高層住宅建筑節(jié)能設計探討

錢 英 晉

(大同市二院建筑設計研究有限責任公司，山西 大同 037000)

隨著社會經濟的持續(xù)發(fā)展，民眾生活質量有了較大改變，其更為注重生活品質，在此形勢下建筑節(jié)能的設計愈加重要?，F階段，我國建筑業(yè)耗能較大，對我國生態(tài)環(huán)境構成了破壞，因而必須轉變建筑工程項目以往的施工理念與手法，進行建筑節(jié)能設計，以從根本層面降低各大資源能源的耗損，改善資源能源利用率。

1 高層住宅建筑能耗狀況

現階段，我國高層住宅建筑方面的能源耗損在總能耗中占比已在1/3以上，且隨著社會經濟的進一步發(fā)展與城市化進程的大力實施，高層建筑數量驟增，每一年都有新的建筑項目破土而出，面積約為20億m2。但因建筑設計期間，沒有對可再生資源的利用有效思考，故我國建筑能源耗損較之其他國家而言要高出幾倍。在此形勢下，必須確保高層住宅建筑節(jié)能設計落實到位，如若不然勢必促使我國能源耗損嚴重，更甚者破壞生態(tài)平衡，導致能源匱乏并出現巨大危機。

2 高層住宅建筑設計中在節(jié)能方面存在的問題

2.1 規(guī)劃設計

規(guī)劃設計時，為探尋整體平面布局形式、景觀效果，通常選擇周邊圍合的建筑群體組合，然而此類圍合可能促使部分戶型朝向為東西向，在相應層面加大了熱天的空調能耗，且建筑設計核心筒布局所有戶型，導致部分戶型自然通風效果差，在高溫季節(jié)只能經由空調解熱，也損耗了較多能源。

2.2 形體設計

形體設計時，形體系數愈高，耗能及單位建筑面積熱損失愈大。經由研究論證，形體系數加大0.01，耗熱指標將加大2%～5%。就高層住宅建筑設計而言，往往為探尋視覺效果而構造出