高层建筑设计中绿色技术的应用

1、高层建筑设计中绿色技术的应用 摘要：在传统的建筑工程建设过程中，需要使用大量的自然资源，且会破坏环境和生态平衡，影响自然界的可持续发展。然而这样的传统建筑方式已经不能适应新时代对建筑低耗、节能的要求，现代化的建筑设计以节能环保为宗旨，致力于发展建筑设计中的绿色战略措施，努力使绿色建筑成为建筑行业在未来的发展方向。本文从高层建筑设计的发展趋势入手，谈谈高层建筑设计中绿色技术的应用。 关键词：建筑设计；绿色建筑理论；应用 中图分类号：TU2文献标识码： A 引言 随着经济的快速发展，人们的生活水平越来越高，人们对生活环境的要求也越来越高，为满足人们的居住需求，建筑工程在施工过程中，常使用大量的资源

2、，严重的破坏了自然生态环境。绿色建筑理论能有效的降低建筑施工对自然环境的破坏，节省资源，为人们提供良好的生活空间，绿色建筑理论在建筑设计中发挥着越来越重要的作用 一、高层建筑设计的发展趋势 我国是一个人口大国，即使资源雄厚，但经过人们无节制的使用与浪费，导致能源资源极度短缺，生态环境遭到了严重的破坏，引发能源危机。在这样的社会形势下，我们应当采取有效的技术对其进行处理，从而实现社会、环境、人口的和谐统一。建筑行业是能耗最大的行业，尤其是现代化高层建筑工程的不断涌现，更是加剧了环境的污染。要想保护生态环境，缓解能源危机，就需要我们将绿色环保理念引入到建筑工程设计当中，通过使用新能源、节能技术，充

3、分利用土地资源等，以此来避免能源资源的浪费，从而使高层建筑工程达到节能、环保的目的。 二、在建筑设计中应用绿色建筑理论的必要性 建筑工程消耗的材料、水资源、能源占总资源消耗的50%，在进行建筑施工过程中，会极大的降低农业用地，施工中产生的温室气体、氟氯化合物等有害物质会对空气、水资源等造成污染，对人们的生态环境造成破坏。绿色建筑理论不但能减少建筑施工对环境的污染、节省资源消耗、保护自然生态环境，还能有效的改善人们的物质文化生活，为人们创建更加健康的生态空间。随着人们生活水平的提高，人们对生态环境的要求越来越高，绿色建筑理论在建筑设计中也越来越重要。 三、绿色建筑技术体系设计理念 绿色建筑遵循可

4、持续发展原则，强调建筑与人文、环境及科技的和谐统一，是21世纪世界建筑可持续发展的必然趋势。真正意义的绿色建筑应全方位体现“节约能源、节省资源、保护环境、以人为本”的基本设计理念，所以绿色建筑应该是资源节约型、环境友好型和以人为本型的建筑。 节能能源：充分利用太阳能与光伏发电系统作为可再生能源，采用节能的建筑围护结构以及采暖和空调，减少采暖和空调的使用。根据自然通风的原理设置风冷系统，使建筑能够有效地利用夏季的主导风向。建筑采用适应当地气候条件的平面形式及总体布局。 节约资源：在建筑设计、建造和建筑材料的选择中，均考虑资源的合理使用和处置。要减少资源的使用，力求使资源可再生利用。节约水资源，包

5、括绿化的节约用水；雨水回收利用系统设计。 回归自然：绿色建筑外部要强调与周边环境相融合，和谐一致、动静互补，做到保护自然生态环境。 舒适和健康的生活环境：建筑内部不使用对人体有害的建筑材料和装修材料。室内空气清新，温、湿度适当，使居住者感觉良好，身心健康。 四、绿色建筑理论在高层建筑设计中的应用 1、室外风环境模拟分析 随着国家对于建筑节能以及绿色建筑发展的重视，室外风环境被越来越多的规范和指导文件所提及“关于加强新建民用建筑设计方案节能管理工作的通知” 中指出：“政府投资的大型重点工程其设计方案应进行气流模拟设计。单体建筑面积大于2万平方米的大型工程、建设用地面积大于10万平方米的居住小区，

6、其设计方案宜进行气流模拟设计，根据模拟结果优化方案以有利于自然通风，并应提供相应的模拟分析报告。” 在评判一个城市的发展水平方面，高层建筑可以说是城市整体发展水平的代表，是城市发展中的符号。因此，在高层建筑设计建模和空间组织的设计尤为重要， 其有可能会对地块内人行区的气流产生影响，形成再生风，严重时可能导致行人举步维艰；此外场地内的自然通风对于建筑节能和室外环境的舒适度也非常重要，如果通风不畅会严重阻碍风的流动，在某些地方形成无风区或漩涡区，不利于室外散热和污染物消散。 高层建筑的设计应基于绿色设计的理念，更少采用大型玻璃幕墙，最大限度地减少光污染。同时，还要注重减少高压风带和风口的形成，建筑

