探究節(jié)能設(shè)計(jì)在高層建筑中的應(yīng)用

莊思維

【摘要】眾所周知，建筑能耗一直都是能源消耗最大的行業(yè)，因此建筑節(jié)能技術(shù)的發(fā)展也越來越受到人們的關(guān)注。本文主要探討當(dāng)前高層建筑工程中節(jié)能技術(shù)的重要性及其應(yīng)用，以促進(jìn)建筑節(jié)能事業(yè)的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；節(jié)能技術(shù)；重要性；應(yīng)用

1前言

隨著近代社會(huì)的快速發(fā)展，全世界的能源在快速減少，石油、天然氣、煤炭等這些能源開發(fā)過度，不僅造成能源的缺乏，還給環(huán)境帶來了污染。在能源缺乏的現(xiàn)狀下，我們國(guó)家能源利用率還很低，這就造成了能源的巨大浪費(fèi)。而隨著近些年我國(guó)城市化進(jìn)程加快，建筑業(yè)成為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱，但是，建筑業(yè)也是能源消耗的大戶，水泥、鋼筋等大量的使用，加大了人們對(duì)能源的掠取。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)的建筑能耗逐年大幅度上升，已達(dá)全社會(huì)能源消耗量的約30%，可見節(jié)能在建筑設(shè)計(jì)中的重要性，節(jié)能在當(dāng)前建筑中的應(yīng)用勢(shì)在必行。

2節(jié)能在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用的重要性

2.1國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要

國(guó)家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，離不開能源的支持，可以說，能源是一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展不可或缺的因素，這也就能理解為什么許多的戰(zhàn)爭(zhēng)都是為了獲取石油、煤炭等能源的原因。我國(guó)能源產(chǎn)值與國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的增長(zhǎng)相比存在滯后性，這樣的國(guó)情現(xiàn)實(shí)嚴(yán)重影響著經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。

2.2環(huán)境保護(hù)的需要

建筑業(yè)中大量使用的水泥、鋼筋等建筑材料，其生產(chǎn)過程除了消耗大量的能源，而且還會(huì)因?yàn)閺U氣、廢液、廢渣的大量產(chǎn)生，給我國(guó)水能源、空氣能源等帶來污染，這些污染給我國(guó)人民的健康帶來巨大的危害，近些年霧霾的產(chǎn)生就是例子。同時(shí)，后期建筑取暖也是消耗能源、污染環(huán)境的地方，隨著環(huán)保意識(shí)的不斷深入人心，進(jìn)行環(huán)境的保護(hù)成為當(dāng)前人們關(guān)心的問題，所以，加強(qiáng)節(jié)能設(shè)計(jì)，是當(dāng)前環(huán)境保護(hù)的需要。

2.3我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的需要

在我國(guó)，環(huán)境問題、能源問題成為當(dāng)前熱門的話題，因此，國(guó)家提出可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，目的就是節(jié)約能源，促進(jìn)能源的長(zhǎng)效利用。而在建筑設(shè)計(jì)中，建筑設(shè)計(jì)中節(jié)能設(shè)計(jì)工作的落實(shí)變得十分重要。現(xiàn)如今，可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施是國(guó)家的頭等大事，這就要求我們與建筑設(shè)計(jì)相結(jié)合，付諸行動(dòng)，遏制建筑能源的嚴(yán)重浪費(fèi)，做好建筑節(jié)能設(shè)計(jì)工作，把節(jié)能設(shè)計(jì)工作落到實(shí)處，這是國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的需要。

3當(dāng)前高層建筑設(shè)計(jì)中的節(jié)能設(shè)計(jì)

3.1合理選址

目前，在建筑設(shè)計(jì)中，首先涉及到的是建筑的選址，而建筑的選址很重要，建筑的選址要進(jìn)行科學(xué)的勘測(cè)，根據(jù)選址地的自然因素以及周邊的環(huán)境進(jìn)行綜合考慮，最后擇優(yōu)確定。建筑設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者要想在設(shè)計(jì)中達(dá)到節(jié)能，就需要讓建筑在整個(gè)使用周期內(nèi)保持適宜的氣候環(huán)境，這樣才能避免因?yàn)闅夂颦h(huán)境導(dǎo)致大量能源的消耗。

3.2建筑規(guī)劃和設(shè)計(jì)

在進(jìn)行建筑規(guī)劃和設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須要遵循當(dāng)?shù)氐臍v史文化、風(fēng)俗習(xí)慣和城市總體規(guī)劃，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)。建筑整體規(guī)劃中包含建筑物的布局、建筑物的整體形態(tài)、各部分的組合、風(fēng)吹、日照以及風(fēng)向的轉(zhuǎn)換問題等因素。在這些因素中日照和風(fēng)向是針對(duì)冬季建筑物能否從自然環(huán)境中獲取足夠的日照并比開風(fēng)向這些問題而考慮的，在夏季的考慮因素中，要考慮到風(fēng)向是否符合建筑物的門窗設(shè)計(jì)保持自然通風(fēng)，在日照方面要防止陽光的輻射。這些規(guī)劃和設(shè)計(jì)目的就是在滿足人們居住要求的時(shí)候，盡可能利用自然環(huán)境，降低建筑在后期使用中的能源消耗，因此，節(jié)能的建筑規(guī)劃和設(shè)計(jì)是必須的。

3.3門窗的節(jié)能設(shè)計(jì)

