低碳设计理念在高层住宅建筑设计中的应用分析

区凯

（南宁市勘测设计院集团有限公司，广西南宁 530000）

0 前言

在建筑设计中应用低碳理念能够对季风进行有效利用，才可以促使建筑实现自然通风。借助强化建筑采光，降低采暖与照明应用，对天然采光与通风条件进行有效利用。与不可再利用资源消耗相比，民众更加重视可再生资源，也能够促进建筑周边环境保护工作。设计高层建筑时，能够借助对绕缭设备进行改变，降低在矿产资源方面的需求，能够对燃煤锅炉进行改造降低二氧化碳排放量，可以为自然环境提供保护，符合我国社会发展趋势，可以充分促进建筑行业稳定健康发展[1]。

1 关于低碳设计理念的相关概述

对于低碳理念主要具有以下要求：

（1）节能。在设计方向中民众对于节能较为重视，近年来我国科技水平快速提升过程中，促使多种节能技术以及设备获得进一步研发。对于设计人员，要想对技术与设备进行有机融合，应该可以和科技进行有机结合，进而保证低碳设计中通风、采光与节能等方面要求得到充分满足。比如，借助合理应用季风，能够保证高层住宅自然通风，同时基于建筑的主导风向设置空调系统，比如选择双层幕墙可以对建筑外立面以及其他方面进行调节，对自然采光与通风进行充分利用。

（2）能源组合。要想进一步实现环境保护，相比不可再生资源，新型能源更加得到青睐。为了充分降低矿产资源的消耗，也能够借助应用科技技术对燃料设备进行改造，进而有效降低二氧化碳的排放量，借助沼气与生物固体燃料，可以充分促进建筑行业绿色发展。

（3）选择天然材料。设计住宅内部结构时，应该防止出现危害住户身体健康的材料，积极选择天然材料。使用木材、油漆、石块以及其他材料过程中，相关人员需要认真开展质量检测工作，防止材料有害而影响住户身体健康。

（4）节约能源。在建筑低碳设计中，节约能源属于关键内容，在结构设计、材料确定等环节，设计人员均应该将减少资源浪费、提高资源利用率等角度作为切入点，科学配置、应用资源，以不同角度认真开展结构节能设计等工作，进而实现低碳目标。

2 高层住宅建筑设计中应用低碳设计理念的必要性

（1）市场经济需要。以现阶段形势分析，能源问题日益紧张，严重制约国民经济发展，采用科学手段节约能源，提高能源利用率以及借助能源促进经济发展等，是当前的热点话题。在建筑行业中，住宅建筑的能耗最为严重，若是设计高层住宅时，将降低能耗作为设计目标，对优化设计环境、促进国民经济发展以及实现健康发展等均具有促进意义。

（2）行业发展需要。按照我国现阶段国情，因为能源较为匮乏，导致我国人均能源情况存在严重不足。结合相关数据显示，住宅建筑中，建材能耗与能源耗能在总耗能方面的比重达到37%，同时这一比重呈现逐年增大的趋势。所以，有效开展住宅建筑节能设计，成为建筑领域发展需求。

（3）贯彻可持续发展理念的需要。可持续发展是我国经济发展主要战略条件，采用科学方法实施该战略，要求相关人员能够结合建筑行业具体情况，开展节能设计，对住宅设计能源浪费进行有效控制，在设计环节中有效落实方针政策，也落实可持续发展理念的关键措施。

3 建筑布局设计过程中引入低碳理念的重要性

3.1 合理选择布局模式

现阶段，在建筑布局模式中，行列式布局和自由式布局两种方案具有广泛应用。在行列式建筑中，其布局方案的整体性较为突出，在整体布局方面体现出统一化以及一体化优势。对于自由式布局，自由行较为突出，开展室内装饰活动时，业主能够将自主性充分发挥出来。

但是行列式布局和自由式布局在通风性以及采光性等方面存在较大差异，行列式布局方案基于风压作用会形成气流涡流区域，不仅会影响住宅建筑室内活动与室外活动，同时还会影响室内采光。对于自由式布局而言，能够保证室内通风与光照需求得到充分满足，另外，能够充分提高土地资源利用效率，保证建筑小区具有良好通风环境。

