高层民用建筑设计中绿色建筑设计的应用

李恩清

（山西中方森特建筑工程设计研究院，山西太原 030002）

随着我国建筑规模的扩大，建筑行业发展中产生较多的能源消耗和较为严重的环境污染。为此，在建筑行业发展中，就将节能环保作为主要发展目标。自绿色建筑设计理念实施以来，建筑环保理念也在不断深化。在建筑设计发展中合理应用建筑绿色节能技术，可有效减少建筑的资源消耗及环境污染，推动建筑行业实现可持续发展的目标。

1 绿色建筑概述

现阶段，人们的生活质量明显改善，且人们的环保意识也显著增强，在建筑行业发展中也更加注重环保，在这一背景下催生了绿色建筑。绿色建筑主要指在建筑工程建设和施工中，充分尊重环保的基本理念，高效利用绿色施工技术的建筑工程。绿色建筑在充分保证住户舒适性和身心健康的同时，也显著降低工程建设和施工中所产生的能源消耗，有效控制建筑设计和施工对生态环境造成的不利影响，协调建筑与自然环境之间的关系。

2 绿色建筑的设计原则

2.1 高效利用可再生清洁型能源

在绿色建筑设计中，利用可再生清洁型能源具有重要意义，这有助于控制能源损耗与资源浪费，减轻环境污染，达到节能降耗的目标。太阳能是最重要的可再生清洁型能源，在绿色建筑设计中，设计人员可以设置太阳能热水系统、太阳能供热系统、太阳能采暖系统与太阳能空气集热系统。随着绿色建筑行业的蓬勃发展以及现代科技水平的提高，各类太阳能利用技术日趋完善化与成熟化，这可以进一步增强能源降损效果。此外，地热能的开发利用也不容小觑。设计人员可以利用地热能转换原有的供热模式，控制能源损耗，达到绿色建筑的预期发展目标。现阶段，土壤耦合热泵系统与地下水源热泵等建筑补充供热方式受到社会各界的高度推崇。雨水回收利用也可以将经过净化处理的自然水用于道路清洁、车辆清洗或绿化灌溉，同时，合理利用生物质能、风能、潮汐能等可再生能源，也可实现生态效益的最大化。

2.2 协同性原则

加大各个环节及各类要素的综合管控力度，是推动绿色建筑行业良好发展的先决条件。为此，设计人员应当在设计前，深入实地进行环境考察。通过地质勘测作业，掌握建筑工程项目所在区域的地质结构条件，根据地质结构勘测结果，优化设计方案，进一步降低能源损耗指标。与此同时，秉承与时俱进的基本原则，高效应用各类多元化技术，从而增强绿色建筑的方案落实效果。

例如，在整个建筑工程体系中，电能损耗量较大，设计人员必须结合地理环境特征，改善室内通风条件，尽可能地延长自然光时效，控制电能损耗。采取垂直绿化方式（见图1），既可以起到保温隔热、防水抗潮的作用，又可以吸除空气灰尘，改善空气品质。

图1 垂直绿化

3 高层建筑中绿色建筑设计的应用

3.1 建筑的选址

高层民用建筑设计前，对建筑选址和周边环境予以全面勘察和分析。建筑周边环境以及其对建筑能耗的影响是建筑选址过程中必须充分考虑的问题，选址的过程中需做好气候资料和地质资料的采集工作，同时还要对资料予以全面和科学的分析，以此为基础研究论证工程设计，确定建筑的朝向、层数和规格。

3.2 节能技术的应用

3.2.1 朝向设计

朝向设计中应科学分析建筑的地理位置及朝向，充分利用自然光，高层建筑朝阳设计可有效减少能源消耗。自然采光是当前建筑节能设计的主要方式。高层民用建筑高度差异较为明显，要求户型格局满足工程要求，以有效利用室内的日照时间。设计人员在开展设计工作时务必立足环保，严格控制楼宇间的距离和朝向。

3.2.2 充分利用自然风

在建筑设计中，建筑要高效利用自然风的温度调节作用，满足居民对室内温度舒适性的要求。在设计的过程中，注意全面结合自然风风向的变化，最大限度利用自然风，提高布局和设计的合理性，同时减小对夏季自然风的遮挡面积。此外，避免冬季的自然风直接吹向建筑，使建筑内部形成自然对流，以改善建筑的通风环境。不仅如此，充分利用自然风还可极大地减少能源消耗，保证建筑的节能性与环保性。

