現代高層建筑節能設計

李 霞

（廣東省建科建筑設計院東莞分院 廣東 東莞 523000）

引言：近幾年建筑業發生了飛快的發展，已經成為了如今社會一大支柱性產業。伴隨城市化進程的加快，城市人口不斷增加，土地價格暴漲，使得建筑高空發展。我國建筑能耗量大約占到全國總能耗的四分之一,居能量消耗的首位。近幾年以來，國內建筑業的發展十分快速，需使用大量建筑及運行能源，特別是建筑采暖與空調的耗能。每年的城鎮建設采暖耗能大概為 1.3x108噸標準煤，這大約占到全國能耗總量的11.5%，占到采暖區社會能耗的 20%，一些寒冷地區，城鎮建筑的耗能可達到當地能源耗的50%。對于建筑設計人員，應充分地了解建筑設計的特點以及其結構體系，這樣才可以實現適用安全、經濟、質量良好的目的。本文主要研究了高層建筑結構和外形方面的設計對于節能的影響，從建筑的朝向、形體與平面布置、綠化以及建筑外墻、門窗等方面對高層建筑節能方法進行了探討。

1 現代建筑設計上的節能

1.1 建筑朝向的設計

對于高層建筑定位第一要考慮對于環境產生的影響，容積率高較難實現對日照的要求。據相關的資料可知，地球每年接收的能量是 60億千瓦。這些陽光對于建筑的節能有重要意義。因此為建筑選擇一個合理位置和朝向對與太陽能的吸收及儲備很重要，可以減少建筑自身的能耗。

1.2 體形與平面布置

體形系數是建筑外表面的面積和其包圍的體積的比值。對同體積建筑來說，體形系數越大，表明單位空間熱散失的面積越大。設計師在處理形體和平面的設計時，要考慮的是功能的要求。

1.3 綠化與節能

近幾年以來，因為城市的綠地不斷地減少，加上對空調的大量使用，導致了城市“熱島效應”，空氣環境正不斷地惡化，給各種建筑都帶來了負效應。一塊草地和一塊瀝青地面的表面溫度差可達14攝氏度以上。綠地蒸發大量水分，帶走大量熱量，為建筑物創造了十分有利的周圍環境條件，同時美化了城市，改善了空氣品質。

2 建筑節能的途徑

2.1 建筑圍護結構體系

1）建筑外墻

多年以來，我國建筑都采用燒結粘上磚作為外墻主要材料，由燒結粘土磚的生產造成了上地資源的人量損耗，國家已逐步禁止使用燒結粘上實心磚。復合墻體將是大勢所趨，這種墻體很好地發揮了兩種材料的長處，既不會使墻體過厚，保溫效果又好，且能承重。

2）建筑的外門窗

建筑外門窗是冬季冷風侵入及夏季陽光進入的重要通道。為確保建筑節能，要求外窗以及陽臺門有良好氣密性。節能的門窗可是中層窗或雙層窗。高緯度的嚴寒地區可以用二層窗。窗戶保溫和隔熱性能的保持主要從兩種方式。第一是玻璃，玻璃導熱系數較大。薄薄的一層熱量極容易流出或者流入。故設計時可以采用雙層玻璃和低輻射玻璃等保溫性能好的玻璃或者采用鍍膜玻璃來反射掉一部分灑至玻璃上的陽光；其次要考慮窗戶框材料，若是鋁型材料或者鋼型材料的窗框，必須對材料做斷熱處理。

3）窗墻比的確定

確定門窗、窗體的做法之后，適當的窗墻比是節能設計的重要部分。窗墻的面積比對于建筑的能耗影響取決于窗和外墻間熱工性能差異，差異越大，其影響就越明星。窗墻比不只影響到能耗，同時還影響建筑的立面的效果、室內的采光及通風等。把開窗率保持在適當水平，盡量防止東、西向開窗，是節能設計中要遵循的基本原則。

2.2 建筑細部

1）遮陽板設置

遮陽板的設置在節能設計過程中通常起到意外效果。適當的開窗率、良好的遮陽才是節能的佳作。設計師要注重合理設置遮陽板，在立面的遮陽設計時不但要考慮構造的設計，還要綜合地利用外廊、陽臺等構件及垂直綠化實現綜合的遮陽效果。使得遮陽設計和形態處理結合到一起。

2）立體綠化

城市的規劃與建設發展歷程中的綠化對于建筑的節能作用將會越來越明顯。例如：福岡縣立國際中心，其北面面臨金融區，因此北立面用典型建筑立面，主入口位于其上；南面沿線由公園延伸出一系列逐層升高的退臺，退臺的檐口全部種上了灌木形成立體綠化空間。這一方案調和了開發商的利益和都市空間的要求。

2.3 建筑節能設計對于太陽能的利用

太陽能作為一種典型的可再生能源，其具備潔凈、長期、安全的特性，所以太陽能已在建筑的節能設計中得到廣泛的應用。例如：我國首座全太陽能建筑已在北京落成，其占地8000平方米。該全太陽能建筑，主體建筑室內的洗浴、供熱、供電等所有能源都由太陽能來提供。太陽能新村建筑南墻、屋頂坡面等位置都安裝著數個太陽能集熱器。這些集熱器在夏季可為空調設備提供驅動熱源，在冬季可為采暖提供保障。此外，建筑內還安裝了全國最大的太陽能發電系統，投入運營后可提供50千瓦的電力，滿足日常用電所需。該工程之前是奧運場館的試驗性建筑。

3 結語

建筑節能設計對于一個國家來說是解決和緩解能源缺少問題的大事，是一項系統而龐大的工程，它涉及的范圍十分廣泛。近幾年以來，高層建筑大量興建，加大高層建筑的節能設計已經成為了一項重大任務。只有我們齊心協力，才可以將大力推廣節能建筑這項造福子孫后代的事業做好。

[1] 胡文昭.淺析現代高層建筑的結構與設計[J].中國建筑金屬結構,2013.

[2] 倪晴.探析現代高層建筑結構設計技術[J]. 科技致富向導,2012,05.