因此，进行建筑布局设计过程中，应该有效引入低碳理念，可以不断优化建筑布局，也能够确保收益内通风与采光充分满足业主生活需求，进而减少业主在空调系统方面的需求，如图1所示。

图1 建筑布局形式

3.2 改善建筑朝向

开展建筑设计工作时，应该充分考虑建筑朝向。通常，建筑朝向存在差异，则建筑所受热损失、阳光辐射等方面也会存在差异，确定具体建筑方位，设计人员应该充分考虑具体环境状况。一般，可以合理增加朝南的窗户面积，但是需要对朝北、朝东窗户面积进行有效控制，防止发生热损失问题，同时建立舒适室内环境。

以山东某建筑工程为例，山东地区为暖温带季风气候，在夏季主要是东南风，基于建筑物附近阳光的照射时间较长情况下，借助热传递能够增加室内温度，导致空调需求持续增加，严重违背低碳理念要求。所以在实际设计活动中，东偏南15°为建筑朝向最优方向，能充分减小室内温度，进而实现低碳环保发展。

3.3 使用可再生新能源

对于设计人员，不仅需要注重建筑设计感与形式感，同时还应该结合建筑物附近水文条件、地质条件以及气候条件等，借助现代技术手段对自然资源予以充分利用。地球光照资源较为充足，能够产生大量热能，可以借助太阳能对原始燃煤资源进行替换，有效满足民众生活条件，有效合理运用自然资源，减少能源浪费。在可再生能源方面，潮汐能、太阳能以及风能应用较为广泛[2]。

其中，太阳能利用方式主要涵盖主动式与被动式两种方式。以主动式方式为例，为了防止遮挡，通常在建筑屋顶上设置太阳能集热器，在倾角方面可以参考相关经验数值。在制备热水过程中，水平线和集热器（倾斜角度）经验数值与当地纬度数值相同。用于采暖过程中，经验数值为：当地纬度+15°。

集热装置和建筑一体化发展是现阶段热点问题，因为我国在太阳能热水器方面需求较大，因此现阶段讨论的关键问题是采用何种方法对建筑和集热器进行一体化设计。比如，窗户收集器。基于封闭的玻璃盒子，太阳能进入板条收集器之后，能够实现热能转化，并借助空气向建筑储存单元输送，室内空气和热循环空气充分分离。窗户收集器以隔热玻璃为主，可以防止热量流失而导致室内过热，在不需要加热时，收起条板，收集器如同普通玻璃窗，对太阳热量直接进行获取。夜间关闭条板，可以实现保温目的。

3.4 采用自然导光技术

对于民众日常生活与工作，在采光方面具有较大依赖性，因此经常消耗大量能源方式保证自身采光需求得到充分满足。若是借助自然导光方式开展建筑设计，有效提高照明质量。可以从高层住宅外部设计、内部设计与总平面图设计三种角度进行设计。

以外部设计为例，在高层住宅项目中，要想充分提高整体结构稳定性和安全性，设计人员应该对内部结构进行全面了解，以此为基础，对内部结构与外部结构进行有机融合。要想将自然导光技术价值充分发挥出来，应该合理设计建筑结构。一般高层住宅外部结构设计主要涵盖自然光应用与外形设计。

设计人员需要充分利用光线采集技术，进而科学采集自然光。例如，某住宅小区设置了地下室，要先保证地下室阳光充足，设计人员对建筑物外部进行了采光井设计，该采光井能够向建筑内部引进自然光，进而充分提高自然光的利用率。要想充分提高自然导光效果，设计人员应该对内部结构的特征进行充分考虑，合理选择自然采光手段，若是住宅结构内部较为复杂，需要采用便捷采集方法。

4 结语

综上所述，基于低碳理念进行高层住宅设计是市场经济需要、行业发展需要、贯彻可持续发展理念的需要。设计人员应该对自身使命与责任予以充分认识，在高层住宅设计、确定建筑材料以及施工活动等环节，均应该以提高资源利用率作为基本目标，保证工程施工质量。可以通过合理选择布局模式、改善建筑朝向、采用自然导光技术等手段，有效应用低碳理念，满足民众低碳生活需求，充分促进社会健康发展。