關于高層建筑節(jié)能設計的探討

1、<p>　　關于高層建筑節(jié)能設計的探討</p><p>　　摘要：本文作者分析了目前高層建筑住宅設計中存在的問題，提出了高層建筑節(jié)能設計的措施。 </p><p>　　關鍵詞：高層建筑；節(jié)能設計；探討 </p><p>　　中圖分類號：TU984 文獻標識碼：A 文章編號： </p><p>　　高層建筑節(jié)能設計的發(fā)展將是目前建筑行

2、業(yè)發(fā)展的重中之重。因此，應該明確確立高層建筑節(jié)能建筑設計總路線，要以立足本土的建筑節(jié)能觀為指導，以創(chuàng)造舒適健康的建筑環(huán)境為根本出發(fā)點，以節(jié)約高層建筑的使用能源，特別是減少空調能耗為工作重點，以被動式節(jié)能建筑設計為主要手段，通過降低高層建筑的固有能耗、提高能源的使用效率、大量利用可再生的自然資源等途徑，采用適宜方法和技術、性能良好的建筑材料，以實現用最小的能源消耗來取得最大的經濟效益和社會效益，實現可持續(xù)發(fā)展的最終目標。 </p&g

3、t;<p>　　1 目前高層建筑住宅設計中存在的問題 </p><p>　　隨著高層建筑數量的不斷增加，高層建筑中存在的一些問題也不斷的凸顯，例如體形龐大，容積率過高，相鄰建筑互相遮擋、不通透等問題，直接導致了城市人居環(huán)境質量下降。這與近年來一些城市建高層建筑設計者貪大求高，只重視立面形式和空間使用功能，而忽略生態(tài)環(huán)境的保護，有著直接的關系。對建筑設計節(jié)能認識不足，沒有在設計中采用節(jié)能措施，往往會造

4、成高能耗。所說的建筑節(jié)能，既包括建筑本身的節(jié)能，即建筑物的形體變化、朝向，外圍護結構保溫，隔熱的性能，門窗質量，同時也包括城市的綜合環(huán)境、氣候條件、總體布局等因素。關注建筑本身，采用節(jié)能設計理念是最主要的。 </p><p>　　2 優(yōu)化建筑位置及朝向設計 </p><p>　　考慮建筑環(huán)境及朝向是高層建筑定位時首先應考慮的問題。要滿足日照的要求，就不能有過高的容積率。巨大的陽光輻射能量，

5、能夠為建筑帶來大量的能量，特別是對寒冷地區(qū)人們而言，充分的利用陽光這個自然能源顯得十分的重要。建筑的設計者，在確定建筑的方位時，必須要把建筑的朝向考慮在內，根據建筑和地理情況，通過太陽高度角做出日影響圖，從而確定建筑在冬季每天的日照時間。因此，為了最大的擴大采光面，建筑的南向開窗面積盡可能大些，在充足采光條件下，北向、東向窗盡可能小些，從而獲得更多的太陽光線，有效的減少熱損失，保持室內的溫度環(huán)境。 </p><p&g

6、t;　　3 總體規(guī)劃對高層建筑節(jié)能的影響 </p><p>　　總體規(guī)劃決定了建筑與周圍環(huán)境的關系，建筑能否積極有效的利用當地的自然氣候條件和環(huán)境資源，能否在其周邊形成適宜的微氣候以及能否節(jié)約傳統(tǒng)能源的消耗，在很大程度上都取決于總體規(guī)劃設計時所作的考慮。我國目前高層建筑在規(guī)劃時多以指標控制為依據，包括容積率、退讓距離、密度、高度等，但缺乏對高層建筑群相互之間形成的生態(tài)微氣候的評估以及高層建筑群總體的布局規(guī)劃研究。

7、 </p><p>　　3.1 場地的選擇和開發(fā) </p><p>　　場地的選擇是一種綜合考慮，場地的方位、風速和風向、地表結構、植被、土壤、水體等都影響其整體狀況。在現代高層建筑設計中，由于場地大多處于城市中心區(qū)，因此場地的選擇必須服從于城市規(guī)劃的宏觀調控，很難保證有最好的外部自然環(huán)境，但是我們仍然應該計算資源利用的程度和對現有自然系統(tǒng)干擾的程度。 </p><p&

8、gt;　　在總體規(guī)劃和場地設計時，從建筑設計的節(jié)能出發(fā)，應考慮將支持建筑使用的公共設施布置在公共走廊中，或在選址時盡量利用現有的公共設施管網。這種合并能使場地的破壞實現最小化，并有利于建筑的維修和檢查。在考慮與市政設施的聯系時，應盡量減小道路長度、建筑基底和預期改造所需的實際占地面積，盡量減少與電力、給排水、燃氣管線等市政設施連接的長度。盡可能采用重力排水系統(tǒng)，避免使用有泵的排水系統(tǒng)以減少持續(xù)的電力消耗，對現有的化學廢物容器和管線進行檢

9、查、保護和再利用，避免產生額外有害物質。在可能的地方，公共的場地市政設施走廊應該沿著曾經受到干擾的地區(qū)或新修的道路或人行構筑物集中，這樣既能盡量減少不必要的場地清理和挖溝，又為不斷的維修提供方便。 </p><p>　　3.2 利用外界氣流來組織自然通風 </p><p>　　利用風壓來實現自然通風，首先要求建筑有較理想的外部風環(huán)境。其次，建筑大立面應面向夏季主導風向，小立面對著冬季主導風

