高層住宅設(shè)計(jì)中建筑節(jié)能的應(yīng)用

張樹斌 馬洋 劉燕朋 惠雯雯

摘要：為了有效推進(jìn)低碳節(jié)能發(fā)展理念，降低能源消耗率和提升能源利用率，用最少的資源投入達(dá)到最大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，需要各行各業(yè)的人們不斷努力。建筑行業(yè)的低碳節(jié)能化發(fā)展逐漸受到的大家的重視，由于高層住宅建筑是當(dāng)前的重要建筑類型，深深影響著人們的生活，因此需要對(duì)這一類建筑的節(jié)能技術(shù)運(yùn)用給予足夠的重視，結(jié)合建筑設(shè)計(jì)工作降低建筑能源消耗，提高居民生活空間品質(zhì)，推動(dòng)建筑綠色節(jié)能化發(fā)展。

關(guān)鍵詞：高層住宅；設(shè)計(jì)；建筑節(jié)能；應(yīng)用

1、高層住宅建筑中能源消耗特點(diǎn)

要想找到針對(duì)性的節(jié)能設(shè)計(jì)，就必須要先準(zhǔn)確了解高層住宅建筑中能源消耗的特點(diǎn)。對(duì)于高層住宅建筑來說，每天需要承載大量的工作，為了保證所有工作高效，順利的開展就需要后勤有大量的能量供應(yīng)。要充分保證在供水、供暖、照明、空調(diào)、電梯、以及飲食等各個(gè)方面的正常運(yùn)行，就必須會(huì)消耗掉大量的能量。那么在建筑的四個(gè)必備基礎(chǔ)系統(tǒng)中，其能量消耗所占的百分比如下：空調(diào)、供暖系統(tǒng)的耗電量達(dá)到整個(gè)建筑耗電量的百分之五十到百分之六十之間，而將會(huì)有百分之五十到百分之四十的能源會(huì)分配到照明系統(tǒng)及家電系統(tǒng)。同時(shí)由于是高層住宅建筑，所以其對(duì)建筑采光和通風(fēng)能力的需求都比較高。由此可知，氣候?qū)Ω邔幼≌ㄖ挠绊戄^大。因此如果單純從環(huán)境與建筑之間的關(guān)系來找到節(jié)能問題的辦法那是無法達(dá)到理想效果的，所以最主要的還是要從建筑本身的特點(diǎn)條件出發(fā)考慮問題，尋找解決問題的辦法。在不斷強(qiáng)調(diào)可持續(xù)化發(fā)展的今天，節(jié)能對(duì)社會(huì)的發(fā)展越來越重要。

2、高層住宅設(shè)計(jì)中建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的必要性

現(xiàn)階段我國建筑行業(yè)在新時(shí)期正處于高速發(fā)展時(shí)期，高層住宅建筑的整體數(shù)量正處于逐年遞增的趨勢，這是現(xiàn)代城市居民對(duì)高質(zhì)量居住環(huán)境需求影響下的必然現(xiàn)狀，冬季采暖、夏季空調(diào)是高層住宅建筑在運(yùn)行過程中無法缺少的重要組成部分，而在能源緊張局勢影響下高層住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)已成為其發(fā)展中面臨的主要問題。高層住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)是指高層住宅建筑設(shè)計(jì)在符合居民合理的舒適要求下，通過節(jié)能技術(shù)手段來減少高層住宅建筑整體能源消耗，同時(shí)也要求高層住宅建筑在使用過程中要提高能源的使用效率，這樣才能確保高層住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)可以滿足建筑節(jié)能的要求。高層住宅建筑在設(shè)計(jì)過程中的定位首先要考慮其對(duì)城市環(huán)境的影響，建筑容積率過高會(huì)導(dǎo)致部分建筑難以滿足日照要求，但光照在我國北方地區(qū)建筑設(shè)計(jì)中有著不可取代的作用，同時(shí)陽光對(duì)城市居民的身體健康也會(huì)有著直接影響，所以要求高層住宅建筑設(shè)計(jì)過程中必須要充分考慮其位置和朝向，而建筑的方位設(shè)計(jì)也與建筑節(jié)能有著直接關(guān)系。

3、高層住宅設(shè)計(jì)中建筑節(jié)能的應(yīng)用

3.1使用環(huán)保效果良好的綠色建筑材料

當(dāng)今社會(huì)中許多高層住宅建筑建設(shè)過程中都會(huì)大量使用能耗高的建筑材料，因此建筑施工建設(shè)過程中會(huì)帶來大量能源消耗，不利于建筑低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，同時(shí)影響到生活環(huán)境品質(zhì)。高層住宅建筑通常采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，由于這種結(jié)構(gòu)的斷面大，通常會(huì)大量消耗砂石、水泥和水，對(duì)國土資源是一種巨大的消耗。在建筑使用壽命達(dá)到年限后需要進(jìn)行鋼筋混凝土的拆除工作，在拆除過程中沒有拆除干凈的砂石和水泥等很難再被重新利用，因此會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成污染。在高層住宅建筑設(shè)計(jì)過程中，需要選取環(huán)保性能良好的建筑施工材料，優(yōu)先考慮可以回收再利用的建筑材料，對(duì)于高能源消耗的建筑材料盡量少用，這樣才能降低建筑施工建設(shè)帶來的二氧化碳排放量，達(dá)到建筑節(jié)能減排的目的，提高建筑節(jié)能環(huán)保性能。

