高層住宅設計中建筑節能的應用

張樹斌 馬洋 劉燕朋 惠雯雯

摘要：為了有效推進低碳節能發展理念，降低能源消耗率和提升能源利用率，用最少的資源投入達到最大的經濟效益和社會效益，需要各行各業的人們不斷努力。建筑行業的低碳節能化發展逐漸受到的大家的重視，由于高層住宅建筑是當前的重要建筑類型，深深影響著人們的生活，因此需要對這一類建筑的節能技術運用給予足夠的重視，結合建筑設計工作降低建筑能源消耗，提高居民生活空間品質，推動建筑綠色節能化發展。

關鍵詞：高層住宅；設計；建筑節能；應用

1、高層住宅建筑中能源消耗特點

要想找到針對性的節能設計，就必須要先準確了解高層住宅建筑中能源消耗的特點。對于高層住宅建筑來說，每天需要承載大量的工作，為了保證所有工作高效，順利的開展就需要后勤有大量的能量供應。要充分保證在供水、供暖、照明、空調、電梯、以及飲食等各個方面的正常運行，就必須會消耗掉大量的能量。那么在建筑的四個必備基礎系統中，其能量消耗所占的百分比如下：空調、供暖系統的耗電量達到整個建筑耗電量的百分之五十到百分之六十之間，而將會有百分之五十到百分之四十的能源會分配到照明系統及家電系統。同時由于是高層住宅建筑，所以其對建筑采光和通風能力的需求都比較高。由此可知，氣候對高層住宅建筑的影響較大。因此如果單純從環境與建筑之間的關系來找到節能問題的辦法那是無法達到理想效果的，所以最主要的還是要從建筑本身的特點條件出發考慮問題，尋找解決問題的辦法。在不斷強調可持續化發展的今天，節能對社會的發展越來越重要。

2、高層住宅設計中建筑節能設計的必要性

現階段我國建筑行業在新時期正處于高速發展時期，高層住宅建筑的整體數量正處于逐年遞增的趨勢，這是現代城市居民對高質量居住環境需求影響下的必然現狀，冬季采暖、夏季空調是高層住宅建筑在運行過程中無法缺少的重要組成部分，而在能源緊張局勢影響下高層住宅建筑節能設計已成為其發展中面臨的主要問題。高層住宅建筑節能設計是指高層住宅建筑設計在符合居民合理的舒適要求下，通過節能技術手段來減少高層住宅建筑整體能源消耗，同時也要求高層住宅建筑在使用過程中要提高能源的使用效率，這樣才能確保高層住宅建筑節能設計可以滿足建筑節能的要求。高層住宅建筑在設計過程中的定位首先要考慮其對城市環境的影響，建筑容積率過高會導致部分建筑難以滿足日照要求，但光照在我國北方地區建筑設計中有著不可取代的作用，同時陽光對城市居民的身體健康也會有著直接影響，所以要求高層住宅建筑設計過程中必須要充分考慮其位置和朝向，而建筑的方位設計也與建筑節能有著直接關系。

3、高層住宅設計中建筑節能的應用

3.1使用環保效果良好的綠色建筑材料

當今社會中許多高層住宅建筑建設過程中都會大量使用能耗高的建筑材料，因此建筑施工建設過程中會帶來大量能源消耗，不利于建筑低碳經濟的發展，同時影響到生活環境品質。高層住宅建筑通常采用鋼筋混凝土框架結構，由于這種結構的斷面大，通常會大量消耗砂石、水泥和水，對國土資源是一種巨大的消耗。在建筑使用壽命達到年限后需要進行鋼筋混凝土的拆除工作，在拆除過程中沒有拆除干凈的砂石和水泥等很難再被重新利用，因此會對周圍環境造成污染。在高層住宅建筑設計過程中，需要選取環保性能良好的建筑施工材料，優先考慮可以回收再利用的建筑材料，對于高能源消耗的建筑材料盡量少用，這樣才能降低建筑施工建設帶來的二氧化碳排放量，達到建筑節能減排的目的，提高建筑節能環保性能。

