浅谈我国高层住宅的绿色建筑设计
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摘要：高层住宅建筑是当今主要城市最普遍存在的建筑形式，是城市空间结构集中的产物。随着全球气候的变暖，世界各国对建筑节能的关注程度正日益增加。人们越来越认识到，建筑使用能源所产生的CO2是造成气候变暖的主要来源。在严峻的形势面前，对城市建设而言，节能建筑成为建筑发展的必然趋势，绿色建筑也应运而生。实施绿色建筑设计，显得至关重要。
关键词：住宅建筑；绿色建筑；建筑设计
中图分类号：TU2文献标识码： A 文章编号：
前言
所谓“绿色建筑”的“绿色”，并不是指一般意义的立体绿化、屋顶花园，而是代表一种概念或象征，指建筑对环境无害，能充分利用环境自然资源，并且在不破坏环境基本生态平衡条件下建造的一种建筑，又可称为可持续发展建筑、生态建筑、回归大自然建筑、节能环保建筑等。当今社会面临的能源供需矛盾以及如何提高能源利用效率等问题，为绿色节能建筑产业的发展提供了机遇。
一、绿色住宅建筑设计的理念
所谓绿色建筑设计是充分利用环境和资源所提供的条件，将生态策略应用到建筑设计中，采取相应的建筑技术和措施，创造出符合生态规律的建筑形态，从而创造一种崭新的、健康的、富于生气的居住的建筑模式。因此，我国绿色建筑设计应具备以下设计理念：
1.1 舒适化的设计理念
随着时代的发展和技术的进步，人们对生活和工作环境的品质要求也逐步提高，关注建筑功能的舒适性，以改善人们的生活工作环境，提高人们的生命质量成为建筑智能化的主要发展方向。高质量和高效率建筑环境的创造，始终应当是建筑创作的目标。健康舒适的环境概念是指：优良的空气质量，优良的温湿度环境，优良的光、视线环境，优良的声环境；应对的建筑设计方法：使用对人体健康无害的材料，减少VOC（挥发性有机化合物）的使用，对危害人体健康的有害辐射、电波、气体的有效抑制，充足的空调换气，对环境温湿度的自动控制，充足合理的桌面照度，防止建筑间的对视以及室内尴尬通视，建筑防噪声干扰，吸声材料的应用,节约平行交通（人车分流）互相不影响等等。
1.2 运用自然体系设计理念
高层住宅建筑设计中运用自然体系的目的是为了最大限度地获取和利用自然采光和通风，创造一个健康、舒适的人工环境。阳光和空气始终是人类赖以生存的物质条件。但照明和空调人工技术的普及和发展，使得自然体系的运用受到忽视，同时也对建筑环境产生了负面的影响。人们如果长期处于人工环境中易出现“病态建筑综合症”及“建筑关联症”，如疲劳、头痛、全身不适、皮肤及黏膜干燥等等。因此，在现代高层建筑设计中，应注重朝向及自然采光和自然通风与高新技术手段的结合。自然通风可利用现代空气动力学原理，采用风压与热压及二者结合等多种途径实现；在自然采光方面，保证良好的光环境同时，为避免直射眩光和过量的辐射热，可采取多种创新方式。
1.3 自我调节“生命体特征”理念
从高层住宅建筑的“生命周期”来看，从决策过程设计过程建造过程使用过程拆除过程，表现出类似生命体的那样的产生、生长、成熟和衰亡的过程。同所有生命体一样，高层住宅建筑应当具备自我调节和组织能力以利于自身整体功能的完善。这种自调节一方面是指建筑具有调节自身采光、通风、温度和湿度等的能力，另一方面建筑又应具有自我净化能力，尽量减少自身污染物的排放，包括污水、废气、噪音，增加中水回用，雨水收集循环使用，增加太阳能的使用等。
