高層建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的要點(diǎn)分析

　　根據(jù)有關(guān)的研究證明，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，這表明在建筑方案設(shè)計(jì)的時(shí)候節(jié)能設(shè)計(jì)是節(jié)省全球能源的強(qiáng)有力措施。很多的設(shè)計(jì)者在建設(shè)的時(shí)候只求利益和建筑的形式，其節(jié)能設(shè)計(jì)卻是被忽略和不受重視的。建筑節(jié)能不僅是建筑本身，而且與氣候條件、建筑物的形式、建筑朝向、周邊環(huán)境還有外圍護(hù)結(jié)構(gòu)等都有著密不可分的聯(lián)系。本文就高層建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的幾個(gè)要點(diǎn)做出幾點(diǎn)分析。

　　一、建筑外形節(jié)能設(shè)計(jì)

　　我國(guó)的高層建筑在建筑的形式上有著比較大的相似之處，在建筑物的外圍護(hù)的主題就是墻體，其主要的能源消耗就體現(xiàn)在夏季的隔熱和冬季的保溫上。由于外圍護(hù)結(jié)構(gòu)在建筑的外墻中占有較大的比例而且是能耗的主要結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行高層建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)的時(shí)候需要對(duì)外墻保溫技術(shù)進(jìn)行改革，對(duì)于外墻材料有新的發(fā)展和應(yīng)用。

　　我國(guó)的建筑墻體一般是采用單一材料，具有較大的導(dǎo)熱系數(shù)，單一材料能源消耗太大，是一般高保溫材料的20倍，無(wú)法滿足保溫隔熱的要求，在節(jié)能的前提條件下要加強(qiáng)對(duì)于復(fù)合墻體的應(yīng)用和開(kāi)發(fā)，墻體不至于過(guò)厚而且又具有良好的保溫性能。

　　1、減少建筑的外表面積。建筑的設(shè)計(jì)不能太過(guò)凹凸，控制好體型系數(shù)比。建筑體形系數(shù)是指建筑的外表面積與建筑體積的比值，控制好建筑外表面的面積是關(guān)鍵，設(shè)計(jì)的過(guò)程中要在符合了功能的要求上合理的考慮外表面的設(shè)計(jì)，盡量較少凹凸，如陽(yáng)臺(tái)的設(shè)置太出挑等，可以降低房屋的層高或者是增大其進(jìn)深控制體形系數(shù)不得超過(guò)0.3。

　　2、選擇最佳的建筑方位。在建筑設(shè)計(jì)的時(shí)候平面的布置上要合理，符合最佳的建筑方位的原則，一般來(lái)說(shuō)建筑的南向是最佳的方向，可以獲得最佳的室內(nèi)陽(yáng)光和空氣流通。而東西朝向的房間則會(huì)在相同條件下多耗能5%左右，在居住的時(shí)候沒(méi)有南北朝向的房間更具有舒適感，設(shè)計(jì)的過(guò)程中應(yīng)該盡量避免。

　　3、在建筑外墻材料的選用上要考慮到節(jié)能保溫的原則，高層建筑節(jié)能可以采用的是建筑節(jié)能改造模式，采用高效的建筑絕熱材料和復(fù)合墻體，通過(guò)墻體中巖棉、聚乙烯塑料、聚氨酯泡沫塑料、玻璃棉等新型保溫隔熱材料的應(yīng)用來(lái)減小傳熱系數(shù)。

　　二、外窗節(jié)能設(shè)計(jì)

　　高層建筑中外窗是建筑能耗最為薄弱的環(huán)節(jié)，而且外窗在建筑中所占比例較大，能耗損失也是總能耗的1/3，在高層建筑節(jié)能的時(shí)候減少外窗的冷風(fēng)滲透和傳熱量是十分重要的，主要的措施有：

　　1、嚴(yán)格控制建筑窗墻比。根據(jù)高層建筑的一般規(guī)范，對(duì)建筑的不同朝向的窗墻比都是有相關(guān)的規(guī)定的，南向、北向、動(dòng)向和西向的窗墻比不應(yīng)該超過(guò)的范圍分別是35%、20%、30%。

　　2、減少冷空氣滲透，提高建筑的氣密性。在建筑的細(xì)部要注重其氣密性的保護(hù)，選用新型的密閉性能優(yōu)良的門(mén)窗材料，設(shè)置好門(mén)窗的密封條。在墻與門(mén)窗的縫隙之間注意使用松軟性彈性材料加以密封，框與扇、扇與扇之間都應(yīng)該設(shè)置密閉封條。

　　3.提高門(mén)窗的保溫性能。在門(mén)窗的材料選擇上要盡量的選用保溫性能良好的新型材料，在符合設(shè)計(jì)要求的同時(shí)要注意避免窗扇之間的縫隙長(zhǎng)度，擴(kuò)大單塊玻璃的面積，增加固定窗扇的比例，材料商雙層玻璃、三層玻璃或者是中空玻璃都是理想的選擇。

　　4、設(shè)置相應(yīng)的溫度阻隔區(qū)。在建筑的室內(nèi)和室外要注意進(jìn)行溫度的阻隔和緩沖帶的設(shè)置，這樣的一個(gè)中間的層次是可以起到直接較少空氣滲透的作用的，也控制了室內(nèi)外直接的空氣交換和對(duì)流。

　　三、屋面的節(jié)能設(shè)計(jì)

