高層建筑設(shè)計中節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

摘要：在我國，首先，應(yīng)當(dāng)樹立以人為本的觀念，在建筑設(shè)計中，應(yīng)當(dāng)充分考慮社會的需求，使建筑產(chǎn)品用之于民，回歸自然，在保護環(huán)境的前提下，建設(shè)與社會發(fā)展水平相適宜的人性化建筑，建筑節(jié)能技術(shù)是一門跨學(xué)科、跨行業(yè)、綜合性和應(yīng)用性很強的技術(shù)，如何將節(jié)能技術(shù)科學(xué)合理地應(yīng)用在高層住宅建筑項目中，這已經(jīng)成為許多從事于建筑行業(yè)人士研究的重點。

關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計；建筑節(jié)能技術(shù)；高層住宅

經(jīng)濟的快速發(fā)展，離不開能源的強力支撐，隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷進步，建筑業(yè)的發(fā)展也越來越迅速，在保證工程建設(shè)快速發(fā)展的前提下，同時也需要對能源消耗進行有效地控制，加大對建筑節(jié)能技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，不斷地創(chuàng)新新材料、新工藝和新的管理模式對工程建設(shè)提供支撐，盡可能減少能源消耗，這樣既能解決能源短缺的問題，又能保證經(jīng)濟的快速發(fā)展。

1 節(jié)能技術(shù)在高層建筑中重要意義

據(jù)統(tǒng)計，在建設(shè)行業(yè)中所耗能量約占社會總耗能的40%，同時建設(shè)行業(yè)中二氧化碳的排放量也占總社會二氧化碳排放量的40%左右。因此，在工程建設(shè)中如何節(jié)能減排是目前擺在我們建設(shè)行業(yè)面前的現(xiàn)實問題。而在工程實踐中，我們作為設(shè)計企業(yè)應(yīng)當(dāng)從工程建設(shè)源頭開始就該貫徹國策，發(fā)揮應(yīng)有的社會責(zé)任更要責(zé)無旁貸。這就需要我們進一步提高認(rèn)識，積極主動地進行技術(shù)創(chuàng)新，充分將各項綠色節(jié)能技術(shù)應(yīng)用到工程設(shè)計實踐中去，并在這方面作出我們設(shè)計企業(yè)應(yīng)有的努力和貢獻。

由于高層住宅建筑具有體型大、容積率高、占地面較大及緊鄰市區(qū)等特點，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)注重對生態(tài)環(huán)境的保護，在不影響住宅建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，盡可能的采用建筑節(jié)能技術(shù)，降低高層住宅建筑的能源消耗，避免好大喜功，一味注重建筑形態(tài)和使用功能而造成能源的浪費。

首先，在高層住宅建筑設(shè)計階段，不能忽視周邊環(huán)境，過分追求容積率，需要考慮日照因素的影響，保證建筑開窗面積具有一定的日照程度，對于東向和北向的窗可以適當(dāng)?shù)目s小，通過吸收更多的日照光線，降低熱損失，保持室內(nèi)溫度環(huán)境控制在合適的范圍。在滿足日照的條件、通風(fēng)適宜及用地面積允許下，盡可能地放大建筑住宅建筑。

其次，室內(nèi)穿堂風(fēng)應(yīng)當(dāng)充分被考慮在平面設(shè)計階段，在不影響室內(nèi)空間的情況下，利用自然通風(fēng)進行室內(nèi)降溫。立面設(shè)計階段應(yīng)當(dāng)盡可能地減少外墻的凹凸面，通過住宅形體的改進，結(jié)合合適的建筑體形系數(shù)，減少熱量的損失，在設(shè)計過程中，盡可能不選用凸窗、大面積幕墻窗、落地窗及轉(zhuǎn)角窗等對節(jié)能不利的設(shè)計。

