shù)等在內(nèi)的技術(shù)參數(shù)進行精準測算，給出科學合理的平面布局設(shè)計。建筑物的表面積越大，其散熱量也會越高。具體到高層建筑，它的表面積要比普通建筑大上很多，所以產(chǎn)生可巨大的散熱量，因此設(shè)計期間就要對包括機房、管線以及電梯等在內(nèi)的長期運行設(shè)施進行合理規(guī)劃，最好選擇背陰面安置，防止運行期間產(chǎn)生過多熱量而損壞。高層房建工程在進行圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計期間，設(shè)計人員須全面考量工程所在區(qū)域的氣候特點，在綠色設(shè)計理念指導下，確保圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計達到節(jié)能降耗成效。要為圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計有很輕的自重，較低傳熱系數(shù)，良好的防火性能以及經(jīng)久耐用的建材，盡量減少不利因素給圍護結(jié)構(gòu)帶來的負面影響，保證圍護結(jié)構(gòu)更長的使用年限。

2.5 節(jié)能門窗技術(shù)

門窗是建筑物的重要組成部分，它們的設(shè)計成效與建筑的節(jié)能環(huán)保性能密不可分。門窗是室內(nèi)居民與外界環(huán)境接觸和交流的通道，其功能應(yīng)用對建筑整體性能舉足輕重。如果門窗設(shè)計沒有達到質(zhì)量性能標準，其損壞率非常高，頻繁更換不僅讓人不勝其煩，而且也是一種資源浪費。要求設(shè)計人員的門窗設(shè)計必須兼顧多方因素，重點考慮氣壓以及風力等影響因素，而且還要注意門窗不能在環(huán)境影響下發(fā)出刺耳噪聲，破壞居民對室內(nèi)安靜環(huán)境的需求。所以門窗設(shè)計還須加入隔音、抗壓以及防風規(guī)劃。同時，光污染也是房建工程需要規(guī)避的問題，要實現(xiàn)對光污染的有效防范，還須在門窗施工設(shè)計中選擇適用類型的玻璃，既消除光污染危害，同時保證室內(nèi)采光，把人工光源屏蔽在室外。而且門窗設(shè)計與室內(nèi)采光有直接關(guān)系，自然界的四季變化會帶來不同的溫度及光照條件，門窗的所在位置，設(shè)計高度都對室內(nèi)采光有重要影響，要求設(shè)計人員必須對上述因素進行綜合考量，結(jié)合自然界的動態(tài)變化對窗戶進行對應(yīng)性設(shè)計，結(jié)合行業(yè)前沿的先進科技，確保門窗設(shè)計的科學合理性。

2.6 水資源利用

高層房建工程的設(shè)計方案要對水資源進行科學應(yīng)用。這個設(shè)計要素非常關(guān)鍵，它直接影響建筑的功能應(yīng)用。如果利用綠色設(shè)計理念設(shè)計高層建筑，給排水系統(tǒng)設(shè)計是一個必須合理解決的問題。要為高層建筑設(shè)計出節(jié)能環(huán)保的給排水系統(tǒng)，需要對包括雨水在內(nèi)的自然資源進行合理應(yīng)用，把雨水回收系統(tǒng)安置在盡量靠近建筑的合適位置，對雨水進行回收和循環(huán)利用，減少水資源的過度消耗。舉例來說，回收的雨水可以用作綠化灌溉，達到循環(huán)利用的設(shè)計成效。

2.7 墻體設(shè)計

高層建筑采取綠色環(huán)保設(shè)計理念，要加強墻體的低碳設(shè)計。高層房建工程的墻體結(jié)構(gòu)由內(nèi)外兩個主要部分組成，無論內(nèi)墻還是外墻。其作用和地位都同等重要。在建筑整體的安全穩(wěn)定性方面，外墻起著不可估量的作用。原因在于外墻在整個建筑中屬于主體框架，它的安全穩(wěn)定性不夠，建筑的整體質(zhì)量都無法保障。而內(nèi)墻對居民的居住體驗有直接影響，設(shè)計人員在設(shè)計期間還須科學處理內(nèi)外墻體的微妙平衡。高層建筑中能耗最大的是外墻結(jié)構(gòu)，它的能耗量在建筑總能耗中占比高達25%，建筑的綠色設(shè)計還須對外墻加以重點關(guān)注。外墻設(shè)計期間要提升節(jié)能環(huán)保性能，把外墻面積壓縮到合理限度，要求設(shè)計人員對建筑美學和數(shù)學知識加以充分利用，合理控制外墻面積。舉例來說，建筑外觀可以設(shè)計為圓形或者橢圓形，提升外觀美觀度，而且讓建筑風格突出特立獨行的特色而且外墻面積得到有效壓縮，實現(xiàn)了節(jié)能降耗設(shè)計目的。同時外墻設(shè)計還須嚴格落實結(jié)構(gòu)設(shè)計標準，以設(shè)計規(guī)范達標為前提，盡量在施工選材上遵循綠色環(huán)保理念。而且還可為內(nèi)墻與外墻加裝中間保溫層，這種布設(shè)方式是利用外墻保護保溫層，而且保證室內(nèi)保溫，達成冬暖夏涼的目標追求。