建立绿色的建筑系统是一项综合的复杂的任务，实际上, 建筑与自然环境的协调统一，一直都是建筑师探讨的课题。因此，在生态设计理念下，建筑设计时应注重营造完整的生态系统，注重建筑与自然生态的平衡，同时最大限度考虑建筑节能，具体思路如下：
2.1 注重生态高层建筑空间组合设计
高层建筑空间设计，要综合考虑到建筑空间的组合，庭院空间利用，工作场所的布局特征和空间的经济性问题。而生态设计要求空间分区应进一步考虑节能和舒适度的需求。建筑内部不同的空间对温度、自然光和景观的要求是不同的。如客厅，卧室对温度要求苛刻，其次是门厅、走道和楼梯交往空间等对温度的要求相对较低。因此交往空间可以作为内外环境的缓冲区，它的设定温度可以更接近室外，从而形成了室内外温差的梯度转换。这不但可以优化能源消耗，亦能减轻人们对室内外剧烈的温度变化造成的不适感。
生态设计对传统设计实践的发展是：从功能分区、动静分区进一步扩展到光、气、舒适度的环境缓冲分区。生态化设计在确定交通核位置时，不仅仅出于经济性和结构均匀性的考虑，也出于热工效应和环境舒适性的考虑。最有效的平面空间布置是东西向双核，南北为主朝向的模式。这样，电梯厅、楼梯和卫生间有了自然的采光和通风及朝外的视野。
2.2 强调建筑物生态化的结构体系
人类的建筑活动自古以来就在有意识或无意识地涉及生态问题，人类文明是在模仿自然和适应自然规律的基础上不断发展起来的，因此建筑创作需要不断地从自然界中汲取灵感。建筑结构形态对自然界的模仿不仅蕴含着高超的技术含量，而且还体现出极富张力的美学特性，采用与生长环境相适应的结构是最佳的结构形式。
2.3 做好建筑物的“表皮”生态设计
“建筑表皮”是指具有改变建筑室内外物理环境功能的建筑护结构，包括外墙、屋面和底层架空的楼板以及与其共同作用改变建筑室内外物理环境的附属构件，如遮阳设施、表面绿化等。建筑表皮作为内外空间的转换介质，通过室内外物质、能量、信息等交流对物理环境因子具有反射、吸收、透射和转换等作用，不同程度地改变建筑室内外物理环境的品质。建筑表皮所使用的材料及其构造方式不同，会对室内外声、光、热等物理环境产生积极或消极的影响。传统的建筑设计多关注表皮的装饰功能、视野以及表面视觉机理等的建筑学因素。而具有生态环境的建筑设计也会同时关注表皮的控制和支撑功能：关注太阳辐射热、自然光、风、人的生理舒适度、烟雾和有机化合物气体的污染等要素。
2.4 在建筑形态设计时应着重考虑生态与节能
绿色生态型建筑的形体应该是有利节能的。建筑师熟悉建筑形体系数与能量损失的关系。球体的形体系数最小，其次是圆柱体，再次是方柱体。形体系数是影响建筑热量得失的重要因素，建筑形体系数越大，传热损失就越大。较小的形体系数不但有利节能，还意味着潜在的围护结构建材的节约和优化。
三、设计实例应用
某建筑工程项目总用地面积112092.86m2，计容建筑面积370100m2。地下2层，地上住宅33 层，总高99.80m商业，配套公建，幼儿园1-3层。
见图1：
图1高层住宅建筑设计效果图
本工程建筑设计处处体现绿色生态节能和以人为本的建筑设计理念，具体设计要点如下：
3.1 空间组织及造型风格
a. 对于规划而言，建设空间最大化、建设集约化的内聚型小区。
本方案选用大围合、大院落的规划形式，力求打造出一个都市人的居家大花园，一个钢筋混凝土森林里的恬静绿洲，一个逃离城市拥堵和烦嚣的世外桃源。
