高層建筑節(jié)能設(shè)計(jì)研究

郝鵬

摘要：隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，高層建筑也不斷興起，但同時(shí)也帶來了一定的問題，例如在設(shè)計(jì)中無法保證較高的自然采光率無法保證室內(nèi)自然通風(fēng)效果等等，這樣不利于建筑的節(jié)能環(huán)保特性。現(xiàn)本文主要對高層建筑節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：高層建筑；節(jié)能設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TU972 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-3024（2017）05-49-02

前言

在當(dāng)今全社會(huì)已經(jīng)能夠深入認(rèn)識(shí)能源危機(jī)以及生態(tài)環(huán)境惡化的背景下，建筑行業(yè)因其一直以來的能源消耗居高不下的狀態(tài)，也得到了社會(huì)各界的關(guān)注，而高層建筑自身也應(yīng)當(dāng)對自身的節(jié)能技術(shù)提高重視，加大節(jié)能技術(shù)的研發(fā)力度，將建筑節(jié)能設(shè)計(jì)作為建筑行業(yè)的未來發(fā)展方向予以深入研究和探討。

1高層建筑中能源消耗特點(diǎn)

高層建筑在投入使用后，需要保證供水、供暖、照明、空調(diào)、電梯及飲食等多方面的正確運(yùn)行，這必然會(huì)存在著能源的大量消耗。通常情況下，辦公系統(tǒng)設(shè)備、供暖系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等運(yùn)行過程中都存在著能源的大量消耗，因此在設(shè)計(jì)時(shí)對建筑采光及通風(fēng)能力具有較高的要求，而且氣候條件對于高層建筑也具有較大的影響。在高層建筑設(shè)計(jì)過程中，如果只是單純的從建筑本身特點(diǎn)出發(fā)，來有效的降低能源消耗則不現(xiàn)實(shí)。特別是在當(dāng)前城市中高層建筑作為主要建筑形式，大部分高層建筑由于節(jié)能設(shè)計(jì)缺乏合理性，從而存在著高耗能的問題。為了有效的緩解資源消耗量大的問題，在充分的考慮節(jié)能技術(shù)的同時(shí)，還需要對自然環(huán)境條件進(jìn)行有效的考慮，選擇綠色建筑材料，通過科學(xué)合理的節(jié)能設(shè)計(jì).確保高層建筑能源消耗量的有效降低。

2高層建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)措施

2.1通風(fēng)設(shè)計(jì)

對于高層建筑而言，要實(shí)現(xiàn)節(jié)能通風(fēng)效果，最好的方法是將自然風(fēng)引入其中，而要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，就要對其進(jìn)行精心設(shè)計(jì)。首先要合理布局建筑內(nèi)部空間及其結(jié)構(gòu)形式，要盡可能的實(shí)現(xiàn)穿堂風(fēng)，加果高層建筑的外部體形為條形，則穿堂風(fēng)就較容易實(shí)現(xiàn)。但是若建筑外部體形為點(diǎn)式，則可以盡可能的利用窗戶設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)良好自然通風(fēng)。另外，為了能夠節(jié)能保溫，在設(shè)計(jì)窗戶時(shí)，可以采用雙層玻璃，這樣就可以盡可能的增大窗戶在墻體上占據(jù)的面積，為通風(fēng)提供更好的條件。

2.2外圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.2.1外圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料。針對目前高層建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料以實(shí)體圍護(hù)結(jié)構(gòu)和透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)為主的現(xiàn)狀，且基于高層建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)并非承重結(jié)構(gòu)，材料選取較為靈活的特點(diǎn)，對于實(shí)體圍護(hù)結(jié)構(gòu)，應(yīng)盡量選用導(dǎo)熱系數(shù)小的多孔，空心砌塊或加氣混凝土砌塊等，配合外墻外保溫和合理的窗墻面積比，腔制由外圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱帶來的能耗損失。對于處于寒冷地區(qū)與夏熱冬冷地區(qū)交界的城市，應(yīng)盡量減少玻璃幕墻的使用。當(dāng)實(shí)體圍護(hù)結(jié)構(gòu)達(dá)到保溫隔熱要求后，透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)遵循以下措施：盡量減少使用玻璃幕墻：控制合理的窗墻面積比，控制可開啟面積以組織通風(fēng)，選用節(jié)能的玻璃和窗框材料，注意控制密封性能。

