摘要：低碳建筑已逐渐成为国际建筑界的主流趋势，不仅仅因为低碳建筑设计具有低碳、节能、环保的特点，就中国而言，低碳环保设计对于发展可持续经济建设和节约型社会都有至关重要的现实意义。为了不断为人们创造健康舒适的生活居住环境，应掌握先进的科学理念和低碳施工技术。本文分别从高层住宅建筑低碳设计的必要性、我国建筑低碳设计的现状以及低碳设计的方法进行讨论和分析，以供参考。
关键词：高层住宅；建筑设计；低碳理念
前言
面临世界能源逐渐枯竭的严峻形势，低碳住宅建筑理念日益兴起，并开始在世界范围内得到应用，取得了不错的效果。然而住宅建筑是我国能源耗用的大户，住宅建筑中家用电器、天然气等的使用直接或间接产生的二氧化碳是我国二氧化碳排放的主要来源，因此通过低碳技术的应用，能有效地减轻当前人类发展对自然资源耗用带来的巨大压力，从而实现住宅建筑与自然环境之间的和谐统一。
1高层住宅建筑低碳设计的必要性分析
低碳建筑指的是在整个建筑物、建筑材料、设备制造、施工建造的生命周期之内，减少化石能源的使用，提高能效，使得二氧化碳的排放量尽量减少。高层住宅建筑需要低碳设计，这是因为高层建筑相邻较为密集，互相有所遮挡，而且自身容积率很高，体型庞大，会形成大面积的阴影区。这样的设计导致交通拥堵，市中心人口过多，使得城市居民环境质量下降。设计人员总是将过多的精力花在了建筑的使用功能和外部构造上，往往忽略了保护生态环境这一重要环节。建筑设计的节能意识淡薄，大量的浪费严重影响了建筑的使用效率，造成高消耗低效益。所以说，将低碳设计理念应用于高层建筑设计中，是当代建筑设计最急需解决的问题。
2我国高层住宅建设低碳设计现状
据相关调查研究显示，我国建筑行业的能源消耗总量在逐年上升，由此可见我国的建设技能和水平远远落后于环境类似的发达国家。主要是因为没有足够的节能意识，房地产开发商多追求利润，在设计中节省材料。比如在建筑中设计了窗户却不能开启，导致通风条件差、空气质量差。居住者只能通过开启空调来保证空气流通，从而造成了新的能源浪费。类似的不合理设计都导致了建筑耗能较大，环境污染严重。同时，低碳设计技术知识匮乏，设计人员对低碳设计的认识不够。建筑低碳设计是一个综合性的学科，需要很强的技术、管理知识。虽然国家已经推出相应的节能减排措施，但是在设计上缺乏主观意识，在操作上也受到了很大的限制。
3低碳设计理念在高层建筑住宅设计中的应用
3.1建筑物的新能源利用和采光设计
近年来，新能源不断开发，生物能源的不断研究和利用也促进着低碳建筑的发展。其中太阳能在建筑上的主要应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，这样在节能的同时有助于身体健康，还降低了空调的使用率。
建筑采光消耗较大的能源，通过利用天然导光技术，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，建筑师因地制宜，从实际出发，科学地设计门窗的位置及开启方向，合理地选择建筑物的朝向，不仅能够延长日照时长，而且还最大限度地增加了采光面积。冬季主导风的方向是建筑物外表面应该尽量避开的，并且建筑物之间应留有合适的间距。
3.2优化建筑位置及朝向设计
高层建筑在建设之前，首先要充分考虑到位置朝向，以最大程度满足房屋的日照要求。我国高层建筑容积率过高，没有充分利用阳光的辐射能量。高层建筑本身是一个巨大的太阳能接收器，建筑的方位、朝向不同，在不同季节会得到不同的太阳辐射热能。高层建筑需要根据日照原理，合理安排位置和朝向，保证建筑接受到更多的太阳辐射热能。还要根据太阳照射角度做出分析图，确定冬季每天的日照时间。在满足采光充足的条件下，增加南向房间的开窗面积，从而获得更多的太阳光线，同时减少北向房间开窗面积以减少热损失，充分保证室内温度一直保持在一个舒适的范围内。
