摘要：当前，我国建筑节能的设计重点正在向高层住宅建筑设计里的低碳设计理念方向发展，这样能够促进我国能源的可持续发展。本文对建筑节能里的低碳设计理念进行了阐述，通过对高层住宅建筑之所以需要低碳设计原因作出分析，让我们更了解高层住宅建筑低碳设计理念的重要性，从而对高层住宅建筑设计中运用低碳设计理念的有效策略进行分析。
关键词：高层住宅建筑；低碳设计理念；运用；朝向；系数
引言
低碳建筑属于绿色建筑的一种，其本质含义是在保证建筑质量以及建筑基本运用功能的基础上，减少建筑建设和运行过程中的能量损耗，在提高能源利用率的同时，降低二氧化碳的排放量，缓解当前全球变暖现象，实现节能减排、保护生态平衡的目的。低碳建筑理念的具体体现在两方面，分别为低碳建筑材料和低碳建筑技术，所以，当前建筑行业内的新型建筑材料和建筑技术层出不穷，既促进了建筑行业的健康发展，又能够为人们提供高质量的室内环境，对于推动社会可持续发展的实现具有重要意义。
一、低碳设计理念
随着全球气候变暖、能源危机问题的不断加剧，节能环保逐渐成为人们最为重视的问题，同时伴随着科学技术的逐渐发展和进步，越来越多的环保手段与技术被研究出来，所以与建筑设计相关的工作人员有必要将节能环保的手段与技术运用到高层住宅建筑设计里。而我们所倡导的低碳设计理念就是将先进的节能环保手段和技术运用到高层住宅建筑设计之中。通过这些手段，能够较少对不可再生资源的消耗，达到节能减排、保护环境的目标，同时实现建筑设计与自然环境的和谐统一。
其次，低碳设计理念还能做到能源的优化组合。通过对新型能源的合理利用，可以达到保护自然环境的目的，通过运用有关环保技术实现对燃料设备的重造，同时在一定程度上降低对矿产资源等不可再生资源的耗费。
再次，低碳设计理念需要运用天然材料。在进行高层住宅建筑的内部设计时，所使用的建筑材料以及装饰材料不能危害人体健康，因此需要尽可能地使用天然建筑材料。另外在使用石灰、油漆、木材等建造材料之前，相关人员一定要完成对材料的质量检测，防止所使用的建筑材料中具有有毒、有害物质，危害使用者身的体健康。
最后，低碳设计理念能够节约资源，在建筑设计及选材时，相关设计人员需要以降低对建筑资源耗费、增加对资源使用率为设计选材标准，做到资源的有效配置和充分利用，尽最大努力做到建筑结构优化，尽可能减少资源浪费及资源的可再生利用。
二、高层住宅建筑需要低碳设计的原因
2.1建筑设计中所涉及的“碳”
在全球二氧化碳排放总量里面，建筑行业的排放量占到了50%，
远超运输领域和工业领域，是一个不可忽视并且亟待解决的现象。低碳建筑是指在整个建筑建成的过程中，从建筑材料、设备制造到施工建造的生命周期之内都要注意尽量减少化石能源的利用，提高能源利用率，降低二氧化碳的排放量。现如今低碳建筑不仅在我国，更加在国际上都成为了主流趋势。
2.2高层住宅建筑需要低碳设计的原因
高层住宅建筑一般自身的容积率比较高，互相之间的距离比较近，并且体型庞大，所以建筑的透光性一般较差，会形成很大面积上的阴影区。这样的设计最终导致市中心的人口过多，交通堵塞，使人们的居住环境变差。这样的建筑设计者一般注重建筑的外部构造和使用功能，通常不会注意低碳环保设计这一环节。这就是建筑设计者的环保节能意识比较浅薄，导致大量的能源材料浪费，进而影响了建筑的使用效率，造成了高层住宅建筑高消耗、低收益的情况。综上所述，高层住宅建筑中实施低碳设计理念是非常有必要并且优点很多的一项举措。
三、高层住宅建筑设计中运用低碳设计理念的策略分析
3.1考虑建筑的布局问题
住宅群体布局中有两种最典型的布局模式：行列式与自由式布局，如图1。以后出现的其他多种布局形式均为这两种模式的演化及组合。在具体规划设计时，两者对产生的住区空间关系也不一样，行列式布局产生的空间关系比较有序、规整，而自由式布局则能创造出丰富的住区内部空间，最主要的是两者对住区环境造成的通风状况有非常大的差异。行列式布局会造成风通过建筑，在其背风面造成巨大的涡流区，将对人的室外活动产生极大的不良影响。特别是在规划布局小高层住宅建筑时，仅仅考虑到日照间距会使南北两栋住宅产生过大的间距，造成住区空间的浪费。如果将住宅采光首选标准定在只要太阳方位角满足日照需求的时候，自由式布局将带来极大的好处，在满足日照要求的同时，利用建筑左右前后的错位，节约了大量的土地，并且使得室外来流方向与建筑呈现不同的角度，能使得住区内风环境均匀分布，创造适合人体活动的风环境状况。实验测定，风向与建筑夹角在30~60°的时候，夏季室内穿堂风顺畅，且风速较均匀。
