高層建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的應(yīng)用研究

徐肖玲

摘 要：文章論述了高層建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的過程中需要注意的各種問題，如何在現(xiàn)代高層建筑設(shè)計(jì)上體現(xiàn)節(jié)能，如何統(tǒng)籌安排建筑的質(zhì)量，資源，節(jié)約能源。通過文章的研究，希望對(duì)高層建筑的設(shè)計(jì)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：高層建筑；節(jié)能；分析

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國城市化進(jìn)程的加劇，大量農(nóng)村人口涌向城市，從而造成城市擁擠。住房建筑正在朝高層建筑方向發(fā)展，高層的出現(xiàn)很大程度上節(jié)省了土地，也解決了城市土地資源緊缺和人們住房問題，但是高層建筑也存在一系列問題。在高層建筑在設(shè)計(jì)的時(shí)候，室內(nèi)的自然采光不足，室內(nèi)的空氣通風(fēng)差，是高層建筑的通病。能源是人類生存和發(fā)展的基本條件，隨著社會(huì)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源的價(jià)格正在飛速的上漲中，節(jié)能減排，低碳生活，是現(xiàn)在政府和社會(huì)的響應(yīng)和號(hào)召。能源供給矛盾日益突出，以低碳生活為指引，發(fā)展資源可再利用，等等一系列的措施政策正在改變著人們的生活。而建筑節(jié)能勢必是建筑業(yè)的發(fā)展新方向，當(dāng)高層建筑向著更高的方向發(fā)展的同時(shí)，建筑節(jié)能設(shè)計(jì)也在為人們提供舒適居住辦公條件的前提下納入新的發(fā)展歷程，有效合理的利用能源，是當(dāng)前高層建筑設(shè)計(jì)界比較關(guān)注的話題。

1 高層建筑能耗的主要分布

高層建筑因?yàn)榭扇葺d巨大，所以在公共設(shè)施方面，需要建設(shè)電梯，中央空調(diào)，監(jiān)控設(shè)備，供水，供電供暖，供氣系統(tǒng)，在中間層還要有水，暖氣加壓層，這些龐大而數(shù)目繁多的系統(tǒng)都需要消耗能源。所以研究高層建筑的節(jié)能顯得非常的有意義，其中高層的室溫變化，引起的空調(diào)的使用，是高層建筑的最大能耗部分，如果能有效的利用陽光，通風(fēng)，保證室內(nèi)的溫度，可以很大程度的節(jié)能減排。

2 目前高層建筑設(shè)計(jì)中的弊病

隨著建筑層數(shù)的不斷增加，高層建筑因?yàn)槠淙莘e率過高，不通透，等一系列問題是非常值得重視的。在高層建筑建設(shè)技術(shù)發(fā)展過程中，只重視空間的使用，居住的面積，而忽略了生態(tài)環(huán)境的體驗(yàn)，導(dǎo)致了一系列問題。為了很好的與現(xiàn)代高層建筑的發(fā)展相契合，引入建筑節(jié)能的概念，在建筑設(shè)計(jì)中要充分考慮建筑的形狀變化，建筑的朝向，建筑外圍墻體的保溫功能，建筑所在位置的氣流朝向，等環(huán)境因素，同時(shí)也應(yīng)該注意與城市周圍環(huán)境的融合，對(duì)于建筑而言，采用節(jié)能的設(shè)計(jì)理念是必須的。

3 采光節(jié)能的設(shè)計(jì)

地球每時(shí)每刻都在從太陽吸收能量，陽光中的紫外線對(duì)人的健康非常有益，但是高層因?yàn)槿莘e率過高使得日照嚴(yán)重不足，我國幅員遼闊，緯度變化比較大，在具體設(shè)計(jì)中要充分考慮當(dāng)?shù)氐娜照辗秶诰唧w的建筑設(shè)計(jì)過程中要充分考慮建筑的位置和朝向，使得每層建筑都盡可能的多接收太陽光輻射，在東北朝向的窗子可以略小，朝南的窗戶面積要盡可能大點(diǎn)。

4 超高層建筑的節(jié)能優(yōu)化

建筑的高度變化，也能影響建筑能耗的變化，在高度接近和超過100米的高空，太陽輻射基本上是不變的，根據(jù)氣象數(shù)據(jù)，在此環(huán)境下，地面風(fēng)速是2米/秒的時(shí)候，100米的高空會(huì)是3米/秒，溫度通常會(huì)每升高100米氣溫下降1攝氏度，所以也要考慮其通風(fēng)，溫度問題，所以在高層建筑的設(shè)計(jì)過程中，要保證房子通風(fēng)的前提下，考慮高度帶來的溫差效應(yīng)，在每個(gè)環(huán)節(jié)考慮建筑的節(jié)能效果。

