高层建筑节能与建筑设计的浅析

刘红芳

【摘要】随着我国经济的高速发展，高层建筑的节能设计在节约资源的同时，还能改善居民的居住环境，从而有利于人们的身心健康发展。本文对当前高层建筑节能和建筑设计存在的问题进行浅述，并提出了节能措施。

【关键词】高层建筑；建筑节能；建筑设计；实施

引言：

当今社会中，建筑业应属能源消耗的领头者，因此，在能源供求矛盾不断升级的今天，如何解决高层建筑节能问题已经成为了头等大事。在高层建筑设计中应充分考虑建筑的节能问题，创新节能措施，为建筑业的持续发展做出贡献。对高层建筑的节能设计也意味着新型节能材料的开发和节能设备的使用，其更能有效地促进经济的发展和进步。

1.高层建筑节能与建筑设计的问题

1.1高层建筑能耗高。我国建筑业的能耗占能耗总量的1/4以上，其中高层建筑耗能要高出6～8倍，高耗能、低效率的问题普遍存在于整个建筑业中。

1.2能耗监测设备不完善。高层建筑的相关气候参数会由于建筑高度的不同而产生差异，因此高层建筑的高耗能也是一个不争的事实，当建筑高度高于100米后，只有太阳辐射是基本不变的，除此之外的所有气象参数都会发生很大的变化。据气象有关部门资料显示，地面的风速主要取自地面高度10米处的地方，如果地面的风速是2米/秒，那么按照风速指数规律计算得出，在100米的高空处，风速将会达到3米/秒，温度随高度的升高而会有明显的降低，一般情况下，每升高100米，温度会降低0.6～1.0℃，这个变化也就意味着建筑会移到一个2级气候区。目前国内的建筑能耗模拟软件均不能体现出高度对气象参数的具体影响，更不能反映建筑因高度的变化而对表面热交换能力的影响，这也就意味著无法准确地计算建筑物的能量消耗，所以节能设计便成为空谈。另外，目前能耗模拟设备的计算能力所限，高层建筑中的计算对象规模远远超出了设备的计算能力。

1.3高层建筑节能的标准还存在一定的局限性。建筑节能设计标准所能约束的节能技术并不能完全适用于高层建筑，例如，高层建筑无法应用标准中的遮阳、通风等技术规定，节能标准是根据整个建筑进行制定的。目前，我国建筑节能设计执行《公共建筑节能设计标准》，该规定并不能满足现今高层建筑的新技术问题，若强行执行标准，那么建筑节能设计的技术将会存在很大程度上的不足。

1.4高层建筑节能和建筑设计的制定考虑不足。高层建筑节能和建筑设计只局限于建筑节能目标的50%，这种设计并不符合国家的长远发展要求。对某一建筑制作节能设计时，应综合考虑当地技术能力、经济能力，并结合国家建筑节能长远的发展要求，进而制定出具有可行性高的节能设计，此节能设计才能充分体现出建筑行业的进步。

对于上述高层建筑的节能问题，已经引起了国内外建筑界的关注，仅凭国内的设计能力无法解决，目前，有大量的外国建筑公司介入国内的重大项目的节能设计计划，但是外国建筑公司制作的节能设计由于没有考虑气候资源、技术能力、经济水平等，导致建筑建好后存在很多的隐患。

2. 高层建筑节能与建筑设计的实施

2.1建筑位置和朝向的节能设计。根据调查资料显示，高层建筑中有三分之一的电力消耗用于照明，而太阳巨大的能量弃之可惜，所以更多地采用自然光将会使电力消耗降低换，阳光对人的身体有很大益处，采取自然采光的方式是实现节能目标的重要途径之一。在进行建筑设计时，应使建筑尽可能多的接受到太阳光，也就是说，设计的关键是应用日照的原理，合理确定好建筑位置及朝向，建筑的方位与节能有着直接的关系，我们可以根据太阳的高度角做出日影响图，以此确定冬季的日照时间，对于寒冷的地区，我们要用太阳光线来减少热损失，从而使室内温度尽可能的舒适，综上所述，建筑在采光充足的条件下，东北向窗尽可能小而南向的开窗面积要尽可能大点。

2.2建筑物外围的节能设计。建筑物的外围主体是墙体，高层建筑的墙体是剪刀墙结构，承重或钢筋混凝土框架。建筑对热量的消耗与保温材料的性能有直接关系，高效轻质的保温材料更能使高层建筑物达到保温、隔热的效果。由于单一的保温材料的保温效果并不理想，所以目前更多的是应用高效保温材料和承重材料组成的复合墙体进行保温隔热，外保温复合墙体已经成为未来建筑节能方面发展的主流。

2.3外窗节能设计。外门窗的能耗占建筑总能耗的比例较大，而且它是建筑能耗散失最薄弱的部位。建筑节能中合理的通风设计会大大降低空调的使用率，进而可以达到节约资源的目的，有效的利用自然通风对建筑节能有相当大的意义。高层建筑的风压较高，这会使门窗的开启难度大大增加，在建筑节能设计中需综合考虑各方面因素，合理设置门窗的开启方式，从而能够确保在任何情况下都拥有良好的通风效果。

控制住宅窗墙的比例，尽量提高外门窗的气密性和本身的传热量，提高保温性能，减小建筑外门窗洞口的面积，减少冷风的渗透。合理利用双层玻璃窗，其有很好的保温节能作用，对窗型应通过设置空气间层从而提高窗玻的保温能力。建筑内外空气的交换主要通过门窗进行，房间的气密程度是影响换气次数的主要因素，缝隙越小渗透量越小，换气次数少，也就是说能耗越少。双层玻璃窗的外窗和内窗间隔5厘米左右，中间的空隙可以储备一定的热量，给实现节能目的创造了有利的条件。

2.4房顶的节能设计。目前，屋顶的保温和防水设计是独立的个体，具有单一性。对于建筑的屋顶可以用性能稳定、轻质且高强的保温材料做保温层，其不吸水，而且还可以长久应用，若在它的上面加上混凝土，还可以防止其干燥和老化。聚酯弹性体、喷涂聚氨酯硬泡屋面保温防水一体化技术也能起到保温、隔热、防水一体化的效果。

3.结语

高层建筑在城市节地、提升城市形象、拉动社会投资、扩大旅游和商贸活动等方面有其独特作用，普通建筑与之相差甚远，因此近年来我国经济实力雄厚的地区竣工、在建和拟建的超高层建筑如雨后春笋，高层建筑节能对国家来说是缓解能源紧缺的大事，是一项系统的庞大工程，涉及范围比较广泛。近年来高层建筑的大量兴建，如何加大高层建筑节能已成为当务之急。我们只有齐心协力，才能将大力推广节能建筑这项造福子孙后代的事业做好。

参考文献：

[1]闫海仙.工业建筑节能研究[D].太原理工大学，2012.

[2]袁海生.高层建筑节能设计探讨.江西建材，2012，（02）.

[3]刘斌.建筑设计中的建筑节能措施浅析.中国房地产业，2015，（07）.