高層住宅中建筑節(jié)能設(shè)計探析

作者簡介：夏巖煜（1985.08-），男，湖北武漢人，本科，建筑師，研究方向：建筑設(shè)計。

摘 要： 本文首先介紹了建筑節(jié)能的現(xiàn)實意義，然后闡述了建筑節(jié)能的概念，進而根據(jù)高層住宅的特點從季節(jié)氣候及地區(qū)的針對性、控制建筑物的體形系數(shù)、多專業(yè)配合、門窗結(jié)構(gòu)的節(jié)能優(yōu)化四個方面進行了深入分析，最后得出結(jié)論，以期為今后的設(shè)計提供有益的參考。

關(guān)鍵詞： 高層建筑;節(jié)能設(shè)計

【中圖分類號】TU526 ? ? 【文獻標識碼】A ? ? 【文章編號】1674-3733（2020）13-0105-01

1 研究的意義

進入新世紀以來，我國的經(jīng)濟發(fā)展迅速，雖然國內(nèi)生產(chǎn)總值不斷攀升，綜合國力日益增強，但是我國仍無法擺脫資源分布不平均，能源短缺的劣勢?，F(xiàn)代化進程加快，建筑能源消耗也在不斷增長，如果在設(shè)計過程中有效的結(jié)合環(huán)保技術(shù)，既可以減少資源的浪費，保證節(jié)能效果，還能夠確保建筑的舒適度，是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。

2 建筑節(jié)能的概念

建筑節(jié)能是指在建筑材料生產(chǎn)、房屋建筑和構(gòu)筑物施工及使用過程中，滿足同等需要或達到相同目的的條件下，盡可能降低能耗。減少能源需求的方法是建筑規(guī)劃與設(shè)計、圍護結(jié)構(gòu)、提高終端用戶用能效率、提高總的能源利用效率[1]。具體是指在建筑物的規(guī)劃、設(shè)計、新建（改建、擴建）、改造和使用過程中，執(zhí)行節(jié)能標準，采用節(jié)能型的技術(shù)、工藝、設(shè)備、材料和產(chǎn)品，提高保溫隔熱性能和采暖供熱、空調(diào)制冷制熱系統(tǒng)效率，加強建筑物用能系統(tǒng)的運行管理。利用可再生能源，在保證室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量的前提下，增大室內(nèi)外能量交換熱阻，以減少供熱系統(tǒng)、空調(diào)制冷制熱、照明、熱水供應因大量熱消耗而產(chǎn)生的能耗。

理想的節(jié)能建筑應在最少的能量消耗下滿足以下三個原則：（1）能夠在不同季節(jié)、不同區(qū)域控制接收或阻止太陽輻射;（2）能夠在不同季節(jié)保持室內(nèi)的舒適性;（3）能夠使室內(nèi)實現(xiàn)必要的通風換氣。建筑節(jié)能的途徑主要包括：盡量減少不可再生能源的消耗，提高能源的使用效率;減少建筑圍護結(jié)構(gòu)的能量損失;降低建筑設(shè)施運行的能耗[2]。

由此可見，作為一名建筑設(shè)計者，應該始終貫徹建筑節(jié)能的理念，積極地學習新材料和技術(shù)，為我國建筑行業(yè)的不斷發(fā)展貢獻力量。在筆者設(shè)計的眾多住宅小區(qū)中，建筑節(jié)能是一項重要的環(huán)節(jié)，不僅需要滿足安全適用、經(jīng)濟美觀的需要，還應該注重綠色環(huán)保。

3 高層住宅中建筑節(jié)能設(shè)計要點

3.1 高層住宅的特點

在大中城市的中心區(qū)，高層住宅有許多優(yōu)勢。對開發(fā)商而言，可以降低單位建筑面積的土地成本;對住戶來說，視野較為開闊，社區(qū)景觀化系數(shù)高，有效的減少塵土、噪音、光線污染;從建筑設(shè)計來看，高層住宅的布局較靈活，結(jié)構(gòu)強度高，整體性好。由于建設(shè)條件的限定和施工工藝的局限也有明顯的缺點。結(jié)構(gòu)工藝較多層相對復雜，材料性能要求高，自重荷載大，基礎(chǔ)施工難度高，建筑單方造價也相應提高;樓電梯、走道、前室、機房層等公用部位面積大，得房率低;垂直交通不便等。

3.2 建筑節(jié)能設(shè)計要點

建筑節(jié)能設(shè)計應該從整體上把握，通過系統(tǒng)分析高層住宅的特點，因地制宜，因時制宜，從布局到結(jié)構(gòu)，再到功能分層次，分步驟的進行，可以分為以下幾個方面：