5 高層建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中要注意的問題

5.1 優(yōu)化建筑的位置和朝向設(shè)計(jì)

選用的建筑節(jié)能總體設(shè)計(jì)是節(jié)能的最重要環(huán)節(jié)，建筑的選定位置，和朝向是首先要考慮的，陽光不僅僅對(duì)人體健康意義重大，而且合理利用日照，也對(duì)建筑的節(jié)能有很好的收益。在我國北方地區(qū)，因?yàn)楹洌砸姑織澖ㄖ寄鼙M可能多的接收太陽光，不同緯度，不同朝向，不同季節(jié)，建筑物得到的太陽光輻射能量不一樣，因此在建筑設(shè)計(jì)的初期，就應(yīng)該按照當(dāng)?shù)氐娜沼绊憟D，作出合理的節(jié)能設(shè)計(jì)。

5.2 優(yōu)化建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

高層建筑的外墻墻體消耗能量較大，建筑的形體變化直接影響建筑外露面積的變化，外露面積越多，耗能也越大，所以要優(yōu)化建筑的整體設(shè)計(jì)，盡量采用圓形的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，因?yàn)橄嗤拿娣e，圓形的周長是最少的，在節(jié)約了建筑材料的同時(shí)也使得建筑更加的節(jié)能和環(huán)保，另外高層建筑的結(jié)構(gòu)形體變化不宜過多，一方面是處于建筑自身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的要求，另外是減少外露面積，減少能量損耗。

5.3 優(yōu)化外圍結(jié)構(gòu)墻的設(shè)計(jì)

因?yàn)楦邔咏ㄖ挠饷娣e很大，所以建筑外墻的保溫隔熱性能很大程度上是由外墻決定的，高層建筑的外圍墻體設(shè)計(jì)決定了建筑的保溫隔熱性能。在高層建筑的外圍墻體設(shè)計(jì)中，應(yīng)有保溫層的設(shè)置，通過保溫層的有效設(shè)計(jì)，就可以有效的減少室內(nèi)空調(diào)的使用，從而大大降低電能的消耗。因?yàn)橥鈬貙拥慕Y(jié)構(gòu)不是承重結(jié)構(gòu)，所以其材料應(yīng)該選用導(dǎo)熱系數(shù)小的多孔砌塊或加氣混凝土砌塊等，對(duì)于北方地區(qū)，門窗要采用雙層玻璃，此外對(duì)太陽西曬的問題上，也應(yīng)該引起設(shè)計(jì)人員的重視。

5.4 可再生能源的利用

在高層節(jié)能設(shè)計(jì)過程中，要盡量利用可再生能源，其中最容易最直接的就是對(duì)太陽能的利用，一般太陽能的利用分為太陽能發(fā)電技術(shù)，和太陽能熱水技術(shù)。隨著太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在未來太陽能電池板的價(jià)格勢必會(huì)越來低，在高層建筑的外墻，屋頂，都可以安裝太陽能光伏電池板，在產(chǎn)生了大量電能的同時(shí)，還具有遮陽，反射熱能，穩(wěn)定室內(nèi)氣溫的優(yōu)點(diǎn)。在高層的設(shè)計(jì)中，有條件的話也可以建設(shè)地源熱泵，大大減少空調(diào)的使用，建立冷卻塔廢熱利用系統(tǒng)，熱泵作為一種新型節(jié)能技術(shù)，也應(yīng)該在辦公建筑中考慮采用，新技術(shù)帶來新的活力，在未來的高層建筑的設(shè)計(jì)中，肯定會(huì)有更加成熟的技術(shù)，更加先進(jìn)的理念，深刻改變，和促進(jìn)著人們生活的改變。

6 結(jié)束語

高層建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)需要考慮的環(huán)節(jié)眾多，建筑設(shè)計(jì)的方法要不斷的改進(jìn)，引入建筑節(jié)能的概念，建筑設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)形式要充分考慮節(jié)能減排，在能源日益高漲的先進(jìn)，建筑節(jié)能作為國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略下的一項(xiàng)長期目標(biāo)，其影響是深遠(yuǎn)的。因?yàn)榻ㄖO(shè)計(jì)對(duì)建筑的功能非常重要，所以在建筑設(shè)計(jì)的過程中融入節(jié)能理念就可以從源頭上實(shí)施節(jié)能，也制約著建筑節(jié)能的首要環(huán)節(jié)，融入建筑節(jié)能的概念，使得建筑設(shè)計(jì)行業(yè)相關(guān)規(guī)則進(jìn)行相應(yīng)的變動(dòng)，新思想，面臨新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，相信我國未來的建筑節(jié)能技術(shù)肯定會(huì)對(duì)今后的建筑設(shè)計(jì)帶來新的活力，使得建筑的節(jié)能更加行之有效。

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