高层建筑节能设计的应用研究

徐肖玲

摘 要：文章论述了高层建筑节能设计的过程中需要注意的各种问题，如何在现代高层建筑设计上体现节能，如何统筹安排建筑的质量，资源，节约能源。通过文章的研究，希望对高层建筑的设计工作提供参考。

关键词：高层建筑；节能；分析

随着经济的发展，我国城市化进程的加剧，大量农村人口涌向城市，从而造成城市拥挤。住房建筑正在朝高层建筑方向发展，高层的出现很大程度上节省了土地，也解决了城市土地资源紧缺和人们住房问题，但是高层建筑也存在一系列问题。在高层建筑在设计的时候，室内的自然采光不足，室内的空气通风差，是高层建筑的通病。能源是人类生存和发展的基本条件，随着社会的进步和经济的快速发展，能源的价格正在飞速的上涨中，节能减排，低碳生活，是现在政府和社会的响应和号召。能源供给矛盾日益突出，以低碳生活为指引，发展资源可再利用，等等一系列的措施政策正在改变着人们的生活。而建筑节能势必是建筑业的发展新方向，当高层建筑向着更高的方向发展的同时，建筑节能设计也在为人们提供舒适居住办公条件的前提下纳入新的发展历程，有效合理的利用能源，是当前高层建筑设计界比较关注的话题。

1 高层建筑能耗的主要分布

高层建筑因为可容载巨大，所以在公共设施方面，需要建设电梯，中央空调，监控设备，供水，供电供暖，供气系统，在中间层还要有水，暖气加压层，这些庞大而数目繁多的系统都需要消耗能源。所以研究高层建筑的节能显得非常的有意义，其中高层的室温变化，引起的空调的使用，是高层建筑的最大能耗部分，如果能有效的利用阳光，通风，保证室内的温度，可以很大程度的节能减排。

2 目前高层建筑设计中的弊病

随着建筑层数的不断增加，高层建筑因为其容积率过高，不通透，等一系列问题是非常值得重视的。在高层建筑建设技术发展过程中，只重视空间的使用，居住的面积，而忽略了生态环境的体验，导致了一系列问题。为了很好的与现代高层建筑的发展相契合，引入建筑节能的概念，在建筑设计中要充分考虑建筑的形状变化，建筑的朝向，建筑外围墙体的保温功能，建筑所在位置的气流朝向，等环境因素，同时也应该注意与城市周围环境的融合，对于建筑而言，采用节能的设计理念是必须的。

3 采光节能的设计

地球每时每刻都在从太阳吸收能量，阳光中的紫外线对人的健康非常有益，但是高层因为容积率过高使得日照严重不足，我国幅员辽阔，纬度变化比较大，在具体设计中要充分考虑当地的日照范围，在具体的建筑设计过程中要充分考虑建筑的位置和朝向，使得每层建筑都尽可能的多接收太阳光辐射，在东北朝向的窗子可以略小，朝南的窗户面积要尽可能大点。

4 超高层建筑的节能优化

建筑的高度变化，也能影响建筑能耗的变化，在高度接近和超过100米的高空，太阳辐射基本上是不变的，根据气象数据，在此环境下，地面风速是2米/秒的时候，100米的高空会是3米/秒，温度通常会每升高100米气温下降1摄氏度，所以也要考虑其通风，温度问题，所以在高层建筑的设计过程中，要保证房子通风的前提下，考虑高度带来的温差效应，在每个环节考虑建筑的节能效果。

5 高层建筑节能设计中要注意的问题

5.1 优化建筑的位置和朝向设计

选用的建筑节能总体设计是节能的最重要环节，建筑的选定位置，和朝向是首先要考虑的，阳光不仅仅对人体健康意义重大，而且合理利用日照，也对建筑的节能有很好的收益。在我国北方地区，因为寒冷，所以要使每栋建筑都能尽可能多的接收太阳光，不同纬度，不同朝向，不同季节，建筑物得到的太阳光辐射能量不一样，因此在建筑设计的初期，就应该按照当地的日影响图，作出合理的节能设计。

5.2 优化建筑的结构设计

高层建筑的外墙墙体消耗能量较大，建筑的形体变化直接影响建筑外露面积的变化，外露面积越多，耗能也越大，所以要优化建筑的整体设计，尽量采用圆形的结构设计，因为相同的面积，圆形的周长是最少的，在节约了建筑材料的同时也使得建筑更加的节能和环保，另外高层建筑的结构形体变化不宜过多，一方面是处于建筑自身结构强度的要求，另外是减少外露面积，减少能量损耗。

5.3 优化外围结构墙的设计

因为高层建筑的迎光面积很大，所以建筑外墙的保温隔热性能很大程度上是由外墙决定的，高层建筑的外围墙体设计决定了建筑的保温隔热性能。在高层建筑的外围墙体设计中，应有保温层的设置，通过保温层的有效设计，就可以有效的减少室内空调的使用，从而大大降低电能的消耗。因为外围保温层的结构不是承重结构，所以其材料应该选用导热系数小的多孔砌块或加气混凝土砌块等，对于北方地区，门窗要采用双层玻璃，此外对太阳西晒的问题上，也应该引起设计人员的重视。

5.4 可再生能源的利用

在高层节能设计过程中，要尽量利用可再生能源，其中最容易最直接的就是对太阳能的利用，一般太阳能的利用分为太阳能发电技术，和太阳能热水技术。随着太阳能光伏产业的发展，在未来太阳能电池板的价格势必会越来低，在高層建筑的外墙，屋顶，都可以安装太阳能光伏电池板，在产生了大量电能的同时，还具有遮阳，反射热能，稳定室内气温的优点。在高层的设计中，有条件的话也可以建设地源热泵，大大减少空调的使用，建立冷却塔废热利用系统，热泵作为一种新型节能技术，也应该在办公建筑中考虑采用，新技术带来新的活力，在未来的高层建筑的设计中，肯定会有更加成熟的技术，更加先进的理念，深刻改变，和促进着人们生活的改变。

6 结束语

高层建筑的节能设计需要考虑的环节众多，建筑设计的方法要不断的改进，引入建筑节能的概念，建筑设计的结构形式要充分考虑节能减排，在能源日益高涨的先进，建筑节能作为国家可持续发展战略下的一项长期目标，其影响是深远的。因为建筑设计对建筑的功能非常重要，所以在建筑设计的过程中融入节能理念就可以从源头上实施节能，也制约着建筑节能的首要环节，融入建筑节能的概念，使得建筑设计行业相关规则进行相应的变动，新思想，面临新的机遇和挑战，相信我国未来的建筑节能技术肯定会对今后的建筑设计带来新的活力，使得建筑的节能更加行之有效。

参考文献

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[2]姜晓明.高层建筑节能设计[J].四川建材，2008（5）.

[3]邓元庆，薛明.可持续发展意识与高层建筑[J].建筑科学，2000（2）.