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摘要：在城市化进程不断推进过程中，对高层建筑设计的要求越来越高，而低碳设计理念的融入和应用也符合建筑行业的发展方向，产生了极其深远的影响。在高层建筑设计中，要想确保取得高质量的建筑设计水平，取得良好的设计成效，就必须要高度重视低碳设计理念的应用这一问题，将两者结合在一起，使之成为协调的统一整体，加大生态环境的保护力度，将低碳、环保理念在高层建筑设计中充分体现出来，满足可持续发展需求，赢得人们高度的满意度，为人们创建健康、舒适、安全的生活环境，实现人与自然的和谐共处。本文主要针对低碳设计理念在高层建筑设计展开深入研究，以供相关人士的借鉴。
关键词：高层建筑设计；低碳设计理念；应用
引言
在高层建筑设计中融入低碳设计理念，对于我国社会的可持续发展具有很高的价值。通过低碳设计理念，可以在很大程度上节约社会资源的消耗，降低了城市环境污染程度，提高了开发商的经济利润。但在实际应用中，由于地区的温度，湿度等差别，给高层建筑的低碳标准化设计带来极大的困难。因此，城市的高层建筑要想实现低碳设计，还需要加大对其研究的力度，创造人类社会环境的和谐发展。
1低碳设计理念概述
低碳设计理念是现代建筑业和社会能源发展的必然产物，是一种现代的建筑理念。低碳设计理念主要是对各种能源进行科学合理的重组和合并，不断提高资源的利用效率，加强环境保护的能力。另外，在此理念下，不断开发新型的，天然的能源，降低对人体的伤害程度，将建筑住宅的环保性能进行提升，降低资源和能源的消耗和浪费，保证资源实现可持续发展。
2低碳设计理念在高层建筑设计中应用的必要性
近年来，我国的建筑能耗的数量快速增加，给我国人们与经济的生存和发展带来一定的限制。低碳设计理念的出现在很大程度上缓解能源消耗过大的情况。低碳环保的建筑设计可以很好的解决这个问题，将低碳设计理念充分运用到高层建筑设计中，才能实现能源的可持续发展。
3低碳设计理念在高层建筑设计中应用的原因分析
第一，在社会总体能耗中，建筑能耗占据着较高的比重，我国建筑能耗的总量呈现出明显的上升趋势，在能源总体消费量中，已经上升至28.5%。根据相关资料显示可以看出，在城市化进程不断推进过程中，建筑耗能比例上涨至38%，由较高的建筑耗能可以看出，严重限制着我国经济发展，所以必须要高度重视建筑设计这一问题。
第二，现阶段，我国已经建成房屋面积约为400亿㎡，大部分属于能耗较高的建筑，存在着极大的能源安全隐患。根据了解发现，截止到2017年10月份，我国建筑年消耗商品能源共计4.05亿吨标准煤，占据全社会终端能耗总量的32.4%，而在建筑用能增加的影响下，全国的温室气体排放已经高至28%。而低碳设计理念的应用可以有效解决这一问题。
第三，一直以来，针对建筑节能这一问题来说，我国与发达国家之间存在着极大的差距。比如说，外墙的传热系数是发达国家的4倍，外窗最高可达3倍，屋面在6倍左右。现阶段，我国的采暖耗能是发达国家的1.5倍，所以必须要对这一问题给予高度重视，不断提高我国的建筑节能水平。
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4低碳设计理念在高层建筑设计中的具体应用
4.1加强低碳技术的应用
在高层建筑设计中，基于低碳设计理念，必须要加强清洁能源的高效利用，其中，代表的产品有太阳能热水器和光伏发电系统等。其中，对于太阳能热水系统来说，主要是指对太阳光产生的热量加以利用，将水加热，满足电能使用的节约目标，并为人们生活带来一定的便利。而对于光伏发电，作为新型技术之一，主要是指实现了光能向电能的迅速转变，在高层建筑施工中，设置光伏电池板时应充分考虑当地光照时长及强度，尽可能大地发挥光伏发电的优势，并且在建设微电网时优先考虑使用光伏发电。同时，基于低碳设计理念，风能使用也得到了充分体现，要加强建筑通风系统的合理设计，通过自然风实现对建筑室内空气的有效流通。而且在建筑屋顶中，还可以加强无动力通风设备的应用，有效调节风速和风流，在风能使用的带动下，将空调的使用程度降至最低，满足节约电能这一目的。
