简论高层建筑节能设计的重要性

1、简论高层建筑节能设计的重要性【摘要】建筑节能的概念早在上世纪 70 年代就已经 被提出，其核心思想是减少建筑的能耗，提高能源在建筑中 的使用效率。随着我国经济和建筑行业的快速发展，建筑节 能的问题已经逐渐受到人们的重视。本文就高层建筑的节能 设计的重点进行了研究，对于我国高层建筑节能的发展提供 一定的参考。【关键词】高层建筑 节能设计 根据有关的研究证明，全球能源消耗的45%是用于建筑物的制冷、取暖和采光等的要求，这表明在建筑方案设计的 时候节能设计是节省全球能源的强有力措施。很多的设计者 在建设的时候只求利益和建筑的形式，其节能设计却是被忽 略和不受重视的。建筑节能不仅是建筑本身，而且与气候

2、条 件、建筑物的形式、建筑朝向、周边环境还有外围护结构等 都有着密不可分的联系。本文就高层建筑节能设计的几个要 点做出几点分析。一、建筑外形节能设计1 目前高层建筑住宅设计中存在的问题 随着高层建筑数量的不断增加，高层建筑中存在的一些 问题也不断的凸显，例如体形庞大，容积率过高，相邻建筑 互相遮挡、不通透等问题，直接导致了城市人居环境质量下 降。这与近年来一些城市建高层建筑设计者贪大求高，只重 视立面形式和空间使用功能，而忽略生态环境的保护，有着 直接的关系。对建筑设计节能认识不足，没有在设计中采用 节能措施，往往会造成高能耗。所说的建筑节能，既包括建 筑本身的节能，即建筑物的形体变化、朝向，

3、外围护结构保 温，隔热的性能，门窗质量，同时也包括城市的综合环境、 气候条件、总体布局等因素。关注建筑本身，采用节能设计 理念是最主要的。2 优化建筑位置及朝向设计考虑建筑环境及朝向是高层建筑定位时首先应考虑的 问题。要满足日照的要求，就不能有过高的容积率。巨大的 阳光辐射能量，能够为建筑带来大量的能量，特别是对寒冷 地区人们而言，充分的利用阳光这个自然能源显得十分的重 要。建筑的设计者，在确定建筑的方位时，必须要把建筑的 朝向考虑在内，根据建筑和地理情况，通过太阳高度角做出 日影响图，从而确定建筑在冬季每天的日照时间。因此，为 了最大的扩大采光面，建筑的南向开窗面积尽可能大些，在 充足采光条

4、件下，北向、东向窗尽可能小些，从而获得更多 的太阳光线，有效的减少热损失，保持室内的温度环境。3 优化围护结构将混凝土空心砌块用于高层建筑围护结构保温，是当前 国外高层建筑节能普遍采用的方式。外墙是围护结构的主体 部分，要保证建筑的节能，就必须要在外墙设计上作出相应 的调整。砖石结构房屋是钢筋混凝土框架或剪力墙承重结构， 所以，其围护结构都是属于填充材料。因而为了有效的减轻 荷载，满足保温、隔热的要求，通常会采用轻质高效的保温 材料。但是高层建筑的围护结构有所不同，一般来说，高层 建筑的围护墙体，不应该使用外侧保温的聚苯乙烯泡沫板、 舒乐板、 PG 板，岩棉板等轻质保温材 ?。在材料的选择和应

5、 用上，应该与建筑整体的寿命同步。我国长期以实心黏土砖为主要的墙体材料，用增加砌筑 厚度来满足保温要求，这对能源和土地资源是一种严重浪费， 因而在节能的前提下，应进一步推广复合墙体和空心砖墙技 术。复合墙体的应用越来越广泛。其主要原理为：用砖或钢 筋混凝土做承重墙，并与绝热材料复合达到增加墙体的保温 隔热性能， 绝热材料主要有矿棉、 岩棉、聚苯乙烯、 玻璃棉、 膨胀珍珠岩、加气混凝土等。目前复合墙有两种做法：内 保温，将绝热材料复合在外墙内侧。此方法施工简易，目前 应用广泛。 中间保温， 即将绝热材料设在外墙与内墙中间， 可取得良好的保温性，但要填充密实，避免内部空气对流。外保温，将绝热材料复