3 綠色建筑設(shè)計原則

3.1 環(huán)保節(jié)能

高層房建工程應(yīng)用綠色節(jié)能設(shè)計，首要設(shè)計原則是節(jié)能環(huán)保。在這種原則指導下，遵循綠色設(shè)計理念，可促進建筑工程的綠色設(shè)計提升質(zhì)量，降低施工成本，實現(xiàn)資源利用率的最大化，同時對生態(tài)環(huán)境做到最大限度的保護，有積極的現(xiàn)實意義和社會效益。舉例來說，建筑設(shè)計布局中可以把包括機房、管線以及電梯等設(shè)施設(shè)置于建筑的背陰面，或者為建筑加設(shè)空中庭院，利用自然風通風，節(jié)能環(huán)保成效非常理想[5]。

3.2 以人為本

建筑工程開展綠色設(shè)計，設(shè)計人員須對區(qū)域居民在建筑功能應(yīng)用方面的共性及個性需要進行綜合考量，綠色建筑有區(qū)別于普通建筑的設(shè)計風格、功能應(yīng)用、材料選購以及技術(shù)應(yīng)用方式，需要設(shè)計人員密切關(guān)注。例如，設(shè)計人員要進行換位思考，站在業(yè)主的視域下開展綠色設(shè)計，不但要保證設(shè)計質(zhì)量，而且要在實用性上大做文章，不僅滿足節(jié)能環(huán)保的設(shè)計要求，還為業(yè)主打造舒適宜居的居住空間，而且還兼顧到高層建筑居民的個性化追求目標，促進低碳經(jīng)濟的全面發(fā)展。舉例來說，某住宅小區(qū)全部是高層建筑，它采取了綠色環(huán)保的設(shè)計方式，設(shè)計方案突出以人為本追求，借助具體的量化指標對居民的滿意度進行調(diào)查評估，取得了良好成效[6]。

3.3 系統(tǒng)性

綠色設(shè)計理念應(yīng)用于高層房建工程設(shè)計，有助于工程設(shè)計方案從整體上提升節(jié)能環(huán)保成效。要求設(shè)計人員的設(shè)計過程嚴格遵守系統(tǒng)性設(shè)計原則，在高層建筑設(shè)計中有機引進綠色環(huán)保設(shè)計，提高設(shè)計質(zhì)量，讓綠色設(shè)計充分展現(xiàn)實用性，以保障工程整體質(zhì)量為前提，促進高層房建工程實現(xiàn)綠色環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展。以某住宅小區(qū)為例，它的熱水供應(yīng)選擇了利用太陽能對冷水進行預熱，到達某種溫度條件再實施電加熱，非常節(jié)能環(huán)保。同時，太陽能除了可以為生活提供熱水，還可以為建筑提供照明能源。

3.4 全局性

高層房建工程開展綠色節(jié)能設(shè)計，設(shè)計人員要全面評估建筑的整體系統(tǒng)，對所處環(huán)境進行實地考察，站在全局角度研究分析工程實施綠色節(jié)能設(shè)計的可行性，以及對區(qū)域生態(tài)環(huán)境的潛在影響，在此基礎(chǔ)上對設(shè)計方案的最終成效進行預判。這種設(shè)計方式可以達到高質(zhì)量設(shè)計，對工程的區(qū)域生態(tài)環(huán)境可以進行有效保護，使綠色建筑實現(xiàn)與區(qū)域生態(tài)環(huán)境的有機融合，構(gòu)建和諧宜居的住宅環(huán)境。同時，高層房建工程的綠色設(shè)計，在布置區(qū)域綠化方面也要加強綠色設(shè)計，打造立體化的綠化布局，對建筑的區(qū)域熱環(huán)境進行優(yōu)化，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保目標。

4 結(jié)語

綜上所述，時代發(fā)展的每個階段，都會有不同的價值取向和發(fā)展理念。當今建筑行業(yè)為了適應(yīng)時代發(fā)展需要，不斷推行綠色節(jié)能建筑的開發(fā)設(shè)計，這是時代發(fā)展的大勢所趨。也是建筑用戶的合理需求。建筑工程的設(shè)計方案引進利用綠色節(jié)能設(shè)計理念，需要進行合理選址，在平面設(shè)計、外形設(shè)計、墻體設(shè)計、門窗設(shè)計以及朝向設(shè)計等方面體現(xiàn)對綠色環(huán)保的設(shè)計追求，同時對水資源以及保溫節(jié)能技術(shù)等進行科學利用，提高設(shè)計質(zhì)量，充分發(fā)揮綠色建筑設(shè)計的應(yīng)用優(yōu)勢和價值，促進建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。