超高层住宅的绿色建筑设计方法研究

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YAN JIU

JIAN SHE

超高层住宅

的绿色建筑设计方法研究

Chao gao ceng zhu zhai

de lv se jian zhu she ji fang fa yan jiu

叶蓓

超高层建筑，指的是高度在100m 以上或层数在40层以上的建筑。该类建筑在设计上，重点要解决三个问题：一是住宅和城市的关联，处理好城市功能、高密度人群、公共交通之间的矛盾；二是环境压力大，可能对周围环境产生不良影响，例如交通堵塞、幕墙光污染、热岛效应等；三是空间使用效率，超高层住宅的核心筒、标准层面积比例高，会影响空间质量和租用效率。以下结合实践，探讨了绿色理念在超高层住宅设计中的应用。随着城市化进程加快，超高层建筑数量不断增多，成为城市发展的重要标志。新形势下，超高层住宅设计中融入绿色理念，才能推动城市可持续发展。本文首先指出超高层住宅绿色建筑设计的研究现状，然后阐述了绿色设计的原则、流程、发展趋势和方法，最后结合工程案例进行分析，以供参考。

一、超高层住宅绿色建筑设计的研究现状1.国外研究现状

在国外，绿色建筑的发展时间长，其中生态建筑的创立者和倡导者，是马来西亚的著名建筑师，而且出版了多部专著，例如《绿色摩天大厦》《设计结合自然》等，深入分析了绿色建筑的理论和设计要点。在欧美发达国家，相继建立了绿色建筑评价体系、综合环境评价体系，颁布了低能耗建筑设计施工方案。这些文件的出台，为绿色建筑设计提供了坚实基础。

2.国内研究现状

在国内，绿色建筑的起步晚、发展时间短，虽然目前颁布了一些标准、法规、评价体系，但整体上处于初级发展阶段。近年来，随着城市化发展速度加快，超高层建筑项目增多，推动了绿色建筑的研究工作，代表成果如《绿色建筑技术导则》《中国生态住宅技术评估手册》等。此外，也有学者通过实地调查，概括了特定地区内绿色建筑的设计策略。

二、超高层住宅绿色建筑设计的原则、流程、发展趋势1.设计原则

超高层住宅的绿色设计，就是在建筑的全寿命周期内，

实现节水、节地、节材目标，建筑的设计、施工、使用，能减少环境污染，提高使用效率，实现建筑和自然的和谐发展。超高层住宅在绿色设计时，应遵循以下原则：①协同性。绿色建筑是一个系统，和外界环境密切相关，各个组成要素应协同作用，实现高效、优化、可持续运营。此外，绿色建筑是多个学科相交叉，不仅涉及主体多，还需要硬科学和软科学共同支撑。②地域性。绿色建筑设计，应该结合当地的地理气候、资源、经济、人文等特征，严格执行绿色建筑的设计规范和评价标准，确保因地制宜。③高效性。相比于普通建筑，绿色建筑的突出特点是资源能源利用效率高，可减少水资源、土地资源的消耗，避免产生污染，减轻对周围环境的干扰。④自然性。绿色建筑的设计和施工，应注重保护生态系统，维持原生态基质、廊道、斑块的连续性；针对退化和受损的生态系统，采取修复重建措施。⑤经济性。绿色建筑设计期间，不能单纯考虑绿色要素，还要兼顾经济指标，提高设计方案的投入产出比，促使主动式节能技术、被动式节能技术相配合。⑥进化性。绿色建筑的设计，应考虑到技术更新和持续性，采用弹性设计策略，为后期升级换代预留出载体和接口，保证新系统和原设施协同运行。

2.设计流程

第一，在规划阶段，根据建设用地面积，初步确定主动节能、被动节能的比例和功效，通过经济性分析，评估是否符合施工需求，并确定设计方案。第二，在可行性分析阶段，全面了解建筑信息，结合市场价格，判断设计方案是否可行。然后以设计方案为准，具体安排人、机、料和工艺技术，预估设计成果。第三，施工图深化设计阶段，进一步明确绿色建筑的要求、标准，对各项数据进行量化分析，实现设计方案的优化。第四，节能申报阶段，由专业咨询公司对绿色设计方案进行评估，准备相关材料，开展专家研讨会。第五，施工阶段，熟悉绿色建筑的设计方案，科学编制施工流程和规则，指导现场施工作业。

3.发展趋势

超高层绿色住宅的发展趋势，一是功能复合化，垂直布置各种功能，实现生活、办公、商业活动的联动，提高

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带来的孔洞，从而减少原材料的消耗量。

四、工程案例分析1.概况

珠江新城N5-1地块项目（现名为汇悦台）见图1，位于广州市中央商务区珠江新城东南部，南面为珠江一线江景。该项目为舒适型的滨水居住小区，总用地面积为31983m 2，总建筑面积为226628m 2，共有6栋38～40层住宅塔楼和附属建筑，建筑高度141.75～150米。