以“空间的最大化”、“绿色的最大化”、“庭院的最大化”作为对人们渴求的回应。提供住户逃离城市拥堵和干扰的距离之美、开阔之美和独立之美。让空间不再需丈量、让绿色不再需吝啬。
b.住宅尽可能多的南北向布局，与主导风向垂直或在一定的交角（15度）之内，风压可作为实现自然通风的主要手段。并且尽量减少对视，营造超视距景观长廊。
c.建筑主要以高层住宅为主，再结合商业和公共配套。建筑风格以新古典主义为主，简练、流畅，在细部处理上注意比例尺寸的推敲，材质的虚实结合、色彩的和谐搭配，让建筑极富时代特征。结合小区内的景观绿化，设计凸窗和部分玻璃阳光室相呼应，使居住空间、环境空间相互渗透，内外交融。
3.2 绿化设计
针对住宅的使用要求，本项目合理的引入了休闲景观及体育设施两大类设施，并采取分区设计。通过景观的轴线转折和水景体系，勾勒出整体景观的主空间，并与带形的社区中心相结合，定义出了个性鲜明、空间丰富、导向性明确的主景观轴。而在各二级庭院内部则强调私密的围合空间，用自由形态的花木、灌木、藤架等，形成亲切的人性空间尺度，体现“无所不在的绿色体验”。小区道路遮阴率大于80%，室外透水面积大于45%。
住区的绿地率38%,公共绿地满足集中绿地的基本要求，面积不小于400平方米,人均公共绿地面积1.55平方。
所有草种、树种均选用无毒害、适应本地区气候、便于维护的品种。选用本土植物种类不少于60中，每100平方绿地上乔木不少于3株，灌木不少于10株。
从以上分析可以看出，本建筑整体布局与平面功能上强调了绿色生态设计理念，充分利用现有场地空间，最大限度满足建筑自然通风，并布置绿化景观的需要。
3.3 建筑节能多元化设计
高层建筑的能耗为一般建筑的数倍，这是个综合性的课题，节能设计是重点，主要包括：太阳能系统应用，选择低能耗的设备智能化的管理，有效利用自然资源和管理资源，使建筑和设备方面的寿命成本最小，减少污染并达到可持续发展。从建筑设计角度讲，群体布局单体设计、构造处理都是节能的关键。
3.3.1 运用建筑设计手法实现节能设计
本建筑在总体布局上，尽量做到南北朝向，在满足日照的同时，引导风向进入室内，利用自然调节室内温度，减少能耗。在单体设计上，按住宅建筑节能要求进行设计，各屋面主要保温层采用30 厚保温防水一体化材料屋顶40厚挤塑聚苯板，凸窗顶板采用30厚FT-BW无机活性保温隔热材料，导热系数0.96；门窗及幕墙的玻璃均为浅灰色L0w―E 中空玻璃，传热系数3.5w/m2・K，自身遮阳系数0.4～0.45。合理设计外窗开启扇，有效利用空气自然对流。幕墙外的竖向金属线条不仅能在视觉上形成强烈的韵律感，同时也是有效的竖向外遮阳。
3.3.2 运用技术手段实现节能设计
生活热水系统为太阳能热水器，所有用水部位采用节水器具。小区内设有雨水二次回收用于绿化用水和冲洗道路用水。公共场所照明采用高效光源，高效灯具和低损耗镇流器等附件，设置照明感应，定时等自控装置。水，电，燃气分户，分类计量与收费。
3.3.3运用绿色交通实现节能设计
周边配套设施齐全，能解决基本购物，饮食，医疗，减少出行；周边市政路配置公交站台，出行方便。设置非机动车道，提倡绿色出行。
四、结束语
总之，城市和建筑设计的绿色生态化是当今发展的必然趋势。然而建立绿色建筑体系是一个高度复杂的系统工程。需要科学技术的进步与建筑创造的相应发展，在设计过程中各工程师和建筑师的相互合作与共同努力，才能推动整个建筑学不断向前发展。