南方高層住宅建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)研究

摘 要：在我國(guó)南方地區(qū)，夏季往往通過(guò)空調(diào)來(lái)納涼，冬季也需要空調(diào)來(lái)采暖，對(duì)于建筑節(jié)能則應(yīng)用的較少，其實(shí)，在高層住宅中，采用可持續(xù)發(fā)展的建筑設(shè)計(jì)能夠?yàn)楦邔幼?hù)創(chuàng)造一個(gè)舒適、健康的生活環(huán)境，同時(shí)還能夠節(jié)能環(huán)保。

關(guān)鍵詞：高層建筑；節(jié)能設(shè)計(jì)；環(huán)保節(jié)能

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，高層建筑越來(lái)越多，如果從高層建筑施工時(shí)起，便在設(shè)計(jì)方面加入節(jié)能設(shè)計(jì)，采用可持續(xù)發(fā)展的節(jié)能技術(shù)，將為城市減輕很多能源壓力。

1、高層住宅節(jié)能技術(shù)簡(jiǎn)介

我國(guó)許多城市，由于人口密集，土地資源緊缺，因此高層建筑較為普遍。高層建筑的特點(diǎn)在于地基需要打得較深，因此施工難度較大。而高層住宅節(jié)能技術(shù)的關(guān)鍵在于墻體，通過(guò)墻體保溫的方式來(lái)達(dá)到節(jié)能的目的，主要可以通過(guò)在樓體中插入鋼管、采用節(jié)能材料等方式來(lái)達(dá)到環(huán)保的目的。高層住宅節(jié)能技術(shù)的第二個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)在于門(mén)窗，門(mén)窗選用的材料要科學(xué)合理，并且要與樓體的整體構(gòu)架相符合[1]。

2、我國(guó)南方城市高層建筑節(jié)能現(xiàn)狀

我國(guó)南方城市由于經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)，居民家中空調(diào)普及率很高，但對(duì)于建筑節(jié)能方面并不重視，因此，不必要的能耗浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重。據(jù)調(diào)查，南方地區(qū)，極少數(shù)的高層住宅建筑工程會(huì)采用新型節(jié)能環(huán)保型墻體材料。并且，建筑中所采用的外窗玻璃及窗框等都是傳統(tǒng)的不透明玻璃和鋁合金窗框，而節(jié)能環(huán)保的不透明玻璃和節(jié)能窗框較少使用。此外，由于南方光照較強(qiáng)烈，許多房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商打出“陽(yáng)光房”的噱頭，將高層住宅的窗戶(hù)越開(kāi)越大，卻并未考慮通風(fēng)和遮陽(yáng)設(shè)計(jì)，造成室內(nèi)空氣不流通、熱能過(guò)多等問(wèn)題，這樣不僅影響到室內(nèi)居民的舒適度，并且造成能源的過(guò)度浪費(fèi)。

3、南方高層住宅建筑節(jié)能方案

在整體設(shè)計(jì)方案制訂之前，便要明確最重要的一點(diǎn)，住宅設(shè)計(jì)首先要為整體服務(wù)，節(jié)能規(guī)劃也是如此，要先規(guī)劃好整體住宅的節(jié)能系統(tǒng)，然后再?gòu)木植康郊?xì)節(jié)拙手，一般來(lái)說(shuō)，建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)主要從三個(gè)方面入手，即建筑物整體布置、建筑物形體設(shè)計(jì)和建筑物的圍護(hù)設(shè)計(jì)。以下根據(jù)南方地區(qū)的特點(diǎn)來(lái)分析[2]。

3.1建筑物朝向

由于東西向的建筑能耗比南北向的更加嚴(yán)重，因此，在節(jié)能設(shè)計(jì)中，建筑物朝向是第一要考慮的因素。建筑的朝向影響著陽(yáng)光的輻射和空氣的流通，據(jù)一份研究顯示，選擇南北向的建筑要比東西向的建筑能節(jié)約大約40%的能耗[3]。

3.2建筑物平面形式

建筑物的平面形式對(duì)于能耗的影響也很大，根據(jù)對(duì)比研究，圓形平面的面積最小，因此能耗也是最小的，但是，矩形對(duì)于太陽(yáng)能的利用率最高，因此，在具體設(shè)計(jì)時(shí)，要結(jié)合實(shí)際情況，只要盡可能的使建筑物的熱能損失小就可以了。同時(shí)，玻璃的使用也會(huì)影響建筑的能耗，過(guò)多的玻璃會(huì)導(dǎo)致室溫的流失。

