高层建筑涉及的节能问题探析

葵曦

摘 要:城市的发展,高层建筑的增多,如何节能引起了各方的思考,本文重点从太阳能与建筑一体化设计的角度,浅谈高层建筑如何通过合理地利用太阳能来达到节能的目的。

关键词:高层建筑太阳能技术设计

中图分类号:TU7 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)06(a)-0050-01

1 高层建筑节能的必要性分析

随着我国城市化速度的加快,城市人口的迅速增长,人居问题和配套设置的功能性要求,带来了较大的用地矛盾,为此小高层、高层建筑拔地而起,成为了城市建筑的主流形式,同时,从能源利用的情况来看,建筑耗能的大幅增长,加上人们生活品味和生活质量的要求节节攀升,导致了常规商品能源出现了供应上的困难,建筑节迫在眉睫。

随着技术的进步,为满足人们日常所需,新能源的应用有效地缓解了能源的危机,新能源进行建筑节能就显得至关重要,特别是太阳能作为一种新型、无污染、可再生能源,合理利用可以从根本上减少我国大中型城市的建筑能耗,将太阳能热水系统整合到中高层住宅的设计中,太阳能热水系统与住宅建筑一体化是今后的必然趋势,必须同步设计。

2 太阳能热水系统和建筑一体化设计

早在20多年以前,施蒂文·斯特朗(美国太阳能协会创始人)就提出了一体化的设计思想,随着我国建设节约型经济社会步伐的跟进,将利用太阳能的配套设施从外观美观、经济节约等多个角度思考后将其有机结合到建筑设计中去,这种一体化设计有着低碳、节能的特点已经逐步地深入人心。将太阳能与高层建筑的外观、建筑结构、管路布局进行一体化设计,即满足节能的要求,有不影响建筑的美观和使用功能,节约能源的同时节约投资成本,实践证明,在高层建筑设计中将太阳能与建筑进行一体化设计可以有效地减少建筑耗能,加上我国的太阳能资源非常丰富,这就注定在我国高层建筑节能问题上,未来太阳能应用于建筑的技术是趋势所在。具体来说有以下几个方面的设计:

2.1 太阳能装置与屋顶有机地结合

对于一个高层建筑而言,屋顶位于高层建筑的至高点,所以是整个建筑最佳的采光点,在设计上,将太阳能集热器融入屋頂的设计之中,取代传统的屋顶保温层或屋顶覆盖层,如此设计,太阳能摆放对屋顶形象的负面影响得到了有效地消除,更促使在满足建筑使用功能的基础上大大降低了投资成本。在设计中应保证太阳能的外观与建筑有机的融合,充分地考虑最佳的采光倾角与建筑物所在位置纬度之间的关系,实践经验表明,通常在坡面的坡度范围的设计上,最好设置为当地纬度,在具体实施过程中,先是对屋面实施科学的防水处理,接着进行集热器与铺设屋面合用的隔热保温层的铺设工作,隔热保温层在铺设的过程中一定要多加注意,确保其能有效地防渗漏,隔热保温层铺设完毕后,在其上面合理地安置太阳能热水系统的集热器件。

除了坡屋面以外,如果高层建筑选择的是平面型屋顶,实践经验表明,在该种类型的屋面上布设集热器与高层建筑的朝向没有关系,施工经验表明,集热器支架、屋面的连接、管线的排放都非常的便捷,此外从外观上看,集热器地安置对建筑的外观不构成任何负面影响,除了太阳能设施的安装方便以外,在其使用过程中管理和维护也十分方便,设计上的关键点在于从实际的需要出发思考集热器的排放方式,到底是整齐排放,还是前、后排之间留下足够的间距,因为不同的地区,日照条件存在着一定的差异,合理的摆放是保证各排集热器能有充足的日照的前提,从建筑外观来看,集热器在屋顶整齐且富含规律地排列,在节能的同时促使高层建筑的轮廓线得到了有效地丰富。

2.2 太阳能装置与墙面的有机结合

对于高层建筑,仅仅利用屋顶这部分面积进行太阳能的收集显然是浪费的,因为与其相比,高层建筑的外墙表面是与太阳光接触面积最大的,从这个视角进行考虑,一旦太阳能集热器能够与墙面有机地结合起来,一体化设计那么势必可以节约很多的常规能源,从目前的高层建筑墙面来看,利用形式主要有以下三个:

(1)集热蓄热墙。

在实践中,为了能够更为有效地实现最大程度的太阳能收集,吸热表面应该选择吸收率较高和发射率较低的选择性涂层,切实有效地降低高温吸热表面的长波辐射热损失,在具体的设置上也应考虑到建筑的美观度,应避免选择全黑色外表面,应该尝试着用黑色与其他深色搭配使用,虽然牺牲了一部分太阳能的吸收,但是丰富了建筑立面。

(2)太阳能集热器保温墙板。

在具体的做法上,是将固定安装有呈槽型抛物面状的热反射板的墙体依次按建筑要求排列对接,太阳光经密集排列的热反射板聚焦到导热管上,再由导热管将所接收的热量传递进室内。这样的保温墙板能在立面上形成一定的韵律,经过设计可成为良好的美学元素。

(3)墙面附加集热器。

对于高层建筑而言,外墙表面有着很多的附属构建,如果能够将集热器与附属构件有机的融合并依附于外墙表面,将其功能性和节能型有机结合,设计为阳台护杆、空调拦板(如图2所示)、立面装饰构件等等。

除此之外,太阳能还可以与阳台、遮阳装置进行一体化设计,当然,从我国太阳能利用的角度考虑,我国还处于蹒跚学步的阶段,有新的挑战和更高的要求等着我们设计师去一一突破。

参考文献

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