3.3围护结构墙体设计
围护结构的主体是建筑外墙。对于高层建筑的围护结构来说，其承重是由剪力墙或钢筋混凝土框架来支撑的。所以说，围墙结构是续充材料，为了完成隔热保温的要求，而且减轻负重，需要采用质地轻且高效的保温材料。常用的保温材料包括征渣棉、玻璃棉、膨胀珍珠岩、聚苯乙烯泡沫等。但由于其结构复杂且抗震效果不好，应用范围并不大，还降低外墙使用寿命，甚至整个建筑使用寿命。所以还要选择抗震能力强、结构紧密、结合性好的材料，能够承受外部装置的荷载和有振动的凿刨装修。
围护结构的材料布置分为外侧和内侧。在气温降低的地区，材料层次布置不同也会得到不同的保温效果。为防止墙体内产生冷凝水，保温层应设在外侧。气温较低地区使用的页岩陶粒混凝土空心砌块、黏土空心砖与实心砖复合墙体黏土实心砖等虽然能够减轻荷载，保温隔热，但是缺乏相应的节能效果。此外，体形系数也是影响建筑外墙维护耗能因素之一，所以国外的很多高层建筑在设计时会设计成圆塔形。众所周知，圆的周长在相同面积的所有图形当中是最短的，这样能够使建筑的外墙面积尽可能的小。所以说，为了减少能源损耗，高层建筑的形体变化不能太多，也不要过于复杂。
3.4屋面设计
在整个住宅建筑的面积中，屋面所占的比例虽然不大，但是对顶层楼房的舒适度有着重要的影响，在顶层楼房的节能设计中具有十分重要的作用。首先，在屋面保温层材料选择方面不宜选择密度较高的保温材料，避免造成屋面厚度过大；其次，吸水率较大的保温材料也不宜在屋面上使用，这种材料会大大降低屋面的保温效果。目前，高效保温材料保温屋面、倒置式保温屋面等节能屋面已经在住宅建筑中得到广泛的应用。此外，很多建筑采用的种植屋面、遮阳屋面等也能够大大降低屋面的能源消耗。
3.5积极开发新型技术
传统的环保建造技术比如填充岩棉、陶土夹心墙等，这些技术由于采用特殊的材料，能够在一定程度上减少二氧化碳的排放量，因此消耗能源较低，可以有效保护环境。然而随着建筑形式的不断变化，我们也需要积极探索新型的低碳环保技术，比如在室外铺装过程中利用水体循环、蒸发等原理，减少热岛效应。另外，新型的能源控制技术也可以十分有效地减少能源的浪费。如建筑配套系统的合理设计中，雨水、污水分流系统的建筑设计很适用在非常容易干旱缺水的区域，将雨水回收进行再利用，可以用于灌溉花草、树木，将污水与雨水区别进行处理，从而有效节约自来水资源。
3.6要大量应用新能源、新材料
新能源、新材料的应用能够更好地达到低碳建筑设计的要求。应用可再生能源，在低碳建筑当中应该尽量减少非可再生能源的使用，多引用太阳能、地热能、风能、生物能等可再生能源，优化建筑的能源设计，实现建筑能源使用与自然能源再生的平衡；应用新型燃料，随着新型燃料研发的逐渐深入，烃、氢燃料使用技术逐渐成熟，在低碳建筑中可大规模普遍使用烃、氢燃料，以代替传统的煤气、天然气；应用余能使用技术，现在很多工业生产当中会产生一些余热、余能，这些能源如果不能充分利用可以说是极大的浪费，低碳住宅建设应该将这些能源充分利用起来，使所有能源都能得到最大限度使用。
4结语
总而言之，低碳建筑是由很多种技术合成的结果，需要和现代科技与时俱进，同时也需要建筑设计人员相互合作、共同努力，对科学技术、新材料以及生态学进行很好运用，加大低碳技术的应用，才能创造出低碳环保、利于生态环境和人们生活的建筑。
参考文献：
[1]宋勇，屈宁，任重海.低碳建筑设计探讨[J].内蒙古石油化工，2010（21）
[2]任乃鑫，蒋文杰，许佳.低碳建筑设计理念与技术[J].华中建筑，2010（09）