首先，針對季節(jié)、氣候及地區(qū)進行針對性設(shè)計。不同地區(qū)和季節(jié)氣候存在較大的差異，能源消耗的情況存在較大的出入。如果設(shè)計不考慮實際情況就會造成不必要的能源消耗。在具體的設(shè)計中要從整體分析戶型情況，確保其具有良好的透氣性。對于寒冷地區(qū)，在建筑住宅設(shè)計方面，要合理選用保溫性較強的建筑材料。在平面設(shè)計方面要能夠保證居住環(huán)境的舒適性。一般情況下，建議設(shè)計南北通透的房屋結(jié)構(gòu)。其主要的原因在于：既能夠保證通風、采光能力，還可以實現(xiàn)冬暖夏涼的作用。在冬季，能夠?qū)ξ鞅憋L起到有效的抵擋效果，從而起到較強的保溫作用;在夏季，住宅具有較強的通風能力，能夠降低室內(nèi)的溫度。這樣就能夠在保障住戶舒適度的同時起到較強的節(jié)能效果。除此之外，在實際的設(shè)計中要確保建筑的采光度，對每棟樓間距離進行合理布局，滿足日照的要求。按照當?shù)睾蚝偷刭|(zhì)環(huán)境，合理增加綠化種植面積，在保證美觀的情況下達到凈化空氣的目的。

其次，控制建筑物的體形系數(shù)。在國標《民用建筑節(jié)能設(shè)計標準》給出的定義為：建筑物與室外大氣接觸的外表面積與其所包圍的體積的比值。外表面積中，不包括地面和不采暖樓梯間隔墻和戶門的面積。《民用建筑節(jié)能設(shè)計標準（采暖居住建筑部分）》規(guī)定：“建筑物體形系數(shù)宜控制在0.30及0.30以下，若體形系數(shù)大于0.30，則屋頂和外堵應加強保溫，傳熱系數(shù)應符合其標準表4.2.1限值的規(guī)定”;《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標準》規(guī)定“條式建筑物的體形系數(shù)不應超過0.35，點式建筑物的體形系數(shù)不應超過0.40”;《公共建筑節(jié)能設(shè)計標準》規(guī)定：“嚴寒、寒冷地區(qū)建筑的體形系數(shù)應小于或等于0.40?！?/p>

再次，多專業(yè)配合進行節(jié)能設(shè)計。設(shè)備專業(yè)需要合理設(shè)計動態(tài)控制兩個方面。根據(jù)建筑的大小以及荷載預算正確選擇變壓器，在設(shè)計中要做好電氣系統(tǒng)布局，減少日常損耗和無效工作。動態(tài)控制在高層建筑電梯、門控等方面都得到了普及，這些功能都處于二十四小時使用的狀態(tài)，進行動態(tài)控制可以減少待機過程中的能源消耗。應用節(jié)能技術(shù)還提高暖通工程的效果，也可以起到節(jié)約資源的作用。可以在設(shè)計中引入新型暖通技術(shù)，例如：北方地區(qū)的太陽能應用，南方地區(qū)的冷暖空調(diào)裝置應用，以技術(shù)減少暖通工程的能源消耗。此外，暖通工程還可以在設(shè)計施工中完成對管線布局，通風通道自動化的改造，提高運作效果，降低能源損耗。

最后，應當從門窗結(jié)構(gòu)上注意圍護節(jié)能。對住宅門窗的保溫性能的加強，可以從改善住宅外窗的氣密性入手，以此來減少冷空氣進入室內(nèi)的可能性。在建筑設(shè)計時可以采用隔熱保溫性能更強的塑鋼中空玻璃或者是隔熱型的鋁合金中空玻璃門窗。外門窗框與門窗的洞口之間產(chǎn)生的縫隙可以采取聚氨醋高效保溫材料進行填實，避免使用水泥砂漿填縫后的掉落。

4 結(jié)語

在可持續(xù)發(fā)展理念的推動下，高層住宅中建筑節(jié)能設(shè)計是十分必要的。它不僅能夠節(jié)約大量的能源，也可有利于提升居民的生活品質(zhì)。在設(shè)計應用過程中，要重視以人為本的思想，采用新技術(shù)、新方法，提高建筑節(jié)能的效益，積極探索出適合我國國情的發(fā)展道路。

參考文獻

[1] 王彥華，李吉.新材料在建筑節(jié)能中的應用及質(zhì)量問題探析[J]. 價值工程. 2010（21）.

[2] 李龍.關(guān)于建筑節(jié)能的分析[J]. 建筑工程技術(shù)與設(shè)計. 2016（5）.