10、向，使建筑表面形成足夠的壓力差，以便在開啟窗戶后形成穿動氣流。在設計時，應根據各城市不同的風向做出相應的處理。在總體規(guī)劃時，還可通過設計道路、景觀和附屬結構來引導風朝向主要建筑，以降低溫度或使主要建筑避開風以減少熱損失。 </p><p>　　3.3 利用植物來調節(jié)微氣候 </p><p>　　當夏季太陽輻射很強時，有綠色植被的墻體的平均溫度比無植被的墻體平均溫度低12℃。立面綠化能使建筑

11、外表面比街道處的環(huán)境溫度降低 5℃之多，冬季的熱量損失減少30%。建筑南向的室外植被應種植落葉植物，夏天濃密的樹陰可遮擋太陽直射，秋天落葉后便于冬季時建筑的被動式太陽能利用，室外樹木還能同時使室內靠窗部分的光照強度降低。樹林、灌木、草皮等還會減少地面的熱反射，給建筑的使用者帶來一種舒適的感覺，同時起到改善建筑周圍微觀氣候的作用。另外，屋頂花園或屋頂水池也是目前高層建筑設計中普遍節(jié)能的方法。 </p><p>　　

12、4 高層建筑單體節(jié)能設計 </p><p>　　4.1 建筑體形設計 </p><p>　　建筑外圍護結構的主體是墻體，而高層建筑的圍護結構與磚石結構房屋不同，它是剪刀墻結構承重或鋼筋混凝土框架。它所用材料的保溫性能與耗熱量直接相關。其圍護結構屬于填充材料，高效輕質的保溫材料能荷載減輕，達到保溫、隔熱的效果。由于建筑節(jié)能的需求，單一材料遠不能滿足保溫隔熱的要求，因為它的導熱系數是高效保溫材

13、料的近2 0倍，所以目前一般采用復合墻體：內保溫復合墻體、外保溫復合墻體及夾芯復合墻體等等，它們一般是用高效保溫材料和承重材料組成的。不過目前國家已經限制使用內保溫復合墻體，因為熱橋對保溫的影響比較大。而且外墻保溫效果明顯比其高，是未來建筑節(jié)能方面發(fā)展的主流。 </p><p>　　體型系數即建筑物外表面積與其外圍體積的比值。建筑物的單體布局設計應盡量降低體型系數，減少建筑外表面積。把體型系數控制在0.3及以下，

14、設計者在考慮使用功能的基礎上應采用減少平面凹凸，降低層高，加大房屋進深的措施。具有最小表面積的是圓形平面，它的熱耗是最小的，而矩形形態(tài)長寬比不同，建筑能耗有著較大的差異，更加利于對太陽能的控制，所以在不同的設計中也要用心考慮。 </p><p>　　4.2 開敞式室內空間 </p><p>　　如果要降低能源消耗，建筑中的開敞式空間將在特定的條件下成為一個有意義的補充。與這個開敞式空間相連

15、的房間不僅可以減少一半的熱量流失，同時可以減少制冷能耗。開敞式空間特別適合充分利用太陽能，并將其功能在建筑物內充分擴展。根據使用要求還可以將該開敞式空間設計成熱緩沖中庭、邊庭、室內花園，以進一步改善室內小氣候，其本質就是一種凹進開敞的空間。它有通高的玻璃門可以從室內向此空間敞開，除了對該部分建筑具有遮陽作用之外，這種空中庭園還有下列功能：可作為緊急疏散區(qū)；可用于綠化和景觀設計；在允許容積率增加的情況下，可作為未來擴建的靈活間隙空間；它們

16、還可以為使用者創(chuàng)造一個更富有人情味的環(huán)境，人們可以從封閉的室內空間步入到這些露天的開敞間，直接欣賞室外景觀。 </p><p><b>　　4.3 屋頂花園 </b></p><p>　　高層建筑屋頂的保溫隔熱根據形體的比例，雖然不如多層建筑在節(jié)能方面的要求高，但作為建筑物的第五立面，在高層林立的城市中，仍然需要在設計中加以重視，屋頂架空層屋頂花園的設計不僅彌補了地面

17、綠地的不足，形成豎向多層次的豐富景觀，同時也極大地改善了環(huán)境。 </p><p>　　帶有裙房的高層建筑，其裙房屋頂更適高層建筑的室外活動場地，可設計成花園、咖啡茶座、屋頂泳池及運動場地。不僅充分利用了空間美化了環(huán)境，同時也起到了保溫隔熱作用。 </p><p><b>　　5 結束語 </b></p><p>　　發(fā)展高層建筑的節(jié)能設計，是我

18、國發(fā)展的基本國策之一；建設節(jié)約型社會是我們目前的主要發(fā)展方針，也是走可持續(xù)發(fā)展道路的重要途徑。城市高層住宅生態(tài)設計應處理好人、建筑和自然三者之間的關系，創(chuàng)造一個舒適、安全的住區(qū)，同時又能很好地保護周圍的城市環(huán)境，使得住宅成為人與自然溝通的界面，形成共生、節(jié)能、循環(huán)的協作體系。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1] 葉國棟，華賁