高層建筑節能與建筑設計的淺析

文/劉紅芳 無錫世茂房地產開發建設有限公司 江蘇無錫 214000

高層建筑節能與建筑設計的淺析

文/劉紅芳 無錫世茂房地產開發建設有限公司 江蘇無錫 214000

隨著我國經濟的高速發展，高層建筑的節能設計在節約資源的同時，還能改善居民的居住環境，從而有利于人們的身心健康發展。本文對當前高層建筑節能和建筑設計存在的問題進行淺述，并提出了節能措施。

高層建筑；建筑節能；建筑設計；實施

引言：

當今社會中，建筑業應屬能源消耗的領頭者，因此，在能源供求矛盾不斷升級的今天，如何解決高層建筑節能問題已經成為了頭等大事。在高層建筑設計中應充分考慮建筑的節能問題，創新節能措施，為建筑業的持續發展做出貢獻。對高層建筑的節能設計也意味著新型節能材料的開發和節能設備的使用，其更能有效地促進經濟的發展和進步。

1.高層建筑節能與建筑設計的問題

1.1 高層建筑能耗高。我國建筑業的能耗占能耗總量的1/4以上，其中高層建筑耗能要高出6～8倍，高耗能、低效率的問題普遍存在于整個建筑業中。

1.2 能耗監測設備不完善。高層建筑的相關氣候參數會由于建筑高度的不同而產生差異，因此高層建筑的高耗能也是一個不爭的事實，當建筑高度高于100米后，只有太陽輻射是基本不變的，除此之外的所有氣象參數都會發生很大的變化。據氣象有關部門資料顯示，地面的風速主要取自地面高度10米處的地方，如果地面的風速是2米/秒，那么按照風速指數規律計算得出，在100米的高空處，風速將會達到3米/秒，溫度隨高度的升高而會有明顯的降低，一般情況下，每升高100米，溫度會降低0.6～1.0℃，這個變化也就意味著建筑會移到一個2級氣候區。目前國內的建筑能耗模擬軟件均不能體現出高度對氣象參數的具體影響，更不能反映建筑因高度的變化而對表面熱交換能力的影響，這也就意味著無法準確地計算建筑物的能量消耗，所以節能設計便成為空談。另外，目前能耗模擬設備的計算能力所限，高層建筑中的計算對象規模遠遠超出了設備的計算能力。

1.3 高層建筑節能的標準還存在一定的局限性。建筑節能設計標準所能約束的節能技術并不能完全適用于高層建筑，例如，高層建筑無法應用標準中的遮陽、通風等技術規定，節能標準是根據整個建筑進行制定的。目前，我國建筑節能設計執行《公共建筑節能設計標準》，該規定并不能滿足現今高層建筑的新技術問題，若強行執行標準，那么建筑節能設計的技術將會存在很大程度上的不足。

1.4 高層建筑節能和建筑設計的制定考慮不足。高層建筑節能和建筑設計只局限于建筑節能目標的50%，這種設計并不符合國家的長遠發展要求。對某一建筑制作節能設計時，應綜合考慮當地技術能力、經濟能力，并結合國家建筑節能長遠的發展要求，進而制定出具有可行性高的節能設計，此節能設計才能充分體現出建筑行業的進步。

對于上述高層建筑的節能問題，已經引起了國內外建筑界的關注，僅憑國內的設計能力無法解決，目前，有大量的外國建筑公司介入國內的重大項目的節能設計計劃，但是外國建筑公司制作的節能設計由于沒有考慮氣候資源、技術能力、經濟水平等，導致建筑建好后存在很多的隱患。

2. 高層建筑節能與建筑設計的實施

2.1 建筑位置和朝向的節能設計。根據調查資料顯示，高層建筑中有三分之一的電力消耗用于照明，而太陽巨大的能量棄之可惜，所以更多地采用自然光將會使電力消耗降低換，陽光對人的身體有很大益處，采取自然采光的方式是實現節能目標的重要途徑之一。在進行建筑設計時，應使建筑盡可能多的接受到太陽光，也就是說，設計的關鍵是應用日照的原理，合理確定好建筑位置及朝向，建筑的方位與節能有著直接的關系，我們可以根據太陽的高度角做出日影響圖，以此確定冬季的日照時間，對于寒冷的地區，我們要用太陽光線來減少熱損失，從而使室內溫度盡可能的舒適，綜上所述，建筑在采光充足的條件下，東北向窗盡可能小而南向的開窗面積要盡可能大點。

2.2 建筑物外圍的節能設計。建筑物的外圍主體是墻體，高層建筑的墻體是剪刀墻結構，承重或鋼筋混凝土框架。建筑對熱量的消耗與保溫材料的性能有直接關系，高效輕質的保溫材料更能使高層建筑物達到保溫、隔熱的效果。由于單一的保溫材料的保溫效果并不理想，所以目前更多的是應用高效保溫材料和承重材料組成的復合墻體進行保溫隔熱，外保溫復合墻體已經成為未來建筑節能方面發展的主流。

2.3 外窗節能設計。外門窗的能耗占建筑總能耗的比例較大，而且它是建筑能耗散失最薄弱的部位。建筑節能中合理的通風設計會大大降低空調的使用率，進而可以達到節約資源的目的，有效的利用自然通風對建筑節能有相當大的意義。高層建筑的風壓較高，這會使門窗的開啟難度大大增加，在建筑節能設計中需綜合考慮各方面因素，合理設置門窗的開啟方式，從而能夠確保在任何情況下都擁有良好的通風效果。

控制住宅窗墻的比例，盡量提高外門窗的氣密性和本身的傳熱量，提高保溫性能，減小建筑外門窗洞口的面積，減少冷風的滲透。合理利用雙層玻璃窗，其有很好的保溫節能作用，對窗型應通過設置空氣間層從而提高窗玻的保溫能力。建筑內外空氣的交換主要通過門窗進行，房間的氣密程度是影響換氣次數的主要因素，縫隙越小滲透量越小，換氣次數少，也就是說能耗越少。雙層玻璃窗的外窗和內窗間隔5厘米左右，中間的空隙可以儲備一定的熱量，給實現節能目的創造了有利的條件。

2.4 房頂的節能設計。目前，屋頂的保溫和防水設計是獨立的個體，具有單一性。對于建筑的屋頂可以用性能穩定、輕質且高強的保溫材料做保溫層，其不吸水，而且還可以長久應用，若在它的上面加上混凝土，還可以防止其干燥和老化。聚酯彈性體、噴涂聚氨酯硬泡屋面保溫防水一體化技術也能起到保溫、隔熱、防水一體化的效果。

3.結語

高層建筑在城市節地、提升城市形象、拉動社會投資、擴大旅游和商貿活動等方面有其獨特作用，普通建筑與之相差甚遠，因此近年來我國經濟實力雄厚的地區竣工、在建和擬建的超高層建筑如雨后春筍，高層建筑節能對國家來說是緩解能源緊缺的大事，是一項系統的龐大工程，涉及范圍比較廣泛。近年來高層建筑的大量興建，如何加大高層建筑節能已成為當務之急。我們只有齊心協力，才能將大力推廣節能建筑這項造福子孫后代的事業做好。

[1]閆海仙.工業建筑節能研究[D].太原理工大學,2012.

[2]袁海生.高層建筑節能設計探討.江西建材，2012,(02).

[3]劉斌.建筑設計中的建筑節能措施淺析.中國房地產業,2015,(07).