2.2.2墻體外飾面。建筑外墻飾面是圍護(hù)結(jié)構(gòu)抵御外界氣候影響的第一道防線，其材料的熱工性能將直接影響圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能。建筑墻體外飾面對建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的影響主要通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面對太陽輻射熱的吸收系數(shù)表現(xiàn)出來：一是在房間制冷狀態(tài)下對房間能耗的影響：二是對墻體傳熱系數(shù)的直接影響：三是房間在自然通風(fēng)狀態(tài)下對墻體內(nèi)表面最高溫度的影響。《居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定建筑外墻采用“淺色外飾面”（太陽輻射吸收系數(shù)<0.6）節(jié)能措施時(shí)，計(jì)算外墻的總熱阻時(shí)可附加隔熱措施的當(dāng)量附加熱阻0.2，當(dāng)外墻的傳熱系數(shù)由于其構(gòu)成而不能達(dá)到《建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》要求時(shí)，采用“淺色外飾面”的節(jié)能措施則可使每種材料包括200mm厚鋼筋混凝土的傳熱系數(shù)值均可滿足“民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)”對傳熱性能的規(guī)定要求.建筑的外墻飾面目前有瓷磚、涂料、石材以及金屬幕墻材料等等，最典型的2類外墻飾面是瓷磚及涂料。節(jié)能設(shè)計(jì)中采用淺色外飾面或部分采用淺色外飾面顯然是有利的。

2.2.3墻體外遮陽。除外圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料的選擇外，還可增加建筑遮陽，以減少供暖空調(diào)能耗。建筑遮陽包括水平遮陽、垂直遮陽、綜合遮陽等方式，可結(jié)合立面設(shè)計(jì)意圖進(jìn)行設(shè)計(jì)，尤其應(yīng)注意西向遮陽對節(jié)約建筑能耗的作用。《居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定健筑的東、西外墻采用花格構(gòu)件或爬藤植物遮陽（透射比<0.5）的節(jié)能措施時(shí)，計(jì)算外墻的總熱阻時(shí)可附加隔熱措施的當(dāng)量附加熱阻0.3，節(jié)能設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮“東、西外墻遮陽”在夏天東、西曬非常嚴(yán)重的地區(qū)東、西外墻遮陽措施有待加強(qiáng)。這方面可以借鑒熱帶地區(qū)城市，如馬來西亞和香港等的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。在這些城市，高層建筑遮陽措施的使用在帶來較好遮陽效果的同時(shí)，也豐富了建筑立面，增加了城市景觀。

2.3可再生資源的充分利用

在自然界中存在很多的可再生資源，若能夠在高層建筑設(shè)計(jì)中充分利用這些可再生資源，勢必能夠很好的提升建筑的節(jié)能效果。例如太陽能就是一種取之不盡的自然可再生能源，可以利用太陽能進(jìn)行發(fā)電、還可以進(jìn)行采光照明，還可以進(jìn)行熱利用。只要能夠巧妙的利用太陽能，其就能夠在一定程度上節(jié)省高層建筑的能耗。再例如風(fēng)也是自然界中的一種可再生能源，我們可以利用風(fēng)能進(jìn)行發(fā)電，實(shí)現(xiàn)通風(fēng)效果，還可以起到降溫等作用，均能體現(xiàn)非常好的節(jié)能效果。