　　建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中屋面占有很大的比例，且處于最高的位置，在高層建筑的保溫隔熱設(shè)計(jì)中是很重要的，屋面節(jié)能的設(shè)計(jì)對(duì)于建筑整體能耗的降低和室內(nèi)溫度的改善作用尤其之大。

　　1、屋面材料的選擇應(yīng)該具有良好的節(jié)能效應(yīng)。我國(guó)屋面通常采用正鋪法，即將保溫材料設(shè)置于防水層和屋面板之間。倒鋪法現(xiàn)在也是許多高層建筑可以采用的新的方式，其中保溫層材料選擇的是吸水率較低而且輕質(zhì)高強(qiáng)的擠塑聚苯板。這樣的方式可以對(duì)保溫層起到很好的保護(hù)作用，避免防水層受到室外環(huán)境的變化和人為因素造成的影響，使防水材料的使用年限增加，具有很好的節(jié)能效果。

　　2、淺色坡屋面節(jié)能方式。采用非金屬淺顏色的坡屋面可以起到隔熱保溫的作用，而且減少了屋面滲漏起到了有效的排水作用。顏色較淺的作用是反射掉65%的日照，節(jié)省了大約20~30%的能耗。

　　四、利用太陽(yáng)能節(jié)能設(shè)計(jì)

　　開(kāi)發(fā)新能源是高層建筑節(jié)能的一個(gè)新的方向，太陽(yáng)能由于其清潔性和可再生的特點(diǎn)是建筑節(jié)能上最具有開(kāi)發(fā)潛力的能源之一。我國(guó)的太陽(yáng)能資源在大部分地區(qū)來(lái)說(shuō)都是十分豐富的，有著天然的良好利用條件，國(guó)土面積2/3以上的地區(qū)年日照時(shí)數(shù)達(dá)到2200h，最長(zhǎng)可達(dá)2800~3300h。

　　在高層建筑中，太陽(yáng)能的利用方式已經(jīng)出現(xiàn)了很多種，例如太陽(yáng)能熱水、太陽(yáng)能發(fā)電、被動(dòng)式太陽(yáng)能采暖以及主動(dòng)式太陽(yáng)能空調(diào)等。太陽(yáng)能資源在我國(guó)的有些地區(qū)能夠?qū)崿F(xiàn)完全利用的方式，大大的節(jié)省了建筑的能耗。隨著高層建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)日益先進(jìn)，高層建筑在室內(nèi)采暖設(shè)備和附加陽(yáng)光間的節(jié)能設(shè)計(jì)也取得了很大的進(jìn)步，受到越來(lái)越多的研究者的關(guān)注，是未來(lái)利用的新方向。這樣的新技術(shù)能夠改善室內(nèi)的熱環(huán)境從而節(jié)約資源，而且不論外間環(huán)境變化如何劇烈都不會(huì)是室內(nèi)均衡的溫度分布狀況受到影響。

　　五、合理的利用基地地形

　　對(duì)于不同的建筑基地應(yīng)該有不同的建筑設(shè)計(jì)方法對(duì)與之相適應(yīng)以獲取最佳的節(jié)能設(shè)計(jì)的要求。比如在平坦的地形上應(yīng)該最佳設(shè)置成正南正北朝向的，適當(dāng)?shù)钠鞘窃试S的，這樣通風(fēng)良好的同時(shí)又能夠保證日照間距，而且很好的節(jié)約了用地;在南高北低的地形上，要注意控制前后排建筑的層數(shù)以控制其高度，避免拉大了日照間距浪費(fèi)土地。還可以對(duì)高差所形成的坡地進(jìn)行利用，成為車(chē)庫(kù)或者是半封閉空間和儲(chǔ)藏空間;在北高南低的坡地上，由于地基是向陽(yáng)的，所以在布置建筑的時(shí)候可以順著坡向平行布置高層建筑，這樣可以是建筑獲得良好的日照和通風(fēng)狀況，事業(yè)上也可以保持開(kāi)闊，同時(shí)建筑日照可以滿足;在東西向的坡地上，高層建筑的排布則需要垂直于坡地布置，建筑的層數(shù)和高度也應(yīng)該跟隨坡地的高差做出相應(yīng)的調(diào)整，保持足夠的間距同時(shí)達(dá)到用地最節(jié)省的目的;最后，在建筑地形是邊角的狀況下，要根據(jù)地形的實(shí)際情況布置塔式或者是單元式高層建筑，基地的北側(cè)布置高層建筑是最佳的選擇，保證了建筑的日照同時(shí)節(jié)省了建筑用地。

　　六、結(jié)束語(yǔ)

　　面對(duì)日益緊張的能源問(wèn)題，建筑的節(jié)能研究已經(jīng)得到了全世界的關(guān)注，近30年來(lái)，世界各國(guó)在節(jié)能的研究上都有了很大的進(jìn)展，對(duì)于建筑新材料和設(shè)計(jì)施工一級(jí)建筑節(jié)能的認(rèn)證和管理方面都做出了很多不同的工作。我國(guó)的高層建筑節(jié)能設(shè)計(jì)也是熱點(diǎn)之一，在建筑節(jié)能的上，需要結(jié)合實(shí)際情況，同時(shí)借鑒國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，對(duì)于高層建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)做出更多的工作，這也是未來(lái)高層建筑節(jié)能設(shè)計(jì)發(fā)展的方向。