高層建筑節能設計要點分析

安玉芹

摘 要：隨著建筑節能研究與實踐的不斷深入，建筑節能的方法得到了不斷的改革，節能的理念也更加深入人心，建筑設計的內涵也得到了不斷的延伸和豐富，中國的建筑節能工作取得了一定的效果。建筑節能是我國可持續發展戰略的一個重要的目標，建筑節能工作復雜而艱巨，它涉及到了政府、企業甚至普通市民，它的實現需要各方面的努力，政府應該加強對高層建筑的節能設計的監督。本文就高層建筑的節能設計的重點進行了研究。

關鍵詞：高層建筑；節能設計

1 前言

改革開放以后，我國經濟進入了高速發展的階段，但是并沒有徹底改變高消耗高污染的經濟增長模式，經濟的增長很大程度上是以能源消耗及環境污染為代價的，導致了能源緊缺問題日益嚴重，節能減排已經成為新時期中國可持續發展的工作的重點，建筑節能是重中之重。據統計，全球能源消耗有將近40%是消耗在建筑上，是當之無愧的耗能大戶。我國的建筑耗能占全國能源消費重量的三分之一左右，而且呈上升趨勢。因此，為了貫徹實施可持續發展戰略，高層建筑節能工作刻不容緩，要從建筑設計的理念和方法入手，提高建筑利用能源的效率，實現建筑節能的目標。

2 建筑外形節能設計

我國的高層建筑在建筑的形式上有著比較大的相似之處，在建筑物的外圍護的主題就是墻體，其主要的能源消耗就體現在夏季的隔熱和冬季的保溫上。由于外圍護結構在建筑的外墻中占有較大的比例而且是能耗的主要結構，在進行高層建筑的節能設計的時候需要對外墻保溫技術進行改革，對于外墻材料有新的發展和應用。

（1）減少建筑的外表面積。建筑的設計不能太過凹凸，控制好體型系數比。建筑體形系數是指建筑的外表面積與建筑體積的比值，控制好建筑外表面的面積是關鍵，設計的過程中要在符合了功能的要求上合理的考慮外表面的設計，盡量較少凹凸，如陽臺的設置太出挑等，可以降低房屋的層高或者是增大其進深控制體形系數不得超過0.3。

（2）選擇最佳的建筑方位。在建筑設計的時候平面的布置上要合理，符合最佳的建筑方位的原則，一般來說建筑的南向是最佳的方向，可以獲得最佳的室內陽光和空氣流通。而東西朝向的房間則會在相同條件下多耗能5%左右，在居住的時候沒有南北朝向的房間更具有舒適感，設計的過程中應該盡量避免。

（3）在建筑外墻材料的選用上要考慮到節能保溫的原則，高層建筑節能可以采用的是建筑節能改造模式，采用高效的建筑絕熱材料和復合墻體，通過墻體中巖棉、聚乙烯塑料、聚氨酯泡沫塑料、玻璃棉等新型保溫隔熱材料的應用來減小傳熱系數。

3 外窗節能設計

高層建筑中外窗是建筑能耗最為薄弱的環節，而且外窗在建筑中所占比例較大，能耗損失也是總能耗的1/3，在高層建筑節能的時候減少外窗的冷風滲透和傳熱量是十分重要的，主要的措施有：

（1）嚴格控制建筑窗墻比。根據高層建筑的一般規范，對建筑的不同朝向的窗墻比都是有相關的規定的，南向、北向、動向和西向的窗墻比不應該超過的范圍分別是35%、20%、30%。

（2）減少冷空氣滲透，提高建筑的氣密性。在建筑的細部要注重其氣密性的保護，選用新型的密閉性能優良的門窗材料，設置好門窗的密封條。在墻與門窗的縫隙之間注意使用松軟性彈性材料加以密封，框與扇、扇與扇之間都應該設置密閉封條。

（3）提高門窗的保溫性能。在門窗的材料選擇上要盡量的選用保溫性能良好的新型材料，在符合設計要求的同時要注意避免窗扇之間的縫隙長度，擴大單塊玻璃的面積，增加固定窗扇的比例，材料商雙層玻璃、三層玻璃或者是中空玻璃都是理想的選擇。

（4）設置相應的溫度阻隔區。在建筑的室內和室外要注意進行溫度的阻隔和緩沖帶的設置，這樣的一個中間的層次是可以起到直接較少空氣滲透的作用的，也控制了室內外直接的空氣交換和對流。

4 屋面的節能設計

建筑的外圍護結構中屋面占有很大的比例，且處于最高的位置，在高層建筑的保溫隔熱設計中是很重要的，屋面節能的設計對于建筑整體能耗的降低和室內溫度的改善作用尤其之大。

（1）屋面材料的選擇應該具有良好的節能效應。我國屋面通常采用正鋪法，即將保溫材料設置于防水層和屋面板之間。倒鋪法現在也是許多高層建筑可以采用的新的方式，其中保溫層材料選擇的是吸水率較低而且輕質高強的擠塑聚苯板。這樣的方式可以對保溫層起到很好的保護作用，避免防水層受到室外環境的變化和人為因素造成的影響，使防水材料的使用年限增加，具有很好的節能效果。

（2）淺色坡屋面節能方式。采用非金屬淺顏色的坡屋面可以起到隔熱保溫的作用，而且減少了屋面滲漏起到了有效的排水作用。顏色較淺的作用是反射掉65%的日照，節省了大約20～30%的能耗。

5 利用太陽能節能設計

開發新能源是高層建筑節能的一個新的方向，太陽能由于其清潔性和可再生的特點是建筑節能上最具有開發潛力的能源之一。我國的太陽能資源在大部分地區來說都是十分豐富的，有著天然的良好利用條件，國土面積2/3以上的地區年日照時數達到2200h，最長可達2800h～3300h。在高層建筑中，太陽能的利用方式已經出現了很多種，例如太陽能熱水、太陽能發電、被動式太陽能采暖以及主動式太陽能空調等。太陽能資源在我國的有些地區能夠實現完全利用的方式，大大的節省了建筑的能耗。隨著高層建筑的節能設計日益先進，高層建筑在室內采暖設備和附加陽光間的節能設計也取得了很大的進步，受到越來越多的研究者的關注，是未來利用的新方向。

6 結束語

面對日益緊張的能源問題，建筑的節能研究已經得到了全世界的關注，近30年來，世界各國在節能的研究上都有了很大的進展，對于建筑新材料和設計施工一級建筑節能的認證和管理方面都做出了很多不同的工作。我國的高層建筑節能設計也是熱點之一，在建筑節能的上，需要結合實際情況，同時借鑒國外的先進技術，對于高層建筑的節能設計做出更多的工作，這也是未來高層建筑節能設計發展的方向。

參考文獻：

[1] 袁海生.高層建筑節能設計探討[J].建筑與規劃設計，2012.

[2] 王懷.關于房屋建筑設計中節能設計的探討[J].科技風，2010.

[3] 康力偉.高層建筑節能設計對策探討[J].2011.

[4] 張瑞文.高層建筑節能設計研究[J].建設科技，2011.