高层建筑节能与建筑设计浅析

【摘 要】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。 2.ht

【关键词】高层建筑；建筑节能；节能设计

随着我国城市化和经济的快速发展，城市建筑工程的不断扩大，必须要注意怎样处理好经济的高速发展与资源环境的相互协调，要真正的做到人和自然的协调发展。因此，必须加强相关建筑工程的绿化效果，提高建筑的节能减排以及与环境相融合的效果，以形成形象良好、资源消耗少、周围环境好的城市风貌。

一、关于高层建筑中能源消耗特点的分析

要想找到针对性的节能设计，就必须要先准确了解高层建筑中能源消耗的特点。对于高层建筑来说，每天需要承载大量的工作，为了保证所有工作高效，顺利的开展就需要后勤有大量的能量供应。要充分保证在供水、供暖、照明、空调、电梯、以及饮食等各个方面的正常运行，就必须会消耗掉大量的能量。那么在建筑的四个必备基础系统中，其能量消耗所占的百分比如下：办公系统设备消耗能源占百分之十左右，供暖系统的耗电量达到整个建筑耗电量的百分之五十到百分之六十之间，而将会有百分之二十的能源会分配到照明系统。同时由于是高层建筑，所以其对建筑采光和通风能力的需求都比较高。由此可知，气候对高层建筑的影响较大。

因此如果单纯从环境与建筑之间的关系来找到节能问题的办法那是无法达到理想效果的，所以最主要的还是要从建筑本身的特点条件出发考虑问题，寻找解决问题的办法。在不断强调可持续化发展的今天，节能对社会的发展越来越重要，在我国的一些大型高层建筑中，耗能问题相当严重，其中大部分是由于没有合理有效的节能设计而导致的。例如，在建筑中空调设备的耗能量往往是中耗能量的60%左右，对缓解资源是一个严峻的挑战，但是要解决好这些问题，不仅是要考虑节能技术问题，同时还要考虑自然环境条件，材料选择等的问题。

二、节能建筑设计需注意的问题

1、利益的不均衡

利益的不均衡，顾名思义就是站在不同的角度存在着一定的利益矛盾。站在建筑房地产开发商的角度而言，为了追求最大利益化的经济效益，就会以资源投资回报为目的，从而就会加大建筑节能材料的成本，故意抬高其价格，进而影响建筑节能设计的发展。对于建筑设计者而言，节能建筑设计理论主要体现在设计图纸上，将其节能优化减排在图纸上得以充分发挥，但是这也是导致投资者与设计者之间产生主要的矛盾根本原因，要想完全按照图纸进行建筑节能设计，就不可能产生那么大的回报利润，从而出现利益不均衡的现象。

2、技术落后、建筑的质量较差

节能建筑设计在我国发展时间比较短，相应的技术也比较缺乏，对于建筑设计中节能建筑设计的管理水平也存在着相对比较落后的情况，这些因素的存在大大影响了我国节能建筑设计的发展。针对建筑节能设计中存在的问题得不到有效的解决，在一定程度上也造成了严重的资源浪费，质量的不合理更是建设节能设计中亟待要解决的问题。所以就目前我国节能建筑发展现状而言，必须学习国外的先进技术与管理手段，不断提升节能建筑材料的使用标准，减少成本，保证质量，真正意义上推动建筑节能设计的发展。

3、需要注意地理特性

现阶段我国建筑节能设计都是参照国外先进的节能设计理念进行建筑节能，有些甚至完全照抄照搬，从某种意义上而言这并不符合我国建筑发展的整体设计规划模式，城镇间地域发展的特点决定了建筑节能要根据具体实际情况进行节能建筑规划设计，针对不同地区设置不同的节能建筑设计方案，与实际情况、自然环境、地理条件相结合，建设符合中国特色的节能建筑。这样才能更好地促进我国经济建设的发展，符合我国建筑行业可持续发展的战略目标。

三、提高建筑设计节能建筑设计的对策

1、开发生产“绿色建材”

改善隔热保温性能，改革墙体和屋面，加强住宅建筑的保温隔热性能。“绿色建筑”需要“绿色建材”，例如墙体材料采用烧结多孔砖；目前，在框架及高层建筑结构中，新型非承重墙体材料已经得到了广泛的应用，而绝大多数的多层砖混结构住宅仍使用传统的实心粘土砖，这不仅耗用大量宝贵的土地资源，而且也由于其维护结构的保温隔热性能差，致使建筑能耗高，降低了居住的经济性与舒适性。因此，应用新型节能承重墙体已成为多层混合结构住宅墙体革新的重点工作。大量实践证明，烧结多孔砖节能住宅体系具有节土、节能、自重轻，便于设计施工等优点，易于推广，是取代粘土砖的比较经济的结构形式。墙体保温材料如YT、TS保温装饰一体化板新型外墙保温技术，具有良好保温隔热性，综合造价低，适用面宽的优点，可以大大减少建筑物的能源消耗，有利于缓解我国的能源危机。可以广泛使用于新建工程和旧墙翻新工程。