7、物周围人行区风速低于5m/s，并与现有的建筑物协调统一，让整体形成交错的关系，让这种关系更加有节奏感，才能让城市更加丰富多彩。 2、环境影响与保护 高层建筑促使城市的公共设施相对集中，减少了公共设施占地面积和总的建设量。但是与常规建筑相比，高层建筑的环境负荷要大得多，如果不能合理对建筑过程中产生的废气、废水以及废物进行处理，那么将会造成巨大的环境危害。高层建筑大部分都处于城市最繁华的地理位置，如果不对周围的噪声进行妥善处理，那么将会给室内的人员活动造成严重的影响。同时在施工过程中也要注意合理布置施工现场，主要保护水文环境及最大限度地降低噪声对环境造成的污染。 建筑物采用无毒、无污染、防火的新型

8、建筑材料。建筑布局充分利用自然采光和通风，废气采取定向收集统一排放。易产生噪声区域采取吸音及隔声等减噪措施进行处理。生活垃圾设置固定地点分类收集。对于施工废水，采用隔油、沉淀的处理工艺流程处理，生活污水采用地埋式有动力污水处理装置处理，施工废水和生活污水经处理达标后排放。对汽车行驶过程中产生的扬尘，采取对主要施工道路配备洒水车。施工时尽量选用优质低噪声设备，如打桩时不使用冲击桩，而选用静压桩，设备安装时，可采用隔振垫、消音器等辅助设施，并加强施工机械的维修、管理，以保证机械设备处于低噪声、高效率的良好工作状态。 3、围护结构的保温性能 在对高层建筑进行设计时，建筑的提醒、朝向、楼距、窗墙面积比

9、、窗户的遮挡措施不仅影响建筑的外在质量，同事也影响建筑的通风、采光和节能等方面的内在质量。因此，基于绿色建筑设计理念，应该提倡建筑师充分利用场地的有利条件，尽量避免不利因素。 发展高层建筑是为了高效利用土地资源，但是能源量的巨大消耗等问题也因此引发。当前和未来高层建筑的发展重点，是利用绿色技术最大限度地提高能源的利用率，以达到节约能源的目的。要尽量减少人工照明和空调的使用，充分利用天然采光及自然通风，采用有效遮阳等相关措施，提高建筑保温隔热性能，最大限度地降低能源的消耗。但由于高层建筑设计大部分采用玻璃幕墙，给遮阳系统的设计带来了一定的困难，因此在设计高层建筑时，我们往往会在建筑的主要朝向采用

10、一些水平固定遮阳措施，而东西向则会采用幕墙中置铝合金百叶帘系统，以有效解决遮阳问题。 4、雨水收集处理回用与节水 在高层建筑的运行和建设过程中，用水量是非常巨大的，所以采用高效的节水绿色技术，是整个高层建筑生命周期中的一个非常重要的环节。根据当地的水资源情况，科学合理、因地制宜地进行节水规划，如不同等级的用水要进行分别供应，采用阶梯式的使用方法。同时，为了提高用水效率，还需要采用节水的设备和器具以及节水系统，采用污水和雨水分流系统，合理对雨水回用系统进行运用；采用先进的雨水收集系统，对自然雨水进行合理的运用，减少地面排水压力，如对室内空中花园与室外绿化景观的浇灌及道路冲洗等，既可以减轻城市供水

11、系统的压力，又达到了节水的目的。 高层建筑生活给水系统分区合理，低区充分利用市政供水压力，高区采用减压分区时，不得多于一区，每区供水压力不大于0.45MPa。按用途设置用水计量水表，对厨卫用水、绿化景观用水等分别统计用水量。 5、可再生材料与可循环材料利用 高层建筑高耸挺拔，但对结构设计无疑是个不小的挑战，地震作用是决定选择其结构体系的关键。在绿色建筑中应采用耐久性和节材效果好的建筑结构材料。高性能混凝土、高强度钢等结构材料在这方面尤为突出。使用高性能混凝土、高强度钢可以解决建筑结构中肥梁胖柱问题，增加建筑使用面积。例如在钢筋混凝土主体结构中使用HRB400级钢筋，是满足设计要求的高性能混凝土

12、。 建筑中可再循环材料包含两部分内容，一是用于建筑的材料本身就是可再循环材料；二是建筑拆除时能够被再循环的材料。充分使用可再循环材料可以减少生产加工新材料带来的对资源、能源消耗和对环境的污染，金属材料(钢材、铜)、玻璃、铝合金型材、石膏制品、木材等均属可再循环材料，应大量使用，对于聚氯乙烯(PVC)等不可降解的建筑材料，则尽量减少。 选用可再生、可循环利用的建筑材料。采用新型的建筑体系。新型的建筑体系耐久性好、性能高、材料消耗低。使用废弃物生产的建筑材料以及原料消耗量较少的建筑材料。将施工中产生的固体废弃物分类处理并将其中可再利用材料回收再利用。办公室内采用灵活隔断，减少重新装修时的材料浪费。

