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高层建筑设计中的低碳设计理念研究

莫宏毅

山西交通实业发展集团有限公司,030000

摘要: 随着社会的不断发展与进步,对建筑物提出了更高的要求。在高层建筑的设计中,越来越多地采用了低碳的设计思想。低碳设计思想就是在建筑设计、建设、运行、维护、拆除等各个环节,最大限度地降低对环境造成的污染和资源消耗,从而实现节能、环保和可持续发展。在高层建筑中引入低碳设计思想,可以改善其节能、环保、舒适等性能,更好地适应人类居住的需要。
关键词: 高层建筑设计;低碳设计理念;策略分析
DOI:10.12721/ccn.2023.157002
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1绿色低碳理念的含义

绿色低碳理念是基于可持续发展理念的背景下提出的,主要是指利用新能源,替代传统的生产形式,从根本上降低温室气体排放量,为后续经济发展和生态环境保护的可持续性发展奠定基础保障。绿色低碳经济形式主要是建立在低污染、低能耗和低排放的基础上,为人类工业文明可持续发展注入了动力。绿色低碳理念的实质是降低生产生活所耗用的能量。以碳排放量为衡量单位,通过降低总能源消耗的使用,提高可再生能源的使用比例,减少生产活动对环境的消耗性影响,减缓生态恶化。该理念的主要核心就是采用新能源技术,该理念使人类社会发展的思想观念发生了巨大变化。随着城市住宅建筑的发展升级,行业逐渐将绿色建筑理念融入住宅小区的规划和设计中。在建造特定住宅小区建筑时,要求其基本的内涵是,通过最大限度地开源节流,使能耗、环境问题得到最大程度减缓,人、环境和建筑之间实现可持续共处。因此,绿色住宅小区建筑设计和规划需要对各种自然条件进行规划利用,最大程度提升资源的实际使用率。在实际住区规划和设计的工作中,主要在绿色住区的规划、设计、运营使用等方面将绿色低碳理念充分展现出来。这个过程中,需要对环境气候、阳光、自然风、区域水环境、地形地质场地条件、市场开发条件等进行充分考虑和系统性协调,确保每个阶段能源实现最大程度节约,为居住者营造一个更加健康化、安全性和舒适性的生活环境,建设绿色住区,使居住者在日常居住中实现低碳。

2在高层建筑设计中的低碳设计应遵循的原则

2.1低碳设计应遵循建筑结构优化的原则

在高层建筑设计中,选择合适的建筑结构形式是降低碳排放量的关键。对于不同的建筑形式,我们需要综合考虑结构的稳定性、经济性以及对环境的影响等因素。例如,在地震多发地区,采用钢筋混凝土结构能够提高建筑的抗震能力,减少地震造成的损失。而在一些非地震区,木结构或混合结构可能更为适合,能够减少建筑材料的使用和碳排放。

提高建筑结构的节能性能也是重要的原则之一。我们可以采用一些先进的技术,如保温隔热技术、热桥断热技术等,减少建筑的能耗。同时,合理设计建筑的采光和通风系统,优化建筑的能源利用效果。

2.2低碳设计应遵循节能技术应用的原则

在高层建筑设计中,节能技术的应用是实现低碳设计的关键。首先,我们可以通过采用节能设备和系统来降低建筑的能耗。例如,采用高效的照明设备和节能的空调系统,能够有效减少建筑的能耗。同时,合理设置节能开关和自动化控制系统,能够实现能源的智能化管理和优化利用。

利用可再生能源是实现低碳设计的重要途径。例如,利用太阳能、风能等可再生能源,不仅可以减少对传统能源的依赖,还可以降低碳排放量。我们可以通过安装太阳能光伏板和风力发电机,将这些可再生能源转化为电能,为建筑提供清洁和可持续的能源。