4.2优化建筑布局和朝向设计
①不管是高层建筑还是普通建筑，都必须要对位置和朝向等问题进行深入分析。在高层建筑设计中，明确提出了对高度的要求，所以必须要准确把握建筑的位置和朝向，给予高层建筑充足的采光。朝向选择的原则是使建筑物冬季能获得尽可能多的日照，且主要房间避开冬季主导风向，同时考虑夏季尽量减少太阳辐射得热。如处于南北朝向的长条形建筑物，由于太阳高度角和方位角的变化，冬季获得的太阳辐射热较多，而且在建筑面积相同的情况下，主朝向面积越大，这种倾向越明显。建筑的最终朝向的确定除了受日照和通风两个主要因素影响外，还受到地形、相邻建筑的关系、道路景观效果等影响。当然，不同地区的温湿度和光照条件是不相同的，在建筑位置和朝向的具体设计中，还要对这些因素进行深入分析。
②在城市规划设计过程中，还要对建筑朝向问题进行充分考虑。一般来说，朝向的不同，建筑所受到的阳光辐射和热损失也存在着较大的不同性，在实际建筑方位确定中，相关设计人员要对环境实际情况进行考虑。通常来说，建筑朝南窗户面积可以适当增大，而要控制在朝东、朝北的窗户面积，避免热损失现象的出现，并创建舒适的室内环境。
例如：以山东省某一建筑项目为例，众所周知，山东省属于暖温带季风气候，夏天主要以东南风为主，在建筑物周边的阳光照射时间过长的情况下，通过热传递会大大增强室内温度，空调的使用程度普遍高涨，这与低碳设计理念是严重不符合的。因此，在建筑总平面设计中，建筑朝向的最佳位置为东偏南15°方向，进而对于降低建筑物室内温度是极为有效的，实现建筑低碳环保目标。
4.3优化围护结构墙体设计
在围护结构中，外墙发挥的作用不可小觑，高层建筑的围护结构与砖石结构房屋之间的区别比较大，高层建筑的围护结构一般为钢筋混凝土框架或剪力墙结构。现阶段，围护结构的保温材料大都在内侧和外侧等位置进行布置，在寒冷地区中，由于材料层次布置不相同，保温效果也存在着一定的差别。在寒冷地区，要想避免出现墙体内产生结露，保温层设置在外侧更为适宜。
同时，复合墙体由于框架梁拉、建立起的嵌入，墙体内极容易出现冷桥现象，保温、隔热性能并不显著。根据测定可以看出，对于高层建筑出现的冷桥，最高可占据整个热损失的13%左右，所以相关设计人员必须要予以高度重视，将出现冷桥现象的概率降至最低。而且高层建筑外围护墙体的耗能比较显著，占据总建筑耗能的25%，对于建筑出现形体变化进行分析，是建筑外露面积的重要影响因素，在体形系数较高的情况下，耗能程度也越来越高。
结束语
在我国高层建筑设计中，可持续发展理念的融入是至关重要的。其中，低碳设计理念得到了广泛的应用，这已经成为建筑行业内部共同关注的话题之一。基于低碳设计理念视角下，加强高层建筑设计，可以不断提高能源资源利用效率，将环境破坏程度降至最低，将低碳设计理念的优势和作用充分彰显出来。
参考文献
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[2]哈歆.高层建筑设计中的低碳设计理念探析[J].绿色环保建材，2017（02）：35.
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[4]孙慧.高层建筑设计中的低碳设计理念探析[J].江西建材，2017（01）：25.
论文作者:廉占军
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第35期
论文发表时间:2019/4/15
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