高層建筑節能設計的常見問題及對策

文_楊陽 天尚設計集團有限公司臺州分公司

近幾年，隨著社會經濟快速發展，帶動我國建筑行業穩定發展，并取得良好的發展成果。在建筑項目建設與使用中，能源消耗量比較大，所以應在建筑設計和施工過程中加以科學管控，把節能技術靈活應用其中，降低對能源的消耗，滿足國家倡導的節能環保發展要求。通過引進節能技術，可以減少能源消耗，在實際施工設計中，盡量選用無污染材料，嚴格按照國家標準施工，加強施工質量控制，選擇綠色環保的保溫、熱阻材料，保證建筑在后期投放應用中展現出節能性能，獲取理想的節能效果，推動我國建筑行業更好發展。

1 高層建筑節能設計的意義

開展高層建筑工程施工建設工作，在一定程度上可以促進我國社會經濟的穩定發展，利用高層建筑，可以提高土地使用率，有效解決我國出現的住房困難問題，改善生活環境。在高層建筑工程施工建設中，一般會采用冷暖設計方式，這種方式將會造成資源的大量消耗，給我國能源分配和發展帶來直接影響。基于此，在高層建筑設計過程中，在給人們提供舒適、安全的居住環境同時，還要保證能源科學應用，降低高層建筑對能源過量消耗的影響，提高能源使用率，把高層建筑能源需求控制在合理范疇內，讓其滿足國家高層建筑建設中能源使用標準。

2 高層建筑節能設計的常見問題

2.1 自然資源開發不足

對于建筑運行能源消耗而言，照明、取暖和通風等是能源消耗的具體部分。依賴電燈照明或者空調取暖，容易造成電力資源的大量消耗。受到節能設計理念影響，在高層建筑工程項目施工建設與應用時，廣泛使用采光技術和太陽能技術，有效提高能源使用效率，減少照明、取暖和通風等造成的能源消耗。但是從目前情況來看，在高層建筑節能設計中，部分單位沒有對自然資源科學開發，自然資源使用率不高。

2.2 結構設計不合理

在建筑項目運行過程中，大部分高層建筑都會面臨外圍結構性能不強的狀況，也就是保溫隔熱性能有待提高。通常情況下，建筑外圍結構有多種，如屋面、外墻等。在高層建筑項目建設過程中，其橫向屋面面積和豎向表面相比較小，因此墻體和建筑窗戶的保溫隔熱性能將會給建筑外圍結構保溫隔熱性能帶來一定影響。在建筑工程實際設計過程中，如果沒有對外圍結構設計科學管控，將會導致結構不具備較強的保溫隔熱性能，在某種程度上增加空調供暖系統運行中能源消耗量。

2.3 節能設計不全面

在實際中，國家已經全面倡導在高層建筑工程項目施工中引進節能設計理念，例如照明節能設計、通風節能設計等，但是由于節能設計理念沒有全面滲透，導致電力資源遭受嚴重浪費，和西方發達國家比較，我國在建筑行業節能設計方面，特別是在通風系統和照明系統設計上，設計水平比較落后，還無法獲得理想的節能設計效果。

3 高層建筑節能設計常見問題的處理對策

3.1 合理開發自然資源

在高層建筑節能設計中，應合理開發，科學使用自然資源，利用太陽能、風能等自然資源實現建筑內部供暖，提高建筑取暖、采光、保溫性能，凈化建筑內空氣，改善空氣質量。太陽能主要是利用太陽光產生熱量，形成化學反應，將太陽能轉變為熱能或者電能，為建筑運行提供能量。太陽集熱器能夠收集太陽發生的熱量，并將其轉變為熱能，在寒冷的冬季可以給建筑供暖，在炎熱的夏季，太陽集熱器能夠設計成空調，給人們提供舒適、涼快的生活環境。太陽能設備運行過程中無需燃燒燃料，不會給生態環境帶來任何影響，滿足國家提出的節能環保發展戰略。風能則是空氣流動過程中產生的能量，通過風能供電能夠把風能當作建筑內部充電、照明、無線電通信的電壓，以降低對電力資源的消耗，節省不可再生資源。

3.2 優化建筑結構設計

一方面，調整高層建筑空間結構。在對高層建筑空間結構調整過程中，應做好建筑內部節能設計工作，高層建筑窗墻比例設定合理，窗墻面積作為建筑采光的主要因素，正常且合理的窗墻比例一般為0.3。在選擇玻璃幕墻過程中，應分析采光、隔聲、熱性能等因素，當前普通中空玻璃和建筑節能標準有著一定差異，因此在建筑設計過程中，應綜合思考中空玻璃適應性與當地氣候環境，適當提高門窗氣密性，盡可能減少冷熱空氣的進入。除此之外，窗框保溫性能也應得到高度重視，在實際設計過程中應給予廣泛關注，盡可能提高窗框密實度。另一方面，合理設計建筑外圍結構。建筑單位需要重視高層建筑外圍結構保溫處理，增強外圍結構隔熱能力，如果建筑為實體圍護結構，應采用導熱性系數小的多孔空心磚或者加氣混凝土砌塊，配合外墻保溫與門窗面積比，對外圍結構保溫隔熱造成的能源消耗進行科學管控。如果建筑采用的是透明圍護結構，則需要按照三項要求進行。第一，降低玻璃幕墻使用量；第二，合理控制窗墻面積比；第三，引進節能性玻璃和門窗材料。通過這種方式，可以提高建筑外圍結構節能性。

3.3 加強建筑節能設計

為了減少照明系統和通風系統在運行過程中能源消耗量，應該適當提高節能技術水平。在實際操作中，要想優化照明系統，應提高自然采光率，利用交叉式平面設計方式，滿足節能要求。通過中庭式或者內院式設計方式，提高自然采光效果。通過在邊庭種植適量的植物，可以創建良好的采光環境，優化環境，提高空氣質量。在實際中，通過使用太陽能發電技術，融入三基色節能燈進行建筑照明，減少電能消耗。在通風系統設計過程中，盡可能選用圓管型建筑或者懸掛式建筑。這種類型的高層建筑不但能夠節省土地資源，同時也能降低對生態環境的影響，建筑通風效果理想，抗風抗壓、抗震能力強。在通風設計過程中，應科學控制門窗面積，保證形成對流，合理利用室外空氣，降低建筑內部能源消耗。另外，合理安裝和維護空調系統，減少能源消耗，對建筑內部濕度與溫度的調節，保證室內空氣質量，加快空氣流通。

4 結語

在高層建筑工程施工設計中，會面臨自然資源開發利用不足、 結構設計不合理、節能設計不全面等問題，影響建筑節能效果。為了改變這種狀況，在實際節能設計過程中，相關部門應結合實際情況，合理開發并利用自然資源，通過使用太陽能、風能等來為高層建筑取暖、采光，凈化建筑內部空氣，改善空氣質量。為了提高節能性能，需要合理使用照明系統和通風系統，并對其優化處理，加強建筑節能設計，科學使用各種節能資源，提高高層建筑空間結構，保證建筑內部設計的合理性。與此同時，合理設計高層建筑外圍結構，降低由外圍結構保溫隔熱造成的能源損失，以提高建筑外圍結構保溫隔熱性能，滿足國家要求的節能環保要求，促進我國高層建筑更好發展。