超高層建筑新材料的選擇及其在節能設計中的應用探究

侯斯靚

超高層建筑的出現，受到了眾多城市的青睞，紛紛開始建設超高層建筑，在一定程度上帶動了城市經濟的發展，同時也有效的解決了城市用地不足的現狀。但是想要真正落實超高層建筑，除了施工難度和施工高度的增加，最主要的是要對自身的功能進行完善，而對自身功能起到決定作用的便是建筑材料，要選擇性能好的新材料，同時設計理念也十分關鍵，要始終保持節能設計的理念，這樣才能夠符合社會發展的需求，進而完善超高層建筑【1】。

1 對材料進行選擇以及節能設計在超高層建筑中應用的意義

超高層建筑具有較大的聚集性，能夠在滿足更多人居住需求的前提下能夠使土地資源得到極大的節省，在一定程度上能夠推動城市的發展建設。為了能夠使超高層建筑更好的滿足社會發展的要求，與其自身的性能也存在一定的關聯。為此，要選擇性能更好的新材料，這樣能夠從根本上保障超高層建筑的質量。

2 超高層建筑節能設計中存在的問題

2.1 數據控制受到影響

超高層建筑設計之初，需要先通過虛擬模型進行整體分析，但是并不能夠獲得完整的信息數據以及準確測定光能的吸收能力，因此無法實現對數據的有效控制，從而阻礙了節能設計。不僅如此，我國當前的電子技術很難完成超高層建筑的量化計算，也無法在堅持節能的理念下進行超高層建筑的整體布局。

2.2 材料的選擇

在進行建筑設計時，節能環保是重要的前提，這樣才能夠滿足社會的發展要求。但是從實際情況來看，超高層建筑在節能環保方面的要求較普通建筑而言相對較低，這樣明顯不符合社會發展的要求，因此需要做好對建筑材料的合理選擇，這樣才能夠落實超高層建筑節能環保的理念【2】。

3 超高層建筑新材料的選擇及其在節能設計中的應用

3.1 對新型鋼材的選擇及應用

隨著超高層建筑群數量的增加，拉動了建材行業的發展，尤其是鋼材業的發展，同時也對鋼材各方面的性能提出了更高的標準和要求。首先，增加鋼材的強度是必不可少的，這樣能夠從根本上保障超高層建筑的質量；其次，要增強鋼材的抗震系數，主要是因為超高層建筑比以往建筑要高，危險系數也會隨之上升，增強抗震系數，能夠保障超高層建筑的安全；最后，提升鋼材的耐久性，這樣能夠延長超高層建筑的使用壽命。

1）高張力鋼的選擇與應用，在建筑過程中，所使用的鋼材的塑性變形基本處于100-780n/mm2之間，其中使用最為廣泛的鋼材的塑性變形為400n/mm2。在進行超高層建筑時，想要使鋼材的塑性變形得到有效的提升，在制造階段就要注重提高鋼材的剛度，這樣能夠從根本上避免鋼材局部發生彎曲變形的情況，同時還要保障鋼材的可焊接性能。另外，對于一些地震頻發的區域，保障建筑物的安全性是建筑過程中需要重點考慮的問題，因此，高張力鋼要具有良好的塑性變形能力。

2）低屈服點鋼的選擇與應用，通過對超高層建筑實際施工情況分析與研究，已經得出了鋼材的屈服點以及鋼材屈服的特征，不但提高了超高層建筑抗震的能力，還使得抗震的整體實力得到了極大的提升，并且使超高層建筑的使用壽命也得到了延長。主要原理就是超高層建筑自身具有的某些特性吸收了地震對超高層建筑帶來的不良影響，保障了超高層建筑內部的安全性及穩定性，并且有效降低了地震所造成的不必要的損失。

3）TMCP鋼的選擇及應用，近些年來，我國的建筑形式逐漸朝向超高層建筑的方向發展，隨著高度的增加，對建筑所選用的鋼材也提出了更高的要求，尤其是鋼材的強度要比普通鋼材要大，而且斷面也要夠厚，這樣才能夠滿足超高層建筑對鋼材的使用要求。如果按照傳統方式進行鋼材冶煉的話，會在冶煉的過程中增加鋼材中的碳元素，這樣盡管能夠實現鋼材中碳含量的增加，但是鋼材本身的可焊接性能并沒有得到很好的提升。在這種情況下，塑性變形為490n/mm2的TMCP鋼正好能夠滿足建筑建設的需求，也因此被廣泛的應用到了超高層建筑中【3】。

3.2 鋼筋混凝土的選擇與應用

隨著超高層建筑群數量的增多，不僅對所使用鋼材的強度提出了更高的要求，對鋼筋以及混凝土的強度也提出了更高的標準和要求，使得鋼筋及混凝土的強度較之前都有了很大的提升。

3.3 鋼管混凝土的選擇與應用

隨著建筑鋼材強度的提升，能夠使構件的截面變薄，但是這也會使鋼管局部剛度降低，面對這種情況最為有效的解決措施就是使用CFT柱，這是一種新型的結構，主要是向鋼管中填充混凝土，最終能夠使鋼管和混凝土共同承擔來自外部的應力，這樣一來，與鋼管或混凝土相比，不僅剛度有所提升，而且變形能力也會更好。

4 結語

綜上所述，超高層建筑是國家建筑行業發展的必然趨勢，為了保障超高層建筑使用的安全性、穩定性以及使用壽命，首先就要做好對新材料的選擇，然后在進行超高層建筑設計的過程中要始終堅持節能的理念，能夠促進建筑行業的發展。