13、建筑外墙可采用烧结煤矸石空心砖，可再循环建筑材料占总建筑材料的10%。 6、室内的环境质量 我们应该合理配置照明系统，充分对自然光进行利用，以达到创造舒适光环境的目的。设置室内湿度和温度的调控系统，优化建筑的供热性能，以达到创造舒适热环境的目的。采取有效地减噪声和隔音措施，要科学地划分空间以及平面布置，以达到创造安静声环境的目的。合理地进行室内通风，使用新型的装修以及装饰材料，进一步提高和保证室内的空气质量。由于高层建筑自身的特点，所以外窗是不可开启的，这就导致了新鲜空气无法进入建筑内部。针对这一问题，可以采用循环呼吸幕墙，同时安装诱导通风器，这样一来，利用智能控制系统，就可以让新鲜空气自由的

14、流入建筑中。 7、绿色照明系统设计 照明光源采用T8直管形三基色荧光灯、紧凑型节能荧光灯、金属卤化物灯为主。T5直管形三基色荧光灯和紧凑型节能荧光灯均采用高品质电子镇流器，既提高了功率因数，又降低了能耗。功率因数应达到0.90以上。金属卤化物灯采用节能型电感镇流器，带功率因数补偿装置，功率因数应达到0.90以上。采用的镇流器应符合该产品的国家能效标准。办公室灯具采用高光效铝格栅三管荧光灯具，灯具效率应大于60%。金属卤化物灯具采用配照型高效格栅灯具，灯具效率应大于60%。大空间办公场所利用室外自然光的变化自动调节人工照明照度，所控灯列与窗平行，采用光传感器监测自然光，控制与窗平行的灯列自动开关

15、，保证工作面得到设定的照度水平，节约电能消耗。多功能厅、大中会议室、门厅、各层小中厅及大堂等公共活动空间设置智能照明控制系统，通过调光或开关量控制满足不同功能的灯光场景控制需求，营造舒适的照明环境，既延长灯管的使用寿命，又有利于节能和管理，并通过通讯接口与楼宇自动化管理系统联网。按照汽车库照明节能设计规范DB34 T 1116-2009的相关要求，地下车库的行车道的弯道处，交叉口，临时检修点宜采用LED灯或节能型荧光灯；停车位，走廊，过道，楼梯间应采用LED灯。LED灯应具有保护罩，LED灯具的效率不应低于65（磨砂型），75（棱镜型）。 8、太阳能光伏发电 太阳能光伏发电系统由于其能源来自太

16、阳，取之不尽，用之不竭，同时由于太阳能光伏发电系统没有转动部件，没有噪音污染，基本无故障，比其他常规发电方式都要环保。可节省燃煤，减少温室气体CO2 SO2 NOx等有害气体的排放量，其节能减排效果是显著的，显示出较高的环境效益。建筑的朝向、室内布置等对日照效果、日照时间有很大的影响，因此，在进行高层建筑设计时，更要根据实际当地气候条件，合理的利用太阳能，确保建筑的日照效果。太阳光是一种纯天然、无污染的光源，在进行建筑设计过程中，要科学的运用太阳光，有效的减少建筑室内灯具的使用时间，从而节省电能的消耗。 太阳能光伏系统由太阳能电池，蓄电池，控制箱，保护装置以及用电负载组成。在主楼裙房上设置太阳

17、能电池板，直流配电柜，逆变器等。采用并网太阳能光伏系统，平时条件满足时，由太阳能发电来供电，当条件不满足时，自动切换到市政供电，并采取可靠措施，以免出现孤岛效应。景观灯选用LED光源，灯具防护等级为IP65. 9 、太阳能热水系统 根据目前我国可再生能源在建筑中的应用情况，比较成熟的是太阳能热利用，即应用太阳能热水器供生活热水、采暖等；以及应用地热直接采暖，或者应用地源热泵系统进行采暖和空调。 新建高层酒店等有生活热水需求的公建，安装太阳能热水系统，辅助热源为电。酒店太阳能集热器可设在裙房屋面上。地下室设热水机房，机房内设导流型容积式水加热器、热媒膨胀罐、集热系统循环泵、热水膨胀罐、热水循环泵、商用电热水器等设备。 新建高层居住建筑，安装太阳能热水系统，采用阳台悬挂式，每户阳台上设100L承压式储热水箱，自带辅助电加热，厨房预留燃气热水器进水管，方便住户入住后自行选择用电还是燃气作为辅助热源。 结束语 绿色建筑理论能有效的节省能源的消耗，促进建筑、社会、自然的和谐发展，绿色建筑理论在建筑设计中有十