高層建筑設計中節能技術的應用

摘要：在我國，首先，應當樹立以人為本的觀念，在建筑設計中，應當充分考慮社會的需求，使建筑產品用之于民，回歸自然，在保護環境的前提下，建設與社會發展水平相適宜的人性化建筑，建筑節能技術是一門跨學科、跨行業、綜合性和應用性很強的技術，如何將節能技術科學合理地應用在高層住宅建筑項目中，這已經成為許多從事于建筑行業人士研究的重點。

關鍵詞：建筑設計；建筑節能技術；高層住宅

經濟的快速發展，離不開能源的強力支撐，隨著我國科學技術的不斷進步，建筑業的發展也越來越迅速，在保證工程建設快速發展的前提下，同時也需要對能源消耗進行有效地控制，加大對建筑節能技術的開發和應用，不斷地創新新材料、新工藝和新的管理模式對工程建設提供支撐，盡可能減少能源消耗，這樣既能解決能源短缺的問題，又能保證經濟的快速發展。

1 節能技術在高層建筑中重要意義

據統計，在建設行業中所耗能量約占社會總耗能的40%，同時建設行業中二氧化碳的排放量也占總社會二氧化碳排放量的40%左右。因此，在工程建設中如何節能減排是目前擺在我們建設行業面前的現實問題。而在工程實踐中，我們作為設計企業應當從工程建設源頭開始就該貫徹國策，發揮應有的社會責任更要責無旁貸。這就需要我們進一步提高認識，積極主動地進行技術創新，充分將各項綠色節能技術應用到工程設計實踐中去，并在這方面作出我們設計企業應有的努力和貢獻。

由于高層住宅建筑具有體型大、容積率高、占地面較大及緊鄰市區等特點，設計人員應當注重對生態環境的保護，在不影響住宅建設標準的前提下，盡可能的采用建筑節能技術，降低高層住宅建筑的能源消耗，避免好大喜功，一味注重建筑形態和使用功能而造成能源的浪費。

首先，在高層住宅建筑設計階段，不能忽視周邊環境，過分追求容積率，需要考慮日照因素的影響，保證建筑開窗面積具有一定的日照程度，對于東向和北向的窗可以適當的縮小，通過吸收更多的日照光線，降低熱損失，保持室內溫度環境控制在合適的范圍。在滿足日照的條件、通風適宜及用地面積允許下，盡可能地放大建筑住宅建筑。

其次，室內穿堂風應當充分被考慮在平面設計階段，在不影響室內空間的情況下，利用自然通風進行室內降溫。立面設計階段應當盡可能地減少外墻的凹凸面，通過住宅形體的改進，結合合適的建筑體形系數，減少熱量的損失，在設計過程中，盡可能不選用凸窗、大面積幕墻窗、落地窗及轉角窗等對節能不利的設計。

2 國外高層住宅建筑節能技術應用狀況

2.1圍護結構墻體節能設計

對于高層建筑圍護結構保溫，國外普遍推廣采用混凝土空心砌塊復合保溫層技術。如：美國研制開發了TB型保溫隔熱復合砌塊；波蘭采用咬合式保溫砌塊，兩塊組合成320厚墻體，在空心砌塊內填入高效保溫材料；芬蘭研制的一種空心砌塊，在空隙之間填入聚胺脂保溫材料。采用這種復合保溫層，具有保溫效果好、高強度的特點，這樣就控制了輕質復合材料墻體的一些缺點。混凝土空心砌塊在歐美國家覆蓋率已經達到了五成左右，通過應用這種材料改善圍護結構的保溫性能，是各國在建筑節能中普遍采用的主要措施。

2.2室內環境節能設計

在歐洲發達國家，已經提出了控制室內通風量的“房屋呼吸”概念，即控制通風量，使室內外形成正負壓差，保證新鮮空氣能將室內污濁空氣排出。從70年代初期開始，節能的需求發展到了一個新的高度，熱量回收系統應運而生，直至80年代初，“智能性房屋呼吸系統”開始進入室內設計中，這樣不僅優化了空氣質量，還降低了住宅能耗。目前，“房屋呼吸系統”在歐洲已經普遍應用起來。對于北歐地區，室內設計時更注重熱量回收系統，通風管將各個房間的空氣過濾收集起來，并回收其中的大部分熱量，設在屋頂部的風機將污濁的空氣抽出排放，這種技術應用在集合式多、高層住宅中更顯優勢。