3制定在高层建筑设计中地低碳设计的策略

3.1优化设计高层建筑结构

建筑结构是高层建筑的骨架,对于实现高层建筑的低碳设计至关重要。在高层建筑设计中,通过优化建筑结构可以减少建筑材料的使用量,降低能源消耗和碳排放。建筑结构的优化主要包括结构材料的选择、结构形式的优化以及建筑设计与施工的协调。

在选择结构材料时,应优先考虑可再生、低碳的材料,如木材、钢材等。木材作为一种天然可再生资源,具有低能耗、低碳排放的特点,因此在适应的条件下可以优先考虑采用木结构。钢材作为一种高强度材料,可以减少结构中的重复净空,提高空间利用率,同时还能通过回收利用减少资源消耗。此外,还可以考虑使用混凝土等材料,但需要注意选择绿色环保、低碳的混凝土制品。

在结构形式的优化方面,应从结构刚度、承载能力和抗震性等方面进行考虑。通过合理的结构布局和构件尺寸设计,可以降低结构自重,减少材料的使用量。同时,还可以采用新型结构系统,如框架-剪力墙结构、框架-筒体结构等,以提高结构的整体性能,并减少材料的浪费。

建筑设计与施工的协调也是建筑结构优化的重要环节。在设计阶段,需要与结构工程师密切合作,充分考虑结构的施工可行性,避免设计上的不合理造成施工困难和材料浪费。同时,在施工过程中,需要进行严格的质量控制,确保结构施工质量达到设计要求,减少结构的材料浪费。

通过建筑结构优化的方法,可以实现高层建筑的低碳设计目标,减少碳排放,提高建筑的能源利用效率,从而实现可持续发展。

3.2合理使用节能技术

节能技术是高层建筑低碳设计的另一个关键方面。通过合理应用节能技术,可以减少建筑的能源消耗,降低碳排放量。在高层建筑设计中,常用的节能技术包括建筑外墙保温、采光与遮阳措施、高效空调系统等。

建筑外墙保温是一种常用的节能措施。合理选择外墙保温材料,如岩棉、聚苯板等,可以有效降低建筑外墙的传热系数,减少能量损失,提高建筑的保温性能。同时,还可以通过合理设计外墙的厚度和结构,减少外墙的能量传递,进一步降低能源消耗。

采光与遮阳措施是实现高层建筑低碳设计的重要手段。合理地采光设计可以减少建筑内部的照明需求,降低能源消耗。可以采用天窗、阳台、中庭等设计手法,引入自然光线,减少人工照明的使用时间。同时,还要考虑建筑的遮阳措施,如百叶窗、窗帘等,用于调节室内的自然光线,提高室内的舒适度和能源利用效率。

高效空调系统是实现高层建筑节能的关键。可以采用新型节能空调设备,如变频空调、地源热泵等,以提高空调系统的能效比。同时,还可以通过合理的管道设计和空调房间布局,减少管道的长度和阻力,提高空调系统的运行效率。此外,还应加强空调系统的智能控制,根据不同的室内环境和使用需求,灵活调节空调的运行模式和参数,实现能源的合理利用。

通过建筑结构优化和节能技术应用,可以实现高层建筑的低碳设计目标。这些方法不仅可以降低碳排放量,减少能源消耗,同时也可以提高建筑的舒适性和可持续性。高层建筑低碳设计的研究和应用,对于促进建筑行业的环境可持续性发展具有重要意义。

4结束语

综上所述,当前,能源和环境问题已经引起了广泛的关注。随着社会和经济的飞速发展,人们对能源的需求也越来越大,尽管国家不断加强环保工作,但仍然面临着一系列的问题。建筑工程能耗高是一个非常突出的问题,根据有关统计资料表明,其能源消耗已经超过了全社会的1/3,因此,当前我国工程建设面临着严峻的挑战。为从根源上解决这一问题,国家先后出台了一系列关于节能减排的管理策略和制度,以推动低碳经济的发展。

参考文献

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