2.总体设计

本工程设计充分注重利用景观资源，结合地形，突出人居环境与自然环境、社会环境、科技发展之间的整体有序、协调共生理念。住宅沿基地内周边正向江面弧形展开布置，壮阔江景，坦荡大气，所有户型为南北向或偏南北向，

图1 汇悦台总平面图

创造出100%的江景户型。最大限度地发挥本项目独特的地理优势，形成海天一色、气势磅礴、天人合一的室内外景观与环境。在设计中精心打造生活自然化，自然艺术化，追求现代都市生活的最高境界。

本项目充分考虑岭南的气候条件，总平面布局上，采用接近南北向的行列式布局，南北楼距开阔，首层架空层高11m，结合自然风、微气候、海绵地面，突显绿色节能。通过园林绿化及水池喷泉的设计改善小区的微气候，减少硬质铺装，增加绿地面积，加大渗流系数，绿地广场的坡向有组织排水设计可为景观水池补充部分水量，节水环保；下沉式园林给地下一层带来充足的阳光和新鲜空气，使整个小区的通风采光环境十分良好；采用结构空腔堆高绿地，设计溶洞园景，营造趣味的自然体验空间，同时也减轻了结构荷载。抬高局部园林绿地标高，隔离了周边道路带来的视线和噪声干扰，利用软景观与硬景结合的景观手法，为居民提供可居、可观赏的大型园林。

3.单体设计

住宅大部分南北向或偏南北向，充分利用夏季穿堂风，通风效果良好，利用自然环境减少建筑的能耗。每栋塔楼

设有多个户型组合，灵活多变。空间上从下到上叠加不同户型平面：一层两户、一层一户、两层两户复式、两层一户复式等单位，创造出多维的住宅空间。配合平面户型的改变，设备管线和柱子做了相应转换，厨卫布局紧凑，在平面转换楼层只需在局部设置1.4m 高的设备夹层，其他位置空间高达4.9m，为空中观景平台提供了良好的空间感受。

为实现景观最大化，结构设计上进行了优化，建筑边、角位置设置少量框架柱，周边均采用悬挑结构，最大限度地减少结构构件对建筑立面效果的影响和视觉阻挡，获得最开阔的观景视野；结合分户墙设置适量的剪力墙，所有剪力墙均布置于房间内侧，共同形成带少量框架剪力墙的结构体系，充分利用“T 字形”的结构特性，形成结构最高效的抗侧力体系，在保障结构安全经济的同时，获得了超高的建筑使用率和良好的经济效益。

4.建筑立面和材料

本工程主体立面均采用了玻璃幕墙系统，风格简洁干练，现代流畅，挺拔的建筑形态，宽阔的江景阳台，俯仰之间，美景尽收眼底。建筑外立面玻璃门窗采用中空隔热隔音钢化LOW-E 玻璃，减少太阳辐射，以达到节能效果。外立面上有大量阳台、门廊和金属格栅，有助于夏季空调节能。为减少夏季太阳辐射，通过水平和竖向构件形成阴影，在建筑的南向以水平遮阳为主，东、西向采用水平加竖向的遮阳构件。内隔墙采用陶粒混凝土轻质砌块，平屋面部分采用挤塑聚苯板隔热层，均为轻质高强的隔热性能良好的绿色建材。根据岭南地区的气候条件，屋面采用局部架空结合绿色花园+露台、绿墙/绿屏+生态墙，布满植物的建筑屋顶有效地提高隔热能力，降低热岛效应，更好地吸收二氧化碳和其它污染物。

5.设计成效

本项目全面使用已超过三年，项目从设计伊始，就遵从绿色与节能环保设计的原则，于2015年5月获得美国绿色建筑委员会和绿色建筑认证协会颁发的LEED 绿色建筑新建筑类别银奖，建筑具有平均节能24%~50% ，二氧化碳排放平均降低33%~39% ，用水量平均降低40%， 固体废弃物平均减量70%等优点。本项目是超高层住宅绿色建筑设计的一次有益的尝试。

五、结语

超高层建筑是城市化发展的标志，绿色设计应遵循协同性、地域性、高效性、自然性、经济性、进化性的原则。文中从形态设计、表皮设计、基底设计、节能设计四个方面，介绍了绿色设计理念在超高层住宅中的应用，并结合工程实例进行分析。希望为类似工程提供经验借鉴，推动城市可持续发展。

（作者单位：广东省建工设计院有限公司）