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摘要：目前社会各界都在提倡节能减排、低碳环保，而高耗能和高污染的高层建筑建设现状，与国家号召的绿色、环保、和谐的低碳环保理念相违背。高层建筑设计使用低碳设计理念可以有效节约能源消耗，降低城市环境负担。本文分析了高层建筑设计中运用低碳设计理念的原因及意义，并提出了实用性应对策略。
关键词：高层建筑设计；低碳设计理念；策略
前言
低碳设计理念可以有效实现人与自然的和谐发展，并确保城市及生态环境间有效平衡。目前城市中的高层建筑建设，并没有注重低碳环保节能，资源浪费以及各种环境破坏的生态问题比较集中。在新时期的高层建筑设计过程中，应该将低碳、生态、环保、绿色作为全新的设计理念融入到工程设计中，实现城市建设、自然环境、人文生活的高度融合和统一。
一、高层建筑运用低碳设计理念的原因
城市建设中，利益的扩大化，使得寸土必争，较高的容积率，给城市带来诸多的问题，交通拥堵、城市人口集中，导致城市居民的生活环境质量降低。而短暂的设计周期，使得设计人员总是将更多的精力消耗在建筑应用功能或者是外部构造方面，没能有足够的时间关注城市建设中的环境保护。建筑设计节能意识较为弱化，高消耗带来的却是低效益。因此怎样把低碳设计理念运用于高层建筑设计中，可谓是目前建筑设计中亟待解决的问题关键。
二、高层建筑运用低碳设计理念的意义
人们时常忽视二氧化碳排放量，建筑行业可以说已经占到了50%以上，这明显高于工业及运输领域。低碳建筑也就是在整个建筑物体及材料或者是设备制造和施工建造使用期限内，提升效用及充分降低化石能源运用，以便于有效降低二氧化碳排放量。目前低碳建筑已经是国际建筑行业潮流理念。
其一，建筑能耗可谓是占到了社会总体能耗的三分之一，国内建筑能耗总量持续上升，此项比重过大，导致建筑能耗现已是国内经济发展关键方面，因此建筑设计方面急需进行改革，以便于尽快改善该现象。
其二，高能耗建筑比重过大从而加剧了能源危机。现阶段，国内已经建成的房屋大约是四百亿平方米，可谓是高能耗建筑且总量较为庞大，这也就势必会导致能源危机。近年来，建筑部门指出，国内建筑年消耗商品能源已经达到了3.8亿吨的标准煤，这就已经占到了社会总段能耗总量大约28%，建筑能耗的持续提升导致全国温室气体排放量持续增多。因此低碳环保建筑设计是一项能够处理该问题的有效途径。
其三，国内的建筑节能现状较为滞后。二十世纪七十年代所出现的能源危机之后，西方国家就已经开始研究且实行建筑节能技术，不过国内却将这问题忽视掉了。现阶段，国内建筑节能水平较为滞后。比如，国内诸多采暖地区相关围护结构热功能远远落后于和气候相近的西方国家。外墙传热系数仅仅是西方国家的3.8倍2，外窗大约是2.5倍，或者是屋面是3.9倍大约，门窗方面的空气渗透性才是大约4倍。所以和西方国家建筑能耗各个方面相比而言，我国还是存在较大差距。
三、低碳设计理念在高层建筑设计中的应对策略
1、建筑结构优化
建筑结构是建筑质量安全的关键，结构方案的科学合理性对建筑工程的节能减排，有何大的作用。通常，高层建筑主体结构材料是钢筋混凝土，通常会消耗大量水泥以及砂石等各类资源，但是在钢筋混凝土拆除时水泥以及钢筋是不可回收以及二次利用，这就加重了环境负担。钢结构形式可以很好的解决建筑材料回收利用这一问题，因此高层建筑应该尽可能的使用钢结构体系以便于降低材料方面浪费。
2、建筑位置和朝向设计对于低碳的影响
建筑位置及朝向往往是保障阳光照射面积的重要影响因素，合理的规划设计，能很大程度上降低建筑运行的二次投入费用。高层建筑可以说是一个极大的太阳能接收器，其建筑方位以及朝向之间的不同，均会在不同季节获得不同太阳辐射热能。高层建筑方位设计时是需要依据日照原理来安排建筑位置以及朝向，以便于确保建筑能够接受更多太阳辐射热能。再依据太阳辐射角度来绘制日影响图，以便于确定冬季日照时间，确保充足阳光时加大南向开窗面积，以便于降低北向开窗面积，从而得到较多的太阳光线且降低热损失。