3.2建筑物整體布置的設(shè)計(jì)

（1）朝向。隨著空調(diào)的普遍使用，在建筑物的朝向問題上似乎人們已經(jīng)不再關(guān)注，為了達(dá)到更大的容積率以及更好的景觀效果，很多高層住宅建筑都是東西向的。對(duì)于這種朝向的建筑，建筑能耗就變得更加嚴(yán)重，為了提高建筑的節(jié)能效率，改變建筑的朝向是十分重要的。太陽的輻射以及空氣滲透引發(fā)的耗熱量都容易受到建筑朝向的影響，因此在進(jìn)行朝向選擇問題上要注意太陽輻射以及風(fēng)向等這些因素的影響。建筑物應(yīng)該采用南北向進(jìn)行平面布置，并且建筑物要能夠進(jìn)行自然通風(fēng)。在建筑內(nèi)部的房間分布中，主臥以及客廳等重要房間應(yīng)該盡可能的面朝南，這樣的設(shè)計(jì)能夠降低大約40%左右的電荷需求，可見建筑朝向?qū)?jié)能有著重大的影響。（2）根據(jù)太陽運(yùn)動(dòng)軌跡提出的維度理論，建筑物的平面形式也影響著建筑的能耗。通常，擁有最小面積的是圓形平面，它的熱損耗是最小的，空調(diào)等控溫電器對(duì)電負(fù)荷的要求也比較小。但是從對(duì)太陽能的利用效率上看，矩形平面比圓形的要高。為了使建筑背墻的熱能損失率最小，設(shè)計(jì)平面進(jìn)深也是一種節(jié)能手段。對(duì)于一間面積在15m2以下的平面進(jìn)深房間，它可以形成內(nèi)部的穿堂風(fēng)，從而將室內(nèi)渾濁的氣體和不需要的熱量都帶走。

3.3建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計(jì)

（1）屋頂節(jié)能設(shè)計(jì)。高層住宅建筑設(shè)計(jì)過程中針對(duì)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計(jì)，可以采用高效保溫材料、倒置保溫以及架空型保溫等作為屋頂結(jié)構(gòu)形式，這是因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)形式可以為夏季高溫地區(qū)、冬季低溫地區(qū)的建筑物內(nèi)部提供適宜的生活溫度，同時(shí)也可以降低這兩個(gè)地區(qū)高層住宅建筑物在運(yùn)行過程中的整體能源消耗。高層住宅建筑設(shè)計(jì)過程中合理的屋頂保溫和隔熱設(shè)計(jì)，可以為髙層建筑在使用中減少很多能源消耗，同時(shí)也降低了高層住宅建筑在使用過程中對(duì)環(huán)境的影響，所以高層住宅建筑設(shè)計(jì)中的節(jié)能屋頂結(jié)構(gòu)形式有著很大的推廣性。（2）高層住宅建筑外墻、門、窗節(jié)能設(shè)計(jì)。高層住宅建筑設(shè)計(jì)過程中應(yīng)采用保溫或隔熱效果優(yōu)秀的建筑材料作為外墻，這樣對(duì)實(shí)現(xiàn)高層住宅建筑在使用中的建筑節(jié)能有著重要作用。高層住宅建筑上的門、窗等結(jié)構(gòu)是用來通行、采光和通風(fēng)之用，同時(shí)也是高層住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的重點(diǎn)處理位置，因?yàn)楦邔幼≌ㄖ覂?nèi)的整體面積相對(duì)較對(duì)，這樣便可以通過設(shè)計(jì)來增加通風(fēng)、采光等與外界的交換項(xiàng)目，而大落地窗和外飄窗已成為高層住宅建筑設(shè)計(jì)過程中不可缺失的組成部分，這些對(duì)強(qiáng)化高層住宅建筑物的保溫和隔熱等功能有著重要作用。高層住宅建筑設(shè)計(jì)過程中要在門、窗以及陽臺(tái)等位置進(jìn)行合理的節(jié)能設(shè)計(jì)，通過增加門、窗等結(jié)構(gòu)的密封性來減少通風(fēng)次數(shù)，并要根據(jù)地區(qū)天氣特點(diǎn)合理化減少門、窗的透明度以及面積，這對(duì)強(qiáng)化高層住宅建筑的整體能源使用效率有著重要作用。

4、結(jié)束語

綜上所述，建筑節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用表現(xiàn)在對(duì)建筑整體布置、外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)等幾個(gè)方面，另外在建筑材料的選取上也要根據(jù)節(jié)能和建筑構(gòu)造的整體要求進(jìn)行統(tǒng)籌設(shè)計(jì)，達(dá)到建筑與環(huán)境更好融合的效果，使得建筑具有更高的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益，符合節(jié)能的要求。隨著建筑節(jié)能技術(shù)的不斷提高，將會(huì)在未來的高層住宅建筑中更好的運(yùn)用。

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（作者單位：中國建筑第八工程局有限公司西北分公司）