高層建筑節(jié)能與建筑設(shè)計的淺析

劉紅芳

【摘要】隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，高層建筑的節(jié)能設(shè)計在節(jié)約資源的同時，還能改善居民的居住環(huán)境，從而有利于人們的身心健康發(fā)展。本文對當(dāng)前高層建筑節(jié)能和建筑設(shè)計存在的問題進行淺述，并提出了節(jié)能措施。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；建筑節(jié)能；建筑設(shè)計；實施

引言：

當(dāng)今社會中，建筑業(yè)應(yīng)屬能源消耗的領(lǐng)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(jié)能問題已經(jīng)成為了頭等大事。在高層建筑設(shè)計中應(yīng)充分考慮建筑的節(jié)能問題，創(chuàng)新節(jié)能措施，為建筑業(yè)的持續(xù)發(fā)展做出貢獻。對高層建筑的節(jié)能設(shè)計也意味著新型節(jié)能材料的開發(fā)和節(jié)能設(shè)備的使用，其更能有效地促進經(jīng)濟的發(fā)展和進步。

1.高層建筑節(jié)能與建筑設(shè)計的問題

1.1高層建筑能耗高。我國建筑業(yè)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(yè)中。

1.2能耗監(jiān)測設(shè)備不完善。高層建筑的相關(guān)氣候參數(shù)會由于建筑高度的不同而產(chǎn)生差異，因此高層建筑的高耗能也是一個不爭的事實，當(dāng)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(shù)都會發(fā)生很大的變化。據(jù)氣象有關(guān)部門資料顯示，地面的風(fēng)速主要取自地面高度10米處的地方，如果地面的風(fēng)速是2米/秒，那么按照風(fēng)速指數(shù)規(guī)律計算得出，在100米的高空處，風(fēng)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(qū)。目前國內(nèi)的建筑能耗模擬軟件均不能體現(xiàn)出高度對氣象參數(shù)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(jié)能設(shè)計便成為空談。另外，目前能耗模擬設(shè)備的計算能力所限，高層建筑中的計算對象規(guī)模遠遠超出了設(shè)備的計算能力。

1.3高層建筑節(jié)能的標準還存在一定的局限性。建筑節(jié)能設(shè)計標準所能約束的節(jié)能技術(shù)并不能完全適用于高層建筑，例如，高層建筑無法應(yīng)用標準中的遮陽、通風(fēng)等技術(shù)規(guī)定，節(jié)能標準是根據(jù)整個建筑進行制定的。目前，我國建筑節(jié)能設(shè)計執(zhí)行《公共建筑節(jié)能設(shè)計標準》，該規(guī)定并不能滿足現(xiàn)今高層建筑的新技術(shù)問題，若強行執(zhí)行標準，那么建筑節(jié)能設(shè)計的技術(shù)將會存在很大程度上的不足。

1.4高層建筑節(jié)能和建筑設(shè)計的制定考慮不足。高層建筑節(jié)能和建筑設(shè)計只局限于建筑節(jié)能目標的50%，這種設(shè)計并不符合國家的長遠發(fā)展要求。對某一建筑制作節(jié)能設(shè)計時，應(yīng)綜合考慮當(dāng)?shù)丶夹g(shù)能力、經(jīng)濟能力，并結(jié)合國家建筑節(jié)能長遠的發(fā)展要求，進而制定出具有可行性高的節(jié)能設(shè)計，此節(jié)能設(shè)計才能充分體現(xiàn)出建筑行業(yè)的進步。

對于上述高層建筑的節(jié)能問題，已經(jīng)引起了國內(nèi)外建筑界的關(guān)注，僅憑國內(nèi)的設(shè)計能力無法解決，目前，有大量的外國建筑公司介入國內(nèi)的重大項目的節(jié)能設(shè)計計劃，但是外國建筑公司制作的節(jié)能設(shè)計由于沒有考慮氣候資源、技術(shù)能力、經(jīng)濟水平等，導(dǎo)致建筑建好后存在很多的隱患。

2. 高層建筑節(jié)能與建筑設(shè)計的實施

2.1建筑位置和朝向的節(jié)能設(shè)計。根據(jù)調(diào)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(xiàn)節(jié)能目標的重要途徑之一。在進行建筑設(shè)計時，應(yīng)使建筑盡可能多的接受到太陽光，也就是說，設(shè)計的關(guān)鍵是應(yīng)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(jié)能有著直接的關(guān)系，我們可以根據(jù)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(qū)，我們要用太陽光線來減少熱損失，從而使室內(nèi)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(jié)能設(shè)計。建筑物的外圍主體是墻體，高層建筑的墻體是剪刀墻結(jié)構(gòu)，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(guān)系，高效輕質(zhì)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(yīng)用高效保溫材料和承重材料組成的復(fù)合墻體進行保溫隔熱，外保溫復(fù)合墻體已經(jīng)成為未來建筑節(jié)能方面發(fā)展的主流。

2.3外窗節(jié)能設(shè)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(jié)能中合理的通風(fēng)設(shè)計會大大降低空調(diào)的使用率，進而可以達到節(jié)約資源的目的，有效的利用自然通風(fēng)對建筑節(jié)能有相當(dāng)大的意義。高層建筑的風(fēng)壓較高，這會使門窗的開啟難度大大增加，在建筑節(jié)能設(shè)計中需綜合考慮各方面因素，合理設(shè)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(fēng)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(fēng)的滲透。合理利用雙層玻璃窗，其有很好的保溫節(jié)能作用，對窗型應(yīng)通過設(shè)置空氣間層從而提高窗玻的保溫能力。建筑內(nèi)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(shù)的主要因素，縫隙越小滲透量越小，換氣次數(shù)少，也就是說能耗越少。雙層玻璃窗的外窗和內(nèi)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(xiàn)節(jié)能目的創(chuàng)造了有利的條件。

2.4房頂?shù)墓?jié)能設(shè)計。目前，屋頂?shù)谋睾头浪O(shè)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(wěn)定、輕質(zhì)且高強的保溫材料做保溫層，其不吸水，而且還可以長久應(yīng)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(shù)也能起到保溫、隔熱、防水一體化的效果。

3.結(jié)語

高層建筑在城市節(jié)地、提升城市形象、拉動社會投資、擴大旅游和商貿(mào)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(jīng)濟實力雄厚的地區(qū)竣工、在建和擬建的超高層建筑如雨后春筍，高層建筑節(jié)能對國家來說是緩解能源緊缺的大事，是一項系統(tǒng)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(jié)能已成為當(dāng)務(wù)之急。我們只有齊心協(xié)力，才能將大力推廣節(jié)能建筑這項造福子孫后代的事業(yè)做好。

參考文獻：

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