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3、外墙技术优化
通常外墙是属于围护结构主体部分，能耗极大，占据建筑总能耗25%左右。钢筋混凝土框架结构其作用一方面是起到支撑主体的作用，另一方面还能实现保温和隔热功效，并且所运用的材料均是质地偏轻及保温隔热效果较好的材料。不过材料性质往往影响着外墙寿命，常见的保温材料有矿渣棉以及玻璃棉或者是聚苯乙烯泡沫等。不过因为结构较为复杂及抗震性能偏低，其所能够适应的范围较小，或者说还降低了外墙应用寿命，乃至于总体建筑使用期限。因此选用外墙材料时不止是要具备保温隔热效果，更是要具备抗震能力且结构紧密、性能偏高的材料，可以承受外部装置所带来的荷载量以及具有振动的凿刨装修等。高层建筑往往会出现冷桥现象，该现象出现会占据总体热损失7%左右，这在较大程度上制约了外墙应用功能，因此设计时务必要尽量避免存在冷桥。
围护结构材料布置通常是可以分为内外侧，一般在气温下降地区材料层次布置不同会获得不同的保温效果。为了能够充分预防墙体内部出现冷凝水，保温层务必要设置在外侧。在气温偏低地区所应用的页岩陶粒混凝土空心砌块或者是黏土空心砖以及实心砖复合墙体等方面，尽管是可以降低荷载量及保温隔热，因此就起到了很好的节能效果，所以新型外墙材料能够很好的起到保温效果，在现今的高层设计理念中应该得到更为广泛的应用。
4、新型技术开发
传统式技术中的苯板保温技术、陶土夹心墙建造技术和木结构填充岩棉等，均是降低了二氧化碳排放量，充分提升了环境保护力度，建筑设计中应该充分运用这类低碳技术。
陶土板的是一种空腔结构，在安装的过程中其背部会出现一定的空间，能够显著降低传热系数，因此整个体系具有很好的保温隔热效果，满足人们对于低碳环保的要求，降低建筑的能源损耗。陶土板还具有自洁功能，毛细和呼吸作用能够让水储存在内部的空隙之中，一旦气温升高，那么水膨胀呼出表面将灰尘一并带走。
木结构填充岩棉是以天然矿石等为主要的原料，经过高温熔融成纤然后加入粘接剂固化而成的建筑材料，具有非常显著的绝热个隔音效果，有效的降低能源的损耗。
研发新型技术，比如室外铺装中使用水体循环以及蒸发等方面原理，以便于充分降低热岛效应。充分运用雨水把雨水运用在景观灌溉等方面，这样能够充分降低城市耗水量。
5、可再生资源的应用
能源均是有限的，高层建筑设计中应该大量运用可再生资源，如加强光照以及地热和风能或者是生物能等各个方面的自然能源应用，充分降低能源浪费，降低石油化工等某些不可再生资源的运用以充分保护生态环境，确保可持续发展战略的实现。使用可再生资源应用于建筑领域中最成功的例子，如国家体育场、奥运村、奥林匹克森林公园都采用了地缘热泵的设计理念。
结语
所谓高层建筑设计的低碳理念，就是通过建筑结构、建筑朝向和位置、外墙结构和材料的使用等方面的优化、旨在全方位贯彻高层建筑设计的低碳设计要求，促使城市化建筑呈现着可持续发展战略，把低碳设计理念有效渗透至高层建筑设计中，真正意义上落实节能减排、低碳环保。
我国地理位置千差万别，不同地区的温度、湿度等气候条件差异比较大，这也就给低碳规范化标准设计带来了一定难度，因此在高层建筑的设计过程中应该根据当地的气候、地质、环境等因素综合考虑。
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[4]刘海鸥.探析高层建筑设计中的低碳设计理念[J].价值工程，2013（2）.
论文作者:潘振昌
论文发表刊物:《基层建设》2015年21期供稿
论文发表时间:2016/3/28
标签：建筑论文; 低碳论文; 高层建筑论文; 设计理念论文; 外墙论文; 材料论文; 能源论文; 《基层建设》2015年21期供稿论文;