3.3建筑物體形

一般來(lái)說(shuō)，建筑物的體形系數(shù)與建筑物的能耗是成正比的，體形系數(shù)是指建筑物表面積和其體積的比值。這樣來(lái)說(shuō)，建筑物的體形系數(shù)越小能耗便越低，因此，在設(shè)計(jì)時(shí)，盡可能的減少建筑物的體形系數(shù)也是十分必要的。一般規(guī)定的建筑體形系數(shù)是在0.35以?xún)?nèi)，但是，由于近代技術(shù)的發(fā)展，住宅建筑的樣式越來(lái)越多樣化，有時(shí)候?yàn)榱擞先藗兊南埠茫瑫?huì)采用落地玻璃、凹凸墻面等設(shè)計(jì)，這些都會(huì)是建筑體形系數(shù)上升。而在這種情況下，就需要通過(guò)其他手段來(lái)降低體形系數(shù)，例如加強(qiáng)外墻和屋頂?shù)鹊谋亍＿€有一個(gè)影響較大的是建筑物的窗戶(hù)，建筑物的外窗面積與房間內(nèi)立面面積之比叫做窗墻面積比，窗墻面積比越小，節(jié)能效果便越好。因此，具體問(wèn)題還應(yīng)具體考量，根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂颉⑷照諒?qiáng)度、建筑物朝向等特點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)窗墻面積比。一般來(lái)說(shuō)，南方朝向的建筑窗墻比可比東、西、北朝向的建筑大一些[4]。

3.4建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)

建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)于建筑物的能耗也是一個(gè)重要的影響因素，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要是圍護(hù)材料的選擇；各部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的調(diào)整；外墻傳熱系數(shù)的調(diào)整和保溫層的計(jì)算等。

外墻方面，保溫層和結(jié)構(gòu)層、保護(hù)層和保溫層以及保護(hù)層和飾面層之間應(yīng)該首先要安全，其次，粘結(jié)性要好。因?yàn)楦邔幼≌艿降娘L(fēng)的壓力是很大的，因此外墻部分會(huì)產(chǎn)生很大的吸力，再加上外墻的保溫材料本身重量也較大，因此很容易造成墻面開(kāi)裂和脫落。因此，在設(shè)計(jì)的時(shí)候，就不要盡可能提高粘結(jié)面積，使之粘合的更緊密，并同時(shí)做好固定防護(hù)的措施，以提高建筑的抗風(fēng)壓能力。最后，外墻的設(shè)計(jì)中，保溫層的材料要選用輕質(zhì)的多孔環(huán)保材料，外墻的顏色最好選擇淺色，以便能夠在炎熱的氣溫下，輻射和吸收光熱[5]。

外窗方面，在高層建筑中，外窗由于其結(jié)構(gòu)輕薄，因此隔聲和隔熱效果較差，因此，外窗也是建筑節(jié)能改造的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。在合理范圍內(nèi)，降低外窗與墻面的比例，同時(shí)在修建時(shí)采用環(huán)保材料，提升外框的隔熱性能，采用較厚的玻璃，以降低遮陽(yáng)系數(shù)，加強(qiáng)氣密性。較厚的玻璃同時(shí)能夠在炎熱的夏季有效的阻隔外部熱量，使室內(nèi)溫度不易提升的較快，從而降低空調(diào)的負(fù)荷，減少能耗。

屋頂方面，在我國(guó)南方地區(qū)，由于氣候的特殊性，從屋頂進(jìn)入室內(nèi)的熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)通過(guò)墻體進(jìn)入室內(nèi)的熱量。因此，在屋頂設(shè)計(jì)時(shí)尤其要注意隔熱效果，選用隔熱或絕熱材料與傳統(tǒng)的建筑材料混合或新型的復(fù)合型環(huán)保材料，同時(shí)，可在屋頂利用植物培基，以以降低溫度，減輕頂層住宅的熱傳導(dǎo)[6]。

4、結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，建筑節(jié)能已經(jīng)越來(lái)越引起人們的重視，國(guó)家甚至將其上升到基本國(guó)策的層面，其重要性不言而喻，除了文中提到的建筑節(jié)能的手段，還有一些別的方式，但不論怎樣的節(jié)能設(shè)計(jì)，都必須根據(jù)住宅建筑的整體結(jié)構(gòu)和節(jié)能的具體要求來(lái)進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，不能生搬硬套，這樣才能真正做到建筑與節(jié)能的良性融合。才符合社會(huì)的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。積極的推進(jìn)建筑節(jié)能不僅能夠使人們生活的更加舒適，從長(zhǎng)遠(yuǎn)方面來(lái)看，更加是為我們社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)一份力。對(duì)于減少環(huán)境污染、減輕溫室氣體排放，從而緩解全球變暖的影響具有重要的作用。

參考文獻(xiàn)

[1]鳳翔.淺談建筑節(jié)能在高層住宅設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].中華民居（下旬刊）.2013.06

[2]曾海蘭.南方地區(qū)高層建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)[J].中華建設(shè).2008.03

[3]王云新.夏熱冬暖地區(qū)沿海城市高層住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)[J].福建建設(shè)科技.2007.07

[4]李志海.南方地區(qū)高層住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè).2011.09

[5]周永.基于建筑節(jié)能的高層住宅建筑設(shè)計(jì)探討[J].四川建筑.2014.04