2 國外高層住宅建筑節(jié)能技術(shù)應(yīng)用狀況

2.1圍護結(jié)構(gòu)墻體節(jié)能設(shè)計

對于高層建筑圍護結(jié)構(gòu)保溫，國外普遍推廣采用混凝土空心砌塊復(fù)合保溫層技術(shù)。如：美國研制開發(fā)了TB型保溫隔熱復(fù)合砌塊；波蘭采用咬合式保溫砌塊，兩塊組合成320厚墻體，在空心砌塊內(nèi)填入高效保溫材料；芬蘭研制的一種空心砌塊，在空隙之間填入聚胺脂保溫材料。采用這種復(fù)合保溫層，具有保溫效果好、高強度的特點，這樣就控制了輕質(zhì)復(fù)合材料墻體的一些缺點?；炷量招钠鰤K在歐美國家覆蓋率已經(jīng)達(dá)到了五成左右，通過應(yīng)用這種材料改善圍護結(jié)構(gòu)的保溫性能，是各國在建筑節(jié)能中普遍采用的主要措施。

2.2室內(nèi)環(huán)境節(jié)能設(shè)計

在歐洲發(fā)達(dá)國家，已經(jīng)提出了控制室內(nèi)通風(fēng)量的“房屋呼吸”概念，即控制通風(fēng)量，使室內(nèi)外形成正負(fù)壓差，保證新鮮空氣能將室內(nèi)污濁空氣排出。從70年代初期開始，節(jié)能的需求發(fā)展到了一個新的高度，熱量回收系統(tǒng)應(yīng)運而生，直至80年代初，“智能性房屋呼吸系統(tǒng)”開始進入室內(nèi)設(shè)計中，這樣不僅優(yōu)化了空氣質(zhì)量，還降低了住宅能耗。目前，“房屋呼吸系統(tǒng)”在歐洲已經(jīng)普遍應(yīng)用起來。對于北歐地區(qū)，室內(nèi)設(shè)計時更注重?zé)崃炕厥障到y(tǒng)，通風(fēng)管將各個房間的空氣過濾收集起來，并回收其中的大部分熱量，設(shè)在屋頂部的風(fēng)機將污濁的空氣抽出排放，這種技術(shù)應(yīng)用在集合式多、高層住宅中更顯優(yōu)勢。

2.3潔凈能源應(yīng)用

在國外，主要開發(fā)的新能源包括太陽能、核能、風(fēng)能、地?zé)崮艿?，其中以太陽能?yīng)用最廣。國外已開始嘗試太陽能集熱式墻體的研究，其原理是利用透明絕熱材料吸收太陽能，通過兩層保護性玻璃和中間透明塑料體復(fù)合制成這種材料，可利用太陽能的效率達(dá)到30%。目前，生物氣候?qū)W已經(jīng)被研究應(yīng)用于高層建筑節(jié)能設(shè)計中，它將被動式低能耗技術(shù)與氣候氣象數(shù)據(jù)結(jié)合，通過塑造建筑外形、選擇合理的材料等措施，使用電器設(shè)備或系統(tǒng)來降低能耗。

3 國內(nèi)高層住宅建筑節(jié)能技術(shù)應(yīng)用狀況

3.1建筑屋面節(jié)能技術(shù)：首先，運用架空板隔熱屋面，在做好的防水層層面上，架設(shè)平板通風(fēng)隔熱層，通過設(shè)置通風(fēng)屋脊、設(shè)置進風(fēng)口等，避免太陽直射屋面，通過隔熱板和屋面之間的空氣間層來隔熱和節(jié)能。其次，通過合理地種植來綠化屋面，在城市建筑中，屋面綠化可以降低建筑能耗，不僅可以增加綠化面積，還減少溫室氣體的排放，改善城市氣候環(huán)境。

