探析高层建筑建筑设计中低碳设计理念结论

【摘要】在如今这个提倡低碳环保、节能减排的社会，我们要将低碳设计考虑到生活中的方方面面，高层建筑设计中的低碳设计是一个很好的方向。本文作者分析了高层建筑设计中的低碳设计的重要意义，分析了我国高层建筑低碳设计的现状，最后就如何在高层建筑设计中贯彻低碳设计的理念提出了一些策略。
【关键词】高层建筑；建筑设计；低碳设计理念
引言
高层建筑体形庞大，容积率过高，相邻建筑互相遮挡，不通透，形成大面积阴影区，从而使城市人居环境质量下降，市中心人口膨胀、交通拥挤。除此之外，设计者往往贪大求高，大部分精力放在追求立面形式和使用功能上，而往往忽略了对于生态环境的保护。建筑设计节能意识淡薄，造成高能耗、低效益，影响建筑使用效率，浪费巨大。所以，高层建筑的低碳节能设计是当代建筑设计的重要问题。

1 建筑低碳设计理念的重要意义

建筑能耗约占社会总能耗的1／3，我国建筑能耗的总量逐年上升，在能源总消费量中所占的比例已从20世纪70年代末的10％，上升到近年的27．45％。而国际上发达国家的建筑能耗一般占全国总能耗的33％左右。国家建设部研究表明，随着城市化进程的加快和人民生活质量的改善，我国建筑耗能 比例最终还将上升至35％左右。如此庞大的比重，使建筑耗能已经成为我国经济发展的软

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肋，急需改良建筑设计来改善这一状态。
目前，全球煤炭、石油、天然气能源日趋枯竭，人类将不得不转向成本较高的水利、风力、太阳能、生物能、地热、核能等。我国能源发展主要存在四大问题：能源利用效率低，能源终端利用效率仅为33％，比发达国家低10％；能源资源分布不均，造成西气东送、北煤南运、西电东送；能源结构依然以煤为主，约占75％，全国年耗煤量已超过 13 亿t；人均能源拥有量低、储备量低。随着城市建设的高速发展，建筑能耗量也大幅度增加，在我国已超过全社会能源消耗量的三分之一，加上每年房屋建筑材料生产能耗，建筑总能耗已接近全国能源总消耗量的一半。因此，与当前发达国家建筑能耗已经大大降低的情况相比 ， 我国单位建筑面积采暖能耗是发达国家标准的3倍以上，与发达国家存在较大的差距。而对于美国而言，全球石油资源的战略布局以及石油的开采区域和运输线路等关键点的调整工作已基本完成，我国却没有那样强有力的能源后盾支持，在这样的国情下，建筑节能水平的改善实际上应该比发达国家更为紧迫。

2 我国高层建筑低碳设计的现状

2.1 建筑节能意识淡薄

建筑节能是一个融技术、意识、管理为一体的综合性工作，需要通过教育和宣传，在全社会营造一个节能大环境，推进节能技术和产品的广泛使用，形成全民节能的社会氛围。有的建设单位和房产开发商为追求利润最大化和所谓“新时尚”，开发大落地窗，大开问、小进深住宅，户型面积越造越大，使用检测冒伪劣建材，无视节能环保标准，设计和施工单位对已有建筑节能法规政策和强制性标准执行不坚决 。节能不节钱的现状：一方面节能建筑增加了造价，造价的增加部分转嫁给了用户和建设单位；另一方面寒冷地区和严寒地区冬季采暖费用的收取却大多不按节能和非节能建筑分类收取，造成了诸多不合理的情况。各级监管部门放松或放弃了监督管理职能，住户对建筑节能关心度低，不了解围护结构和门窗等保温隔热性能，不大关心建筑寿命周期，习惯于冬天有暖气、夏天开空调，缺乏民众参与和社会监督。

2.2 建筑节能技术人才缺乏

加强宣传和教育力度，增强他们的节能意识。建筑节能是一个综合性的学科，而目前主要是以建筑师为主进行节能的设计，这样做显然是不全面的。因为建筑节能涉及的专业和学课很多，它涉及到规划、建筑、结构、材料、给排水、暖通等相关专业。对大多数设计师来说，建筑节能还是一个比较生疏的领域，诸多新的东西是以往教材中都没有的内容，以往的建筑师只注重建筑的美观，而忽视了建筑的内在使用功能；只注重外形的标新立异，而忽视了材料的节约。因而，推行建筑节能就有可能与建筑师的理念相碰撞。从另一个层面上讲，大多数建筑师和暖通工程师所学的知识都非常单一，缺乏综合性，无法从系统上、功能上统一设计出最佳的建筑节能方案，从而直接影响了建筑节能的效果。

