高層住宅建筑節(jié)能設(shè)計探討

姜楠

摘 要：現(xiàn)如今，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市的高層建筑數(shù)量與日俱增，隨之也帶來了巨大的建筑能源消耗，究其主要原因是在進(jìn)行建筑節(jié)能設(shè)計時存在部分缺陷和問題。擬從高層住宅建筑規(guī)劃設(shè)計、空間設(shè)計、維護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計和環(huán)境設(shè)計出發(fā)，探討建筑節(jié)能綠色環(huán)保的設(shè)計方案，以期獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會效益。

關(guān)鍵詞：高層住宅；建筑；節(jié)能設(shè)計

1 引言

近年來，隨著我國城鎮(zhèn)化建設(shè)的加快，特別是在住宅建設(shè)方面，雖然在設(shè)計及建設(shè)過程中采取了一定的保溫隔熱措施，但建筑物能耗依然十分嚴(yán)重；此外，由于霧霾氣候越來越頻繁，造成廣大人群的呼吸系統(tǒng)疾病發(fā)生頻繁，霧霾氣候的形成因素較為復(fù)雜，但可以確定的是，其中供暖季排放的大量碳?xì)浠衔铩⒍趸嫉攘Ｗ邮窃斐伸F霾產(chǎn)生的元兇之一。因此建筑節(jié)能設(shè)計在當(dāng)今社會顯得越來越重要，是實現(xiàn)建筑行業(yè)節(jié)能減排，促進(jìn)社會可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略。

2 住宅建筑的節(jié)能設(shè)計

我國住宅建筑節(jié)能主要通過降低建筑物冬夏兩季的熱量損耗來實現(xiàn)，主要實現(xiàn)途徑是：降低建筑物外表面積和強化建筑圍護(hù)的結(jié)構(gòu)形成保溫措施，增強房屋門窗的氣密性。住宅建筑節(jié)能設(shè)計應(yīng)盡量利用太陽輻射獲得熱能，減少采暖設(shè)備的過量耗能；房屋設(shè)計充分利用自然通風(fēng)，以減少空調(diào)使用的頻率和耗電量，并充分利用自然采光，采用高效率的燈具設(shè)備等節(jié)能措施。房屋節(jié)能設(shè)計措施主要有：1）設(shè)計中必須考察住宅建筑的位置和朝向，盡可能使建筑面朝南，房屋設(shè)計應(yīng)充分利用太陽光，科學(xué)計算墻體的開窗位置和大小，便于自然通風(fēng)降溫。2）住宅房屋的屋面保溫材料可以選用加氣混凝土塊和聚苯乙烯板材，還可選用硬質(zhì)聚氨酯防水保溫等高質(zhì)量的材料，還可以采用新型的保溫材料，不僅能保證建筑固有的功能，而且集防水、保溫于一體，進(jìn)一步強化房屋的保溫措施，提高住宅建筑的節(jié)能效率，但要結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況選用，不可本末倒置。

3 高層住宅建筑節(jié)能設(shè)計

3.1 高層住宅建筑的節(jié)能與空間設(shè)計

建筑節(jié)能在高層住宅建筑空間設(shè)計中的運用主要體現(xiàn)在立面與平面兩個方面，其設(shè)計目標(biāo)為，滿足建筑居民的通風(fēng)需求，繼而提高建筑物建設(shè)使用的舒適度。立面的空間設(shè)計，其節(jié)能性目標(biāo)的實現(xiàn)，應(yīng)在建筑物上部位置設(shè)置出風(fēng)口，以提升整體的通風(fēng)效果。具體而言，就是在建筑物中間設(shè)置能夠?qū)崿F(xiàn)上下貫通的垂直空間，并將出風(fēng)口控制在屋面高度以上。此過程，對于出風(fēng)口高低的控制，其決定了室內(nèi)空氣的流動方向，因此，會對室內(nèi)環(huán)境造成影響。故而，節(jié)能空間設(shè)計人員應(yīng)與建筑物內(nèi)各類方面的實際使用功能進(jìn)行結(jié)合，以對出風(fēng)口的高低進(jìn)行設(shè)置。如，廚房，可根據(jù)人類的身高作為設(shè)計參考，臥式，可根據(jù)睡眠姿勢作為參考，以提高進(jìn)出風(fēng)口設(shè)計的科學(xué)合理性。而平面設(shè)計，應(yīng)盡量通過節(jié)能控制，使室內(nèi)的空氣實現(xiàn)對流，即合理安排各個方面窗戶與朝向等，來增加室內(nèi)環(huán)境的空氣流動。此外，還可增加進(jìn)出風(fēng)口的面積，即通過調(diào)整窗戶的開啟形式，來使建筑物室內(nèi)環(huán)境的風(fēng)速呈現(xiàn)出流暢性與均勻性。

3.2 施工過程中門窗方面節(jié)能技術(shù)

