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（哈尔滨工业大学建筑设计研究院 黑龙江哈尔滨 150090）
摘 要：高层建筑设计环节是体现设计思想和价值取向的重点环节,在提倡节能和环保的社会共识中,高层建筑设计实现低碳理念是设计工作的重要方向,也是高层建筑设计工作实现自身变革和提升的主要途径.该研究从高层建筑低碳设计工作出发,研讨了低碳理念对高层建筑设计的重要价值,结合高层建筑围护结构、风环境、建筑选址等关键部位设计,提出了低碳理念应用高层建筑设计的要点,希望为行业提升高层建筑低碳设计水平有所帮助.
关键词：高层建筑 低碳设计 低碳理念 围护结构 风环境 建筑选址
中图分类号：TU972 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）04（b）-0081-01
低碳发展是当今社会的发展途径和发展策略,在这样的共识和认知条件下,建筑设计要将低碳理念落实在关键环节与关键要点之上.高层建筑设计是当前设计工作的热点和焦点,应该在高层建筑设计中全面体现低碳理念,在把握高层建筑设计发展大方向的同时,利用设计工作独特的优势提升整个行业与社会低碳发展的层次和水平.应该在高层建筑设计的具体工作里正确认知低碳理念的价值,要从高层建筑的重点能耗和结构设计环节入手,强化高层建筑围护结构、风环境、建筑选择等方面的低碳设计,突破传统建筑设计的高能耗和高排放障碍,构建高层建筑设计的精品.
1. 低碳理念对高层建筑设计的重要价值
建筑行业能耗占据社会总能耗一直处于占比较大的地位,特别是城市化发展逐步加速,生活和生产水平提升的背景下,我国建筑能耗的占比在2013年已经上涨为30.14%,成为能源消耗和碳排放最大的行业.在促进建筑行业发展和改善人民生活的综合发展目标社会环境中,建筑行业能耗和碳排放成为一道难题,发展离不开能源消耗,人民生活改善需要提高碳排放,而过高的能源消耗和碳排放反过来会导致环境的恶化和生活质量的下降,形成了相互关联、相互嵌套的复杂矛盾.建筑设计是控制建筑能耗和碳排放的关键性工作,在建筑设计中体现低碳思想在今天已经刻不容缓,应该立足于建筑设计的主要部分——高层建筑设计工作,通过低碳理念的全面渗入和体现构建高层建筑低碳设计的新形式,在发挥高层建筑集约化和规模化优势的前提下,控制能耗的迅速扩大,降低建筑行业碳排放的持续增加,取得人们生活改善、环境重建、产业振兴等综合的平衡点,在提升高层建筑低碳设计水平的同时,做到对社会、行业共同进步的加速发展.
2. 低碳理念应用高层建筑设计的要点
2.1 做好高层建筑围护结构设计
首先,应该做好高层建筑围护结构的布局控制,一般在严寒区域选择高层建筑的外部保温维护结构,在南方可以根据高层建筑的风格和功能选择内外结合的保温维护结构.还应该做好高层建筑维护结构的材料控制,应该选择质地较轻的外侧保温复合材料构成高层建筑围护结构.当前的围护结构材料存在着以下几方面的缺点：整体性能较差、易松散、抗震能力比较差、不能承受装修时或凿或刘时的震动（刹斧石面层预留洞槽易出现冷桥）、不能承受外部装修贴挂荷载（贴石材、安装装饰构件）、墙体的表面很容易出现裂纹.根据浏定结果,高层建筑中出现的冷桥大约要占总体热损失的5%～13%,正因为如此,这点非常受到设计者的重视,要采用有效的构造措施尽量使产生冷桥的可能性降到最低.除此之外,高层建筑外的围护琦体消耗能源会比较多,大概占总体建筑能耗的25%.建筑外霉面积很主要的一个因素就形体变化.形体系数越大耗能也会越多,所以国外的很多高层建筑在设计时会设计成圆塔形.像是法国戴高乐机场的候机楼、美国洛衫矶的好运饭店,都是设计成了圆形或者椭圆形.众所周知,圆的周长在相同面积的所有图形当中是最短的,这样能够使建筑的外寡面积尽可能的小.所以说,为了减少能源损耗,高层建筑的形体变化不能太多,也不要过于复杂.
2.2 综合考虑高层建筑的风环境
风环境对于高层建筑的能耗有着直接而重要的影响,在春夏季节里空气流动会带来高层建筑室内外空气的交换,进而实现对室内空气、湿度的调节,这有利于降低高层建筑的能耗.在冬季高强度的风力会带来高层建筑室内热量的损失,进而导致高层建筑能耗的增加.在高层建筑的特殊部位由于低温,在风环境湿度过高的情况下会出现高层建筑结构冷凝水和渗水问题,不但影响高层建筑的寿命,而且也会增加高层建筑的能耗.高层建筑设计中要考虑到风环境正反两个方面的影响,利用风环境中的积极因素做到对高层建筑能耗的控制,降低高层建筑的碳排放；移植和规避风环境中的不利因素,做到对高层建筑节能和减排目标的保证.在具体的高层建筑设计中应该结合风环境,建立起相互遮挡、相互掩映的新结构,使风力按照有利于高层建筑节能减排目标实现的方式流动,做到低碳理念在高层建筑设计中的深层次应用与体现.
2.3 改善高层建筑的选址
建筑选址是高层建筑设计的重要问题,要充分认识到地理环境对高层建筑的影响.应该在高层建筑设计中根据日常光照原理,以低碳理念为中心,准确选址高层建筑的方位,确定高层建筑的朝向,避免高层建筑之间出现遮蔽,使高层建筑最大数量和最大范围接受更多的日光照射.在具体的设计里应该以夏季和冬季太阳的入射高度和角度为基础,控制高层建筑选址,做到夏季高温条件下日照量的最小化,做到冬季低温条件下日照量的最大化,以此来控制高层建筑对温度调节时能源的消耗,在充分保障室内的舒适性和宜居性,做到对低碳目标的保证.
3. 结语
在低碳环保和绿色减排的社会共识条件下建筑设计要遵循节能和低碳的理念,特别在高层建筑设计工作中更应该时间低碳的思想,明确高层建筑低碳设计的策略,通过高层建筑选址、维护结构创新等低碳设计方法,将低碳设计作为高层建筑设计的核心思想加以执行,在提升高层建筑设计水平的同时,将高层建筑节能、高层建筑减排等具体目标做到全面落实,构建高层建筑低碳设计的新体系,以适应建筑设计和社会发展的潮流.
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高层建筑引用文献:
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