2.3 可再生能源在建筑中的应用进度缓慢

据报道，我国是目前世界上最大的太阳能光伏电池生产国，但80％的产品都进行出口，在国内建筑应用的比率依然很低。原因在于，太阳能热水器与建筑一体化设计标准至今尚未出台。虽然建设部于1995年就已经发文推广可再生能源在建筑中的应用，但由于相关部门缺乏有效的激励手段，至今仍处于试点阶段。

3 低碳设计理念应用于高层建筑设计的策略分析

3.1 优化建筑位置及朝向设计

高层建筑的定位首先应考虑对城市环境的影响，容积率过高很难满足日照要求，阳光有着巨大辐射能量。从某种意义上讲地球本身就是巨大的太阳能接收器， 阳光不仅对人的身体健康有着很大的益处，对建筑的节能也有着十分重要意义。城市规划应注重应用日照原理，合理地确定建筑位置与朝向，使每幢建筑能接收更多的太阳辐射热能，因此，建筑的方位与节能有着直接关系。不同朝向、不同季节，建筑物所得到的太阳辐射热能量不同，热损失也不同。尤其是在冬至前后，由于太阳高度角低，房间所接收的太阳光线的面积比夏天多得多。在确定建筑的方位时首先应考虑环境情况，按其太阳高度角做出日影响图，以确定冬季每天的日照时间，建筑南向开窗面积尽可能大些，在满足采光条件下，北向、东向窗尽可能小些，从而获得更多的太阳光线，减少热损失，保持室内舒适的温度环境。

3.2 优化围护结构墙体设计

(1) 外墙是围护结构的主体部分，高层建筑的围护结构不同于砖石结构房屋，前者是钢筋混凝土框架或剪力墙结构承重。因此，围护结构属于填充材料，为了减轻荷载，达到保温、隔热要求，采用轻质高效保温材料，目前在寒冷地区常用的墙体做法有：页岩陶粒混凝土空心砌块、黏土空心砖与实心砖复合墙体黏土实心砖或空心砖岩棉夹心复合墙体等。但存在问题较多，节能的效果仍达不到标准的要求。围护结构的材料布置分外侧和内侧，在寒冷地区的同一气候条件下，由于材料层次布置不同，所取得的保温效果也不尽相同，为防止墙体内产生冷凝水，保温层设在外侧更好些。
(2)高层建筑的围护墙体不宜采用外侧保温的聚苯乙烯泡沫板(舒乐板、PG板)，岩棉板等轻质保温材料。一幢建筑的寿命少则几十年，多则上百年，材料的应用与建筑整体的寿命应同步。轻质的外保温复合墙体存在以下不足之处： 抗震能力差、易松散、与结构构件结合不好、整体性能差；不能承受外部装修贴、 挂荷载，如：贴石材、安装装饰构件等；不能承受有振动的凿刨装修，如：剁斧石面层、予留洞、槽易出现冷桥；墙表面易出现裂纹。除此之外，复合墙体由于框架梁拉、剪力墙的嵌入，墙体内容易造成冷桥，是保温、隔热的薄弱环节。据测定， 高层建筑所出现的冷桥约占整个热损失的5％一13％，因此，应引起设计者重视，采取有效构造措施尽可能避免产生冷桥。
另外，高层建筑护墙体耗能较大，占整个建筑耗能的25％左右。建筑的形体变化是建筑外露面积的主要因素之一，体形系数越大耗能越多，国外的一些高层建筑造成圆塔形，比如美国洛杉矶的好运饭店、法国戴高乐机场候机楼都是圆型或椭圆形，我们知道，相同的面积，圆的周长最短，这样使建筑外露面积较小。因此，基于能量损耗的考虑，高层建筑的形体变化不宜过多，也不宜复杂。
结束语
总之，我国高层建筑能源消耗巨大，蕴藏着很大的节能潜力，同时我国经纬度范围大，建筑所处地域的气候、温度、湿度等差异较大，这就为低碳设计带来了难度，因此建筑节能环保的技术探讨和研究对国家的长远发展具有重要的战略意义。
参考文献
【1】倪红．浅议空中庭园在现代高层建筑中的作用[J]．山西建筑，2007(8)．
【2】周烨恒，常荣杰．低技术化的节能建筑设计——被动式节能的应用[J]． 福建建筑，2009(1)．
【3】谢仰坤．高层建筑外部空间的设计理念探讨[J]．广东科技，2007(3)．