6、合在承重墙外侧，此方法热稳定性 好，居住较舒适，但外保温材料要经得起日晒雨淋和冰冻的 侵袭，对外保温材料的耐久性提出了很高的要求。4 控制体型系数及其他不利因素 从建筑耗能上看，高层建筑外围护墙体耗能量很大，大 概占整个建筑耗能的 25%左右。影响建筑外露面积的主要因 素之一，就是形体变化。通常情况下，体形系数越大其耗能 越多。这也是国外许多高层建筑造成圆塔形的主要原因之一， 比如美国洛杉矶的奸运饭店、法国戴高乐机场候机楼、纽约 第二大街 53 号办公楼等高层建筑都是圆型或椭圆形。 因为， 在相同的面积下，圆的周长最短，采用圆形就可以有效的减 少建筑的外露面积。所以，为了减少建筑的能量损耗，在

7、设 计时高层建筑的形体变化应该尽可能的简约，而不应该过于 复杂。高层建筑的“风环境”是影响建筑耗能的因素之一。 尤其是在冬季，风力是影响建筑热量损失的主要因素之一， 如果增大冷空气的渗透量，那将会导致室内热损失加大。再 加上建筑某些部位处理不当，容易在墙体内部产生冷凝水。 所以，在设计时必须要科学、可靠、正确的选择建筑保温材 料。5 住区和外部环境规划 从整体上看，高层住宅生态设计，也是城市整体环境的 重要组成部分。所以在设计时，应该要从城市环境景观效果 的角度出发，尽量与周边环境形成良好的关系：构成良好 的整体风环境。在高层住宅的生态设计中，应该要注意结合 当地主导风向等气象资料，不仅要在相

8、对位置上，克服冬季 “恶性风流”的滋生，还要为创造夏季良好的室外自然通风 条件而努力。构成开敞的生态自然环境。为了了构造更多 的绿色生态环境，设计时应该尽量减少硬地，更多的利用水 滨、绿地，通过绿色和流水作为小气候的降温介质，这样可 以有效的应对夏季炎热状况，同时也可以扩大住宅楼的视野。构成“可调节”的植被体系。在设计中，应不能把植草理 解为“绿化”。应该注意尽可能的在住区内部生态住宅的南 侧广植落叶乔木。这样可以在夏季通过茂盛的树叶起遮荫作 用，在冬季又能够因为落叶枝疏，将阳光引入室内，以适应 冬寒夏热的气候条件。而为了在冬季挡风或引导风流应该在 住宅北侧，植常青树。6 内部空间 住宅内部空

9、间的组成和布局是生态住宅设计最关键的 问题。从生态优化的角度上看，为了减少能量消耗和室内的 不舒适性，住宅内部空间应具备适应冬寒夏热的能力，生态 设计应注意以下几点：建立一个通畅、直接的自然通风体 系：在住宅内部空间的设计上， 应该坚持连续、 顺畅的原则， 空间的高度和洞口位置，必须要注意考虑自然通风的效果。 通过有效的空间设计，可以有效的提高自然通风的风力压和 温度压的能力，保证每个居室都能有良好的通风效果。建 立生态住宅的温度分区规则：所谓的温度分区，就是在设计时根据不同居室的不同温度要求， 进行合理的、 有效的组合。8 结束语 城市高层住宅生态设计应处理好人、建筑和自然三者之 间的关系，创造一个舒适、安全的住区，同时又能很好地保 护周围的城市环境，使得住宅成为人与自然沟通的界面，形 成共生、节能、循环的协作体系。在高层建筑设计中，设计 工作者应该从建筑设计的实用性和环保性出发，针对具体的 建筑工程及其外部环境，做出科学合理的节能设计方案。参考文献：1 蒙晓哲，周红涛建筑节能现状分析及思考 J陕西综 合经济， 2011 ，（04） .2 石中玉，孙建红.浅谈建筑节能设计J.山西建筑， 2009，