3.2外窗系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及新材料的不斷更新，玻璃、窗框材料及構(gòu)造技術(shù)都有了質(zhì)的變化，例如中空鍍膜玻璃和斷橋窗框等的應(yīng)用。首先，通過使用雙層玻璃窗或者多層玻璃窗，可以降低外窗系統(tǒng)導(dǎo)熱系數(shù)，使冬季采暖能耗得到降低，可以達(dá)到節(jié)能效果。其次，塑料窗的應(yīng)用也越來越廣泛，其導(dǎo)熱系數(shù)更低，具有良好的熱工性能，保溫隔熱性能好。另外，可采用吸熱玻璃，它能夠吸收大量的紅外線輻射，且保持光線不受影響。最后，選用新型的密封材料，包括聚硫橡膠類彈性密封材料、硅酮類高彈性密封材料、聚氨酯類彈性密封材料，這些材料具有彈性高、粘結(jié)性好、適應(yīng)性強且密封性好等特點，能夠加強窗體的保溫、隔熱性能。

3.3建筑外墻保溫技術(shù)：EIFS建筑外墻外保溫防水產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用高層住宅建筑中，其主要有EPS自熄型聚苯乙烯板材、底涂粘結(jié)劑、丙烯酸飾面和玻璃纖維網(wǎng)格布組成，不僅有自重輕、施工方便等特點，還兼?zhèn)淞藙傂圆牧系膹姸群腿嵝圆牧系乃苄?，具有良好的防水防裂作用?/p>

3.4屋面的保溫節(jié)能技術(shù)

由于屋面直接與外界直接接觸，建筑物的節(jié)能設(shè)計也要列為重要考慮因素。屋面可以建立隔離層來實現(xiàn)節(jié)能的功能。屋面可以采用種植屋面、倒置式屋面、通風(fēng)屋面、蓄水屋面三種方式來進行保溫節(jié)能設(shè)計。

（1）種植屋面是在屋頂栽種植被形成屋頂花園，具有較好節(jié)能和生態(tài)效果。植被自身具有的光合作用、蒸騰作用和呼吸作用，可以產(chǎn)生強熱吸收，起到保溫隔熱的作用。

（2）倒置式屋面是將保溫層設(shè)在防水層之上的一中方法。由于屋面蓄能量較小使得室內(nèi)的熱交換相對較小，是一種較好的節(jié)能屋面形式。

（3）通風(fēng)屋面是帶有空氣間隔層的屋面結(jié)構(gòu)形式，我國夏熱冬冷地區(qū)和夏熱冬暖地區(qū)多采用這種通風(fēng)好，散熱快屋面。

（4）蓄水屋面是在屋面上貯存水層達(dá)到隔熱作用的節(jié)能技術(shù)，因為水會在蒸發(fā)時吸收大量熱能，隔離夏季屋面熱量的傳導(dǎo)，起到隔熱效果。

3.5采暖的節(jié)能設(shè)計

在建筑設(shè)計中，考慮到采暖的節(jié)能設(shè)計，可以從以下幾方面進行考慮：

（1）使用一切條件促進輻射熱進入室內(nèi)。

（2）考慮輻射各層面減少輻射熱的消耗。

（3）可以通過減小溫度差、導(dǎo)熱面積、導(dǎo)熱系數(shù)或著增加材料厚度（材質(zhì)相同時）等方法來抑制導(dǎo)熱損失。

（4）從風(fēng)勢、開口部位和縫隙以及冷風(fēng)的性狀諸方面來抑制對流熱損失。

（5）通過對建筑造型和材料的選擇來充分利用積蓄的熱能。

4 結(jié)語

高層住宅建筑節(jié)能技術(shù)的發(fā)展還很落后，建筑節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用包含了多方位的體系，需要加快發(fā)展速度。節(jié)約能源是我國的基本國策，建筑節(jié)能是國家節(jié)能工作的重要組成部分，我們要接見節(jié)能建筑的成功經(jīng)驗，加強國內(nèi)的技術(shù)研發(fā)力度，引進先進的設(shè)計方法，使我國的建筑設(shè)計逐漸走節(jié)能化的可持續(xù)發(fā)展的道路。