3.2建筑物整體布置的設計

（1）朝向。隨著空調的普遍使用，在建筑物的朝向問題上似乎人們已經不再關注，為了達到更大的容積率以及更好的景觀效果，很多高層住宅建筑都是東西向的。對于這種朝向的建筑，建筑能耗就變得更加嚴重，為了提高建筑的節能效率，改變建筑的朝向是十分重要的。太陽的輻射以及空氣滲透引發的耗熱量都容易受到建筑朝向的影響，因此在進行朝向選擇問題上要注意太陽輻射以及風向等這些因素的影響。建筑物應該采用南北向進行平面布置，并且建筑物要能夠進行自然通風。在建筑內部的房間分布中，主臥以及客廳等重要房間應該盡可能的面朝南，這樣的設計能夠降低大約40%左右的電荷需求，可見建筑朝向對節能有著重大的影響。（2）根據太陽運動軌跡提出的維度理論，建筑物的平面形式也影響著建筑的能耗。通常，擁有最小面積的是圓形平面，它的熱損耗是最小的，空調等控溫電器對電負荷的要求也比較小。但是從對太陽能的利用效率上看，矩形平面比圓形的要高。為了使建筑背墻的熱能損失率最小，設計平面進深也是一種節能手段。對于一間面積在15m2以下的平面進深房間，它可以形成內部的穿堂風，從而將室內渾濁的氣體和不需要的熱量都帶走。

3.3建筑外圍護結構的節能設計

（1）屋頂節能設計。高層住宅建筑設計過程中針對外圍護結構的節能設計，可以采用高效保溫材料、倒置保溫以及架空型保溫等作為屋頂結構形式，這是因為這種結構形式可以為夏季高溫地區、冬季低溫地區的建筑物內部提供適宜的生活溫度，同時也可以降低這兩個地區高層住宅建筑物在運行過程中的整體能源消耗。高層住宅建筑設計過程中合理的屋頂保溫和隔熱設計，可以為髙層建筑在使用中減少很多能源消耗，同時也降低了高層住宅建筑在使用過程中對環境的影響，所以高層住宅建筑設計中的節能屋頂結構形式有著很大的推廣性。（2）高層住宅建筑外墻、門、窗節能設計。高層住宅建筑設計過程中應采用保溫或隔熱效果優秀的建筑材料作為外墻，這樣對實現高層住宅建筑在使用中的建筑節能有著重要作用。高層住宅建筑上的門、窗等結構是用來通行、采光和通風之用，同時也是高層住宅建筑節能設計的重點處理位置，因為高層住宅建筑室內的整體面積相對較對，這樣便可以通過設計來增加通風、采光等與外界的交換項目，而大落地窗和外飄窗已成為高層住宅建筑設計過程中不可缺失的組成部分，這些對強化高層住宅建筑物的保溫和隔熱等功能有著重要作用。高層住宅建筑設計過程中要在門、窗以及陽臺等位置進行合理的節能設計，通過增加門、窗等結構的密封性來減少通風次數，并要根據地區天氣特點合理化減少門、窗的透明度以及面積，這對強化高層住宅建筑的整體能源使用效率有著重要作用。

4、結束語

綜上所述，建筑節能技術的應用表現在對建筑整體布置、外圍護結構的設計等幾個方面，另外在建筑材料的選取上也要根據節能和建筑構造的整體要求進行統籌設計，達到建筑與環境更好融合的效果，使得建筑具有更高的生態和經濟效益，符合節能的要求。隨著建筑節能技術的不斷提高，將會在未來的高層住宅建筑中更好的運用。

參考文獻：

[1]芻議建筑節能在民用住宅建筑中的應用[J].王鑫，劉玲玲.門窗.2015（11）.

[2]低輻射玻璃窗高層住宅建筑能耗計算[J].陳蘭娥，劉佳瓊.山西建筑.2014（18）.

[3]住宅項目中的被動節能設計實踐[J].馬艷秋，劉娟.中國住宅設施.2014（05）.

（作者單位：中國建筑第八工程局有限公司西北分公司）