2、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。

3、关于建筑围护结构的节能设计

首先我国建筑围护结构的保温隔热性能差距很大，其中外墙差4-5倍，屋面差2.5-5.5倍，外窗差1.5-2.2倍，门窗的空气渗透量差3-6倍，总能耗是发达国家的3-4倍。因此，建筑围护结构在建筑节能中起着重要的作用。在外围护的结构中主要包括门窗、墙体以及屋面等部位，而要更好的达到节能效果不仅仅是要考虑其设计方面，材料的选择同样有至关重要的作用。对于非承重结构的围护体来说，就要在材料的选择上灵活处理，例如可以采用加气凝土砌砖或是空心的砖，也可以是多空且导热系数小的材料。对材料的选择也要以节能为主。随着经济的高速发展，全球资源的匮乏，人们对建筑的要求不仅仅局限在稳固，舒适和美观上，对于建筑中的节能问题表现得越来越关注。

（1）围护结构中关于屋面的设计。对于屋面来说，在夏季和冬季所面临的情况是不一样的，在夏季由于阳光强烈的原因往往会使屋面的温度达到70度左右；但是在冬季的话，却是会从屋面散失掉大量的热量。因此如果要节能的话，主要应该考虑的是其保温的措施。那么目前的屋面保湿主要是属于外保温屋面，有混凝土保温屋面、乳化沥青珍珠岩保温屋面等等。那么在保温材料的选择上可以尽量选择新型的高效节能环保材料。这类材料往往是价格低廉且有着良好的隔热性能，同时在环保方面也是大受欢迎。值得一提的是可以将屋面设计成种植屋面，植物的光合作用和呼吸作用都可以对屋面的温度进行有效的调节，同时也能改善生态环境。

（2）围护结构中关于墙体的设计。对墙体外形进行合理的设计以及材料的正确选择同样可以对节能起到很好的促进作用。可以在墙体的外遮阳上多加考虑，以减少空调制冷等方面的耗能。比如，可以在建筑物的东西面墙根上种植爬藤类植物以此来起到隔热效果；也可以在墙体的建筑材料上多加考虑，可以使用隔热效果好，保温性能高的材料，同时在设计时也应当适当的设计保温层等等。

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，在高层建筑的外墙，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。

5、用电的可持续

电力作为一种非可再生资源被广泛的使用于建筑设计中，随着能源日益紧缺，电力的使用也被列入为建筑设计节能中的重要组成部分之一，就现阶段发展技术而言，在建筑设计中主要采用太阳能光伏发电技术进行配电，直接产生电流，并存储于蓄电池以及逆变器中供室内电源的使用，将多余的电量存储在电网系统中，这样不仅仅满足了室内建筑用电人员的需要，同时还节省了大量的电能。我国现阶段就自主研发了一种室内供热辐射板技术，利用太阳能转化可以自从对其室内温度进行调节，创造良好的室内居住环境温度。

6、关于提高通风性能的设计

建筑中如果能能很好地利用自然风来达到散热排气的效果，那必然能大大减少夏季因降温而采取的大功率设备的耗能。那么如何才能很好地达到这一效果呢？笔者认为其关键还是在于室外与室内之间的压力差。所以具体做法可以是利用风压或是热压来实现自然通风。在利用风压时主要应用的是“空气由压力高的一侧向压力低的一侧流动”这一性质以及“伯努利原理”；而利用热压则指的是利用热压差，在室内外温度不同的情况下分别产生高低风压，从而实现风的流动。除了利用自然环境中的压力差条件外还可以对建筑物本身的朝向、建筑物之间的间距以及建筑群之间的布局进行合理的设计都可以达到很好地通风效果。

结束语

综上所述，节能建筑不仅在环境保护方面起着重要的作用，在社会效益和经济效益方面的作用更是不容忽视。从长远利益来看，未来人们的生活方式和能源行为必须随着节能建筑设计的发展做出相应的调整和改变，同时还要加强宣传力度和教育力度，在条件有限的基础上把建筑节能与技术、艺术很好的结合在一起，使其各个方面都能体现节能的原则，努力创造低成本、高效率的节能建筑。

参考文献：

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[2]李强.建筑设计中的建筑节能探讨[J].科技致富向平，2012.

[3]李洋.我国建筑节能设计现状及其问题探析[J].商业文化（上半月），2011（07）.

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