现代高层建筑节能设计

李 霞

（广东省建科建筑设计院东莞分院 广东 东莞 523000）

引言：近几年建筑业发生了飞快的发展，已经成为了如今社会一大支柱性产业。伴随城市化进程的加快，城市人口不断增加，土地价格暴涨，使得建筑高空发展。我国建筑能耗量大约占到全国总能耗的四分之一,居能量消耗的首位。近几年以来，国内建筑业的发展十分快速，需使用大量建筑及运行能源，特别是建筑采暖与空调的耗能。每年的城镇建设采暖耗能大概为 1.3x108吨标准煤，这大约占到全国能耗总量的11.5%，占到采暖区社会能耗的 20%，一些寒冷地区，城镇建筑的耗能可达到当地能源耗的50%。对于建筑设计人员，应充分地了解建筑设计的特点以及其结构体系，这样才可以实现适用安全、经济、质量良好的目的。本文主要研究了高层建筑结构和外形方面的设计对于节能的影响，从建筑的朝向、形体与平面布置、绿化以及建筑外墙、门窗等方面对高层建筑节能方法进行了探讨。

1 现代建筑设计上的节能

1.1 建筑朝向的设计

对于高层建筑定位第一要考虑对于环境产生的影响，容积率高较难实现对日照的要求。据相关的资料可知，地球每年接收的能量是 60亿千瓦。这些阳光对于建筑的节能有重要意义。因此为建筑选择一个合理位置和朝向对与太阳能的吸收及储备很重要，可以减少建筑自身的能耗。

1.2 体形与平面布置

体形系数是建筑外表面的面积和其包围的体积的比值。对同体积建筑来说，体形系数越大，表明单位空间热散失的面积越大。设计师在处理形体和平面的设计时，要考虑的是功能的要求。

1.3 绿化与节能

近几年以来，因为城市的绿地不断地减少，加上对空调的大量使用，导致了城市“热岛效应”，空气环境正不断地恶化，给各种建筑都带来了负效应。一块草地和一块沥青地面的表面温度差可达14摄氏度以上。绿地蒸发大量水分，带走大量热量，为建筑物创造了十分有利的周围环境条件，同时美化了城市，改善了空气品质。

2 建筑节能的途径

2.1 建筑围护结构体系

1）建筑外墙

多年以来，我国建筑都采用烧结粘上砖作为外墙主要材料，由烧结粘土砖的生产造成了上地资源的人量损耗，国家已逐步禁止使用烧结粘上实心砖。复合墙体将是大势所趋，这种墙体很好地发挥了两种材料的长处，既不会使墙体过厚，保温效果又好，且能承重。

2）建筑的外门窗

建筑外门窗是冬季冷风侵入及夏季阳光进入的重要通道。为确保建筑节能，要求外窗以及阳台门有良好气密性。节能的门窗可是中层窗或双层窗。高纬度的严寒地区可以用二层窗。窗户保温和隔热性能的保持主要从两种方式。第一是玻璃，玻璃导热系数较大。薄薄的一层热量极容易流出或者流入。故设计时可以采用双层玻璃和低辐射玻璃等保温性能好的玻璃或者采用镀膜玻璃来反射掉一部分洒至玻璃上的阳光；其次要考虑窗户框材料，若是铝型材料或者钢型材料的窗框，必须对材料做断热处理。

3）窗墙比的确定

确定门窗、窗体的做法之后，适当的窗墙比是节能设计的重要部分。窗墙的面积比对于建筑的能耗影响取决于窗和外墙间热工性能差异，差异越大，其影响就越明星。窗墙比不只影响到能耗，同时还影响建筑的立面的效果、室内的采光及通风等。把开窗率保持在适当水平，尽量防止东、西向开窗，是节能设计中要遵循的基本原则。

2.2 建筑细部

1）遮阳板设置

遮阳板的设置在节能设计过程中通常起到意外效果。适当的开窗率、良好的遮阳才是节能的佳作。设计师要注重合理设置遮阳板，在立面的遮阳设计时不但要考虑构造的设计，还要综合地利用外廊、阳台等构件及垂直绿化实现综合的遮阳效果。使得遮阳设计和形态处理结合到一起。

2）立体绿化

城市的规划与建设发展历程中的绿化对于建筑的节能作用将会越来越明显。例如：福冈县立国际中心，其北面面临金融区，因此北立面用典型建筑立面，主入口位于其上；南面沿线由公园延伸出一系列逐层升高的退台，退台的檐口全部种上了灌木形成立体绿化空间。这一方案调和了开发商的利益和都市空间的要求。

2.3 建筑节能设计对于太阳能的利用

太阳能作为一种典型的可再生能源，其具备洁净、长期、安全的特性，所以太阳能已在建筑的节能设计中得到广泛的应用。例如：我国首座全太阳能建筑已在北京落成，其占地8000平方米。该全太阳能建筑，主体建筑室内的洗浴、供热、供电等所有能源都由太阳能来提供。太阳能新村建筑南墙、屋顶坡面等位置都安装着数个太阳能集热器。这些集热器在夏季可为空调设备提供驱动热源，在冬季可为采暖提供保障。此外，建筑内还安装了全国最大的太阳能发电系统，投入运营后可提供50千瓦的电力，满足日常用电所需。该工程之前是奥运场馆的试验性建筑。

3 结语

建筑节能设计对于一个国家来说是解决和缓解能源缺少问题的大事，是一项系统而庞大的工程，它涉及的范围十分广泛。近几年以来，高层建筑大量兴建，加大高层建筑的节能设计已经成为了一项重大任务。只有我们齐心协力，才可以将大力推广节能建筑这项造福子孙后代的事业做好。

[1] 胡文昭.浅析现代高层建筑的结构与设计[J].中国建筑金属结构,2013.

[2] 倪晴.探析现代高层建筑结构设计技术[J]. 科技致富向导,2012,05.