在施工過程中門窗建設(shè)是建筑項目中的一項重要組成部分，在方案設(shè)計的過程中必須要充分考慮到門窗的價格和質(zhì)量，要通過合理的方式對建筑整體進(jìn)行規(guī)劃，在價格許可的范圍內(nèi)能選擇更加節(jié)能環(huán)保的門窗來進(jìn)行安裝。在高層住宅的總體施工構(gòu)架中，要明確門窗的總體造價和總工程量，促使其可以在各個方面符合一定標(biāo)準(zhǔn)。施工中門窗的保溫材料選取時，必須要選擇合適的材料來與裝飾工程進(jìn)行配套，讓門窗的選擇和裝飾工程造價兩者之間存在一個有機(jī)的平衡。也就是說，在門窗的節(jié)能設(shè)計方面，既要對門窗的材料進(jìn)行合理選擇，還要充分考慮到工程總構(gòu)架，選擇合適的節(jié)能策略。門窗進(jìn)行安裝時，需要在門窗上涂抹必要的防腐材料，處理好防腐工作。門窗在防腐材料的選擇方面可以考慮到環(huán)保措施，一般在住戶入住之前都要對室內(nèi)的各種有毒氣體進(jìn)行測試，所以在防腐材料選擇方面必須要充分注意到無毒和環(huán)保這兩個方面。門窗安裝時，要充分考慮好這個過程中的銜接處理工作，將這個環(huán)節(jié)處理好可以有效地完成節(jié)能工作，節(jié)省這個過程的資源。特別是在高層住宅的建設(shè)過程中，要對門窗的使用量、門窗型號和相關(guān)數(shù)量參數(shù)規(guī)格方面進(jìn)行明確把握。通過各個細(xì)小的環(huán)節(jié)和角度來有效完善門窗處理環(huán)節(jié)，實現(xiàn)節(jié)能減排的目的。

3.3 外環(huán)境設(shè)計

在對高層住宅建筑的周圍環(huán)境設(shè)計上，首先要注重綠化的節(jié)能設(shè)計。建筑周圍較好的綠化環(huán)境會調(diào)節(jié)冬夏兩季的溫度，良好的樹木覆蓋面積會減少夏季太陽光輻射和地面的反射熱量，通過調(diào)查測試綠化環(huán)境好的建筑物會比沒有綠化環(huán)境的建筑物平均低兩到三度，在夏季下午的升溫速度上也有較為明顯的影響，通過墻體綠化、屋面綠化、樓間綠化等方式直接作用于高層住宅內(nèi)部的溫度，在綠化的設(shè)計上可以使用高大常綠喬木與灌木結(jié)合的綠化帶，從生態(tài)環(huán)境方面來提高高層住宅建筑的節(jié)能效果和住宅舒適度。

3.4 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫層隔熱設(shè)計

高層住宅建筑設(shè)計過程中，需要充分對抗震等方面的進(jìn)行考慮，而外圍護(hù)結(jié)構(gòu)上需要充分考慮到鋼筋混凝土等要求。這些部位在設(shè)計上與內(nèi)部主體部位有很大不同，在室內(nèi)外溫差的作用下，需要采用科學(xué)的方法處理好熱流通道熱橋。在熱橋部位很容易出現(xiàn)熱量的損耗，為了避免，可以充分利用好外墻的隔熱技術(shù)。此外，在這些結(jié)構(gòu)中因為材料和設(shè)計的不同還可能會出現(xiàn)一些異常的部位，比如，在內(nèi)外墻的丁字結(jié)構(gòu)、女兒墻與屋面交接部位，經(jīng)常會由于受力擠壓而出現(xiàn)變形等，這即是熱工性能的薄弱之處，也是高層住宅建筑整體的設(shè)計施工難點，要充分提高門窗的氣密性設(shè)計，良好的氣密性是實現(xiàn)對室內(nèi)外冷熱空氣控制的一個有效措施，在具體的施工方式上要采用大塊玻璃門窗，用有效的方式來減少玻璃之間的有效縫隙，通過保溫砂漿或者是泡沫塑料這些材料來完成填充，在科學(xué)有效地完成這些建設(shè)之后能夠有效地減少冷熱空氣地流動，大幅度地提升氣密性，以此來實現(xiàn)高能建筑設(shè)計的節(jié)能效果。在建筑平面的設(shè)計效果上，要根據(jù)太陽高度角和四季太陽光線的變化來適當(dāng)?shù)恼{(diào)整住宅平面建設(shè)的節(jié)能設(shè)計，在材料選擇和設(shè)計方面要充分考慮到全年的損耗，要采用科學(xué)的采暖和空調(diào)耗能裝置，使這些耗能的標(biāo)準(zhǔn)不低于國家在這方面工程建設(shè)法規(guī)中規(guī)定的數(shù)值，外圍護(hù)設(shè)計還要充分考慮到水資源的合理利用和廢水回收，使高層住宅小區(qū)內(nèi)部實現(xiàn)水循環(huán)并有效降低污水的排放量，對小區(qū)的居民生活用水進(jìn)行一個合理的規(guī)劃，將水資源進(jìn)行更好的利用。

4 結(jié)語

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，越來越多的高層住宅建筑出現(xiàn)在了城市中，這種建筑可容納人數(shù)較多，擴(kuò)大了城市對人數(shù)的包容性和信息處理速度，可持續(xù)理念的大力發(fā)展對以框剪墻體結(jié)構(gòu)為主的高層住宅建筑的節(jié)能目標(biāo)的達(dá)成提出了新的挑戰(zhàn)，如何將高層建筑綠色環(huán)保生態(tài)化，應(yīng)在設(shè)計時注意與自然科學(xué)相結(jié)合進(jìn)行節(jié)能設(shè)計，如果只靠砌塊的熱工性能來進(jìn)行建筑節(jié)能設(shè)計，節(jié)能效果甚微，所以要建立符合鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的外墻保溫體系，在規(guī)劃設(shè)計、空間設(shè)計、圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計、環(huán)境設(shè)計上都采取節(jié)能的方案措施，保證高層住宅建筑物符合《居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》中的規(guī)定和要求，高層住宅建筑的節(jié)能設(shè)計符合社會發(fā)展的需求，具備較好的經(jīng)濟(jì)收益、環(huán)境效益和社會效益，也是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然態(tài)勢和必然選擇。

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