門窗的保溫隔熱效果差，門窗的縫隙是冷風(fēng)滲透的主要渠道，門窗的面積以及朝向也是影響節(jié)能設(shè)計(jì)的因素，在建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，通過門窗縫隙空氣滲透耗熱量約占20%～25%。在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，根據(jù)采暖熱量會(huì)隨著窗墻的面積發(fā)生變化，因此門窗的朝向面積布置要合理。注意不同采光下門窗的面積比；門窗的位置以及開啟方式要盡量可以形成穿堂風(fēng)。還要設(shè)置遮陽棚或是自動(dòng)卷簾等，避免夏季陽光輻射過大。門窗漏風(fēng)的現(xiàn)象要從門窗的質(zhì)量和門窗的施工兩個(gè)方面進(jìn)行控制，使用高性能的建筑門窗材料，嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，在施工時(shí)，門窗的金屬框進(jìn)行斷熱處理，為了增強(qiáng)氣密性，要加設(shè)密封條。玻璃的選擇上，要選擇一些節(jié)能的玻璃品種，例如，熱反射玻璃、吸熱玻璃、低輻射玻璃等。外窗可采用塑鋼中空玻璃窗（5+6A+5中空玻璃），傳熱系數(shù)2.70W/m2·K，自身遮陽系數(shù)0.81，氣密性為6級(jí)，水密性為3級(jí)，可見光透射比0.40。樓梯間戶門可采用節(jié)能保溫門，傳熱系數(shù)2.00W/m2·K。

3.4墻體的節(jié)能設(shè)計(jì)

在建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，墻體所占的比重最大，通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱耗熱量大概占到75%～80%。墻體的節(jié)能設(shè)計(jì)是控制墻體的熱損耗，做好墻體的保溫：墻體的保溫主要從外墻體保溫和內(nèi)墻體保溫進(jìn)行。對(duì)于建筑來說，外墻體的保溫效果會(huì)更好，不僅避免熱橋，還可以延長(zhǎng)墻體的使用壽命，經(jīng)濟(jì)條件允許的狀況下，進(jìn)行外墻體保溫設(shè)計(jì)建筑是最好的一種選擇。做好建筑外墻體的保溫設(shè)計(jì)，要采用節(jié)能的新型材料，高效能的節(jié)能材料依附在墻體內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)墻體的熱阻。避免或是降低墻體隨著溫度的增加而增加，減少而減少的影響。同時(shí)還有利于消除熱橋的影響，保持室內(nèi)溫度的平衡。在這些節(jié)能設(shè)計(jì)的時(shí)候，要注意的是，一定要考慮到氣候條件的影響，做好保溫、防潮、隔熱措施，避免氣候因素對(duì)保溫隔熱的效果產(chǎn)生影響。

3.5屋頂?shù)墓?jié)能設(shè)計(jì)

在屋頂設(shè)計(jì)中常用的技術(shù)措施要點(diǎn)為：

1）采用架空隔熱屋面、淺色屋面、種植屋面、通風(fēng)屋面、蓄水屋面等，隔離太陽輻射熱，減少陽光直射。

2）鋪設(shè)高效保溫隔熱材料，并適當(dāng)采取其他輔助措施，減少熱量傳遞。

3）密度較大、導(dǎo)熱系數(shù)較高、吸水率較大的保溫材料不宜選為屋面保溫材料，以免屋面重量厚度過大、保溫層大量吸水而降低保溫效果。

4）“冷屋頂”節(jié)能：利用高反射率涂料的使用，提高屋頂?shù)娜辗瓷渎剩瑴p少熱量的吸收，從而達(dá)到減少空調(diào)冷負(fù)荷和空調(diào)節(jié)能的目的。

3.6利用可再生資源進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)

可再生資源的運(yùn)用，不僅能夠提高現(xiàn)代建筑的節(jié)能效果還能減低環(huán)境污染?，F(xiàn)代建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中可再生資源的運(yùn)用主要如下。

1）雨水的利用。在進(jìn)行現(xiàn)代建筑屋頂及墻體設(shè)計(jì)中，可以在屋頂及墻體設(shè)計(jì)一個(gè)美觀的雨水收集裝置。雨水搜集裝置中的雨水可以作為建筑周圍綠色植物的澆灌用水，從而達(dá)到節(jié)約水資源的目的。需要注意的是雨水收集裝置一定要具有過濾功能，這樣才能保證所收集的雨水可以用于植物澆灌。

2）太陽能。太陽能可謂是取之不盡用之不竭。在進(jìn)行現(xiàn)代建筑節(jié)能設(shè)計(jì)過程中，太陽能的有效應(yīng)用可以有效的節(jié)約不可回收利用的能源。在現(xiàn)代化的今天，太陽能技術(shù)已經(jīng)很成熟，利用太陽能供暖、供電，可以大大降低建筑的節(jié)能效果，并且降低環(huán)境污染。

在某建筑項(xiàng)目建設(shè)中，按照《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50189-2005中的相關(guān)規(guī)定，采取了以上節(jié)能措施，與傳統(tǒng)建筑相比，全年的建筑總能耗減少了65%左右。

4結(jié)語

總之，對(duì)關(guān)于建筑設(shè)計(jì)中節(jié)能建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行研究具有十分重要的意義。作為新時(shí)期背景下的建筑設(shè)計(jì)人員，必須緊密結(jié)合時(shí)代發(fā)展的需要，著力提高自身的專業(yè)技術(shù)水平，切實(shí)掌握建筑設(shè)計(jì)中節(jié)能建筑設(shè)計(jì)技術(shù)，以最大化的提高建筑設(shè)計(jì)中節(jié)能建筑設(shè)計(jì)的水平，在促進(jìn)建筑設(shè)計(jì)中節(jié)能建筑設(shè)計(jì)的研究事業(yè)可持續(xù)發(fā)展的同時(shí)助推企業(yè)走向可持續(xù)的發(fā)展道路。

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