图1行列式与自由式布局图
3.2调整建筑位置朝向
在城市规划当中，需要在对日照原理充分把握的基础上做好建筑方位以及朝向的准确选择，保证每一栋建筑都能够更好地接受来自阳光的照射。根据朝向的不同，建筑所受到的阳光辐射以及热损失也将具有一定的差异，在实际建筑方位确认工作中，设计人员需要做好环境情况的考虑。根据太阳高度角对太阳的影响范围进行计算，以此实现冬天日照时间的确定。通常情况下，建筑朝南窗户面积应当尽量大一些，而朝东、朝北的窗户面积则可以稍微较小，以此在实现太阳能较多吸收，减少热损失的情况下保证室内环境的舒适性。
3.3降低建筑体型系数
在高层住宅建筑总能源消耗中，外部围护墙体所消耗的能源比重是比较大的，一般会占到总消耗能源1／4，所以，通过降低建筑体型系数，可以减少建筑外露面积，实现能源节约的设计效果。在利用低碳理念设计高层住宅建筑的时候，需要尽可能地将建筑形体简单化，减少所用建筑构件以及外露面积，降低建筑使用过程中的能源损耗。圆形或者椭圆形因其自身周长较短，所以建筑的外露面积就比较小，而能源消耗相对也会较低，已经被广泛运用与低碳建筑设计中。
3.4改善围护结构的墙体设计
（1）建筑外墙是围护结构的主体，而高层住宅建筑的围护结构还跟普砖石结构的不一样，高层住宅建筑围护结构当中是靠剪力墙结构或钢筋混凝土框架来承重和支撑的。因此，为了达到保温隔热的目的，并且尽量减轻自身负重，围墙结构的填充材料要尽量采用高效且质地轻盈的保温材料。广州地区运用低碳设计理念的高层住宅建筑，在建筑围护结构设计上，均采用了外墙内保温技术，或石材干挂外立面。窗户玻璃多采用中空Low-E玻璃，屋面均采取以挤塑板做保温层的倒置式屋面技术。
（2）高层住宅建筑围护的墙体一般是不提倡采用聚苯乙烯泡沫板或者岩棉板等质地比较轻的保温材料作外侧保温。一幢高层住宅建筑至少有几十年到几百年的使用寿命，对于材料的选择当然也要能够匹配的上建筑的使用寿命。对于质地比较轻的外侧墙体保温材料来说，缺点是显而易见的：容易松散、整体性能比较差、难以承受建筑装修时的各种刨或者凿的震动，即抗振性能比较差，剁斧石面层的预留洞槽时容易出现冷桥，承受不了安装装饰构件、贴石材的时候的贴挂荷载，此外，墙体的表面还很容易就出现裂纹。
3.5建筑物的新能源利用和采光设计
各种可再生的自然能源常常被用于低碳建筑设计中，近年来新能源的发现，生物能源研究利用也促进了建筑的发展。其中太阳能在建筑上的主要运用就是光伏发电和太阳能热水系统，而太阳能热水器是大家再熟悉不
过的了。除此之外，风能也被有效利用，节能建筑中为了保持空气新鲜往往利用自然风来调节室内的空气流动，这样不仅节能的同时有助于身体健康，还降低了空调的使用率。建筑采光是十分消耗能源的，但是采用天然导光技术，借助玻璃纤维，就可以将自然光引入地下建筑，用作建筑用电。为了节约能源，减少室内照明的耗电量，建筑设计师们因地制宜，从实际出发，科学的设计门窗的位置方向，合理的选择建筑物的走向，不仅能够延长日光照射时长，而且还最大限度的增加了采光面积。冬季主导风的方向是建筑物外表面应该避开的，并且建筑物之间应留有合适的间隔。
四、结束语
低碳建筑已经逐渐成为国际建筑中的主流，这类建筑不仅具有低碳、节能的特性，对于发展可持续经济更有着至关重要的现实意义。为了为人们建造更加健康舒适的住宅，设计者们应不断学习，掌握先进的科学理念和低碳施工技术。
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论文作者:林桂华
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/25
标签：建筑论文; 低碳论文; 高层住宅论文; 设计理念论文; 建筑设计论文; 能源论文; 布局论文; 《基层建设》2019年第6期论文;