3.2.3 合理应用保温技术

在高层民用建筑设计中，注意根据当地的气候因素，科学选择保温技术，设计人员需在建筑墙梁、屋面和外墙等处设置自然保温技术，以保证建筑节能的效果。

3.2.4 阳台设计

在绿色建筑设计中，设计人员通常选择挑出式阳台，这种设计方式一方面可扩大高层建筑的面积，另一方面也可在高层建筑中构建遮阳的区域，在展现良好节能效果的同时，也能够更好地加强生态系统的平衡性。

3.2.5 积极应用节能门窗

门窗的热量损失最大，因此在门窗部分的设计中，应考虑气压与风力的变化对门窗结构所产生的不利影响。采取有效措施做好门窗的抗压、防风和隔音设计，合理应用节能门窗，减少建筑的能耗，并采取有效措施合理规避光污染。

3.2.6 水资源的高效利用

在高层建筑绿色设计中，应充分结合民用建筑地理位置合理设置排水系统，确保排水系统在运行的过程中可满足排水的需要，最大限度回收可用的雨水和中水。施工人员可利用雨水收集器处理雨水，处理后可用雨水灌溉清洁道路，以此提高水资源的利用率，降低建筑的能源消耗。

3.3 绿色景观技术的合理应用

建筑绿化在绿色建筑设计中是不可忽视的内容，绿色植物本身具有调节气候的功能，可吸收环境污染和噪声，有效降低能源消耗，而且室内热环境也得以显著改善。因地制宜是绿色建筑设计中的重要原则，设计人员必须积极应用立体绿化的方式，以增强植物绿化的效果。

4 绿色建筑实例分析

某民用高层建筑建筑面积为1.9 万m2，共16 层，地下2 层，地上14 层。该建筑功能区较多，如办公、研发、地下停车等。设计时应利用立体叠加的手段，充分保证不同的功能模块可以流线组织、空间需求和性质来保证其设计的合理性，同时，不同功能区的建筑外围构造也是设计中的重要部分，必须给予高度重视。

4.1 建筑技术支撑

建造建筑主要是为满足人们的需要。所以在设计的过程中，要更加重视保障使用者的健康，这也体现绿色建筑设计中的人本原则。在设计中，本工程利用电子计算机系统模拟光照、通风和噪声，同时充分结合更为成熟和完善的设计方式，提高室内外环境的质量，保证住户的身体健康，改善设计的质量。

4.2 围护结构设计

本工程设计中在围护结构节能方面采取多种节能措施，如完善外遮阳保温、使用节能玻璃和保温墙体的等，实现了良好的节能效果，同时也对建筑深度采取有效措施加以控制，使室内的自然采光效果也得以优化。

4.2.1 外墙节能的有效策略

在该工程设计的过程中，外墙保温隔热措施主要有三种，分别为塑聚苯板复合墙板加挤塑式水泥聚苯板、聚氨酯泡沫喷涂材料复合墙板加挤塑式水泥聚苯板以及外墙保温装饰板。在设计的过程中，为更好地包裹柱及梁结构，需在建筑下方的墙面内侧喷涂聚氨酯泡沫，这种处理方式有效避免热桥效应，而且上部也采取外墙外保温隔热措施，加强建筑室内温度的舒适性。

4.2.2 屋顶和架空层的节能设计

在屋顶设计，设计人员根据工程实际和具体方位，应用倒置式屋顶、种植屋面、散温屋面和屋面遮阳等节能技术。屋面利用厚度为30mm 的XPS 倒置式隔热构造，且部分结构当中采用种植屋面。再者，在屋面上设置光伏电池板以及平板式太阳热水集热板，该设置有效增强了建筑屋面的遮阳效果。同时倒置式屋面还可防止防水层和基层受到热变形的不利影响，完善防水层的使用性能，延长防水层的使用寿命。

5 结语

综上所述，在高层民用建筑设计设计中，合理应用绿色建筑设计理念，一方面可保证设计的质量和效率，另一方面也可减少建筑建设中产生的能源消耗和环境污染。建筑设计时，设计人员需参照能源消耗、水资源、采光及通风方面的问题，采取有效措施加以控制和处理，从而体现绿色设计的个性化特征，确保建筑设计的每一个环节均可彰显低耗能生态化的设计理念。