2.3潔凈能源應用

在國外，主要開發的新能源包括太陽能、核能、風能、地熱能等，其中以太陽能應用最廣。國外已開始嘗試太陽能集熱式墻體的研究，其原理是利用透明絕熱材料吸收太陽能，通過兩層保護性玻璃和中間透明塑料體復合制成這種材料，可利用太陽能的效率達到30%。目前，生物氣候學已經被研究應用于高層建筑節能設計中，它將被動式低能耗技術與氣候氣象數據結合，通過塑造建筑外形、選擇合理的材料等措施，使用電器設備或系統來降低能耗。

3 國內高層住宅建筑節能技術應用狀況

3.1建筑屋面節能技術：首先，運用架空板隔熱屋面，在做好的防水層層面上，架設平板通風隔熱層，通過設置通風屋脊、設置進風口等，避免太陽直射屋面，通過隔熱板和屋面之間的空氣間層來隔熱和節能。其次，通過合理地種植來綠化屋面，在城市建筑中，屋面綠化可以降低建筑能耗，不僅可以增加綠化面積，還減少溫室氣體的排放，改善城市氣候環境。

3.2外窗系統節能技術：隨著科學技術的發展及新材料的不斷更新，玻璃、窗框材料及構造技術都有了質的變化，例如中空鍍膜玻璃和斷橋窗框等的應用。首先，通過使用雙層玻璃窗或者多層玻璃窗，可以降低外窗系統導熱系數，使冬季采暖能耗得到降低，可以達到節能效果。其次，塑料窗的應用也越來越廣泛，其導熱系數更低，具有良好的熱工性能，保溫隔熱性能好。另外，可采用吸熱玻璃，它能夠吸收大量的紅外線輻射，且保持光線不受影響。最后，選用新型的密封材料，包括聚硫橡膠類彈性密封材料、硅酮類高彈性密封材料、聚氨酯類彈性密封材料，這些材料具有彈性高、粘結性好、適應性強且密封性好等特點，能夠加強窗體的保溫、隔熱性能。

3.3建筑外墻保溫技術：EIFS建筑外墻外保溫防水產品已經廣泛應用高層住宅建筑中，其主要有EPS自熄型聚苯乙烯板材、底涂粘結劑、丙烯酸飾面和玻璃纖維網格布組成，不僅有自重輕、施工方便等特點，還兼備了剛性材料的強度和柔性材料的塑性，具有良好的防水防裂作用。

3.4屋面的保溫節能技術

由于屋面直接與外界直接接觸，建筑物的節能設計也要列為重要考慮因素。屋面可以建立隔離層來實現節能的功能。屋面可以采用種植屋面、倒置式屋面、通風屋面、蓄水屋面三種方式來進行保溫節能設計。

（1）種植屋面是在屋頂栽種植被形成屋頂花園，具有較好節能和生態效果。植被自身具有的光合作用、蒸騰作用和呼吸作用，可以產生強熱吸收，起到保溫隔熱的作用。

（2）倒置式屋面是將保溫層設在防水層之上的一中方法。由于屋面蓄能量較小使得室內的熱交換相對較小，是一種較好的節能屋面形式。

（3）通風屋面是帶有空氣間隔層的屋面結構形式，我國夏熱冬冷地區和夏熱冬暖地區多采用這種通風好，散熱快屋面。

（4）蓄水屋面是在屋面上貯存水層達到隔熱作用的節能技術，因為水會在蒸發時吸收大量熱能，隔離夏季屋面熱量的傳導，起到隔熱效果。

3.5采暖的節能設計

在建筑設計中，考慮到采暖的節能設計，可以從以下幾方面進行考慮：

（1）使用一切條件促進輻射熱進入室內。

（2）考慮輻射各層面減少輻射熱的消耗。

（3）可以通過減小溫度差、導熱面積、導熱系數或著增加材料厚度（材質相同時）等方法來抑制導熱損失。

（4）從風勢、開口部位和縫隙以及冷風的性狀諸方面來抑制對流熱損失。

（5）通過對建筑造型和材料的選擇來充分利用積蓄的熱能。

4 結語

高層住宅建筑節能技術的發展還很落后，建筑節能技術的應用包含了多方位的體系，需要加快發展速度。節約能源是我國的基本國策，建筑節能是國家節能工作的重要組成部分，我們要接見節能建筑的成功經驗，加強國內的技術研發力度，引進先進的設計方法，使我國的建筑設計逐漸走節能化的可持續發展的道路。