3高層建筑節(jié)能的發(fā)展趨勢

3.1節(jié)能產(chǎn)品技術(shù)在高層建筑的應(yīng)用

在以低碳為主導(dǎo)的社會(huì)里，節(jié)能技術(shù)跟隨時(shí)代的潮流也在不斷的發(fā)展中深入到各行各業(yè)。節(jié)能門窗系統(tǒng)、太陽能熱水系統(tǒng)、空氣凈化系統(tǒng)、室內(nèi)新風(fēng)系統(tǒng)的等都是節(jié)能技術(shù)在高層建筑中的體現(xiàn)。但是這些節(jié)能技術(shù)并不被人民所熟知，這就需要加大宣傳節(jié)能產(chǎn)品和技術(shù)。不僅如此，要把宣傳推廣的重點(diǎn)明確在節(jié)能技術(shù)能夠給人民群眾帶來的利益上，通過開發(fā)推廣大眾能接受的有關(guān)節(jié)能的手機(jī)軟件等方式，讓節(jié)能產(chǎn)品受到廣大人民群眾的重視，從而推動(dòng)了節(jié)能產(chǎn)品技術(shù)在生活中的應(yīng)用。

3.2高層建筑節(jié)能的網(wǎng)絡(luò)化

隨著時(shí)代的進(jìn)步，網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展已經(jīng)影響到了社會(huì)生活的各個(gè)方面。建筑同樣也是如此，在以后，建造房屋將和互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)系在一起，全面實(shí)行工廠化預(yù)制生產(chǎn)。而互聯(lián)網(wǎng)和高層建筑節(jié)能相互聯(lián)系的新模式具有廣闊的前景，將會(huì)成為以后的建筑節(jié)能的主要形式。而高層建筑節(jié)能網(wǎng)絡(luò)化不僅是指建筑的設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)化.同樣的有關(guān)節(jié)能的技術(shù)產(chǎn)品也都會(huì)與網(wǎng)絡(luò)緊密連接。在未來的建筑設(shè)計(jì)里，不僅僅包含設(shè)計(jì)師一個(gè)人的設(shè)計(jì)理念，還有擁有用戶的主觀想法，兩者一起來設(shè)計(jì)自己的家園。

3.3注重生態(tài)平衡，高層建筑節(jié)能更加人性化

高層建筑在建設(shè)的過程中，可以利用建筑的空余能力.甚至是建筑所產(chǎn)生的垃圾，來與生態(tài)做好平衡。未來的城市建筑節(jié)能通過互聯(lián)網(wǎng)和各種節(jié)能技術(shù)緊密聯(lián)系在一起，全面實(shí)現(xiàn)節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材，降低溫室氣體的排放，維持更好的生態(tài)平衡，為保護(hù)環(huán)境貢獻(xiàn)了一份力。高層建筑的不斷出現(xiàn)，體現(xiàn)了我國的綜合國力的迅速提高。但是，在我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科技實(shí)力迅速提高的同時(shí)，也面臨著各種各樣的問題。近些年，我國一直特別重視節(jié)能減排，可持續(xù)發(fā)展以及經(jīng)濟(jì)和生態(tài)的平衡發(fā)展，這就不僅需要國家通過頒布激勵(lì)政策來引導(dǎo)高層建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)方向，也需要相關(guān)部門加強(qiáng)對高層節(jié)能技術(shù)的研發(fā)，把技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，使高層建筑節(jié)能技術(shù)完美地應(yīng)用到城市建筑中，來促進(jìn)高層建筑的節(jié)能發(fā)展，更好的服務(wù)于城市的發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。

4結(jié)語

總之，在現(xiàn)代高層建筑設(shè)計(jì)中，可以采取的節(jié)能設(shè)計(jì)措施有很多種，這主要是需要建筑設(shè)計(jì)人員能夠具備較高的節(jié)能意識(shí)，充分認(rèn)識(shí)到節(jié)能建筑的必要性和重要性。在設(shè)計(jì)過程中注重創(chuàng)新和改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)，以最大程度的提高建筑的節(jié)能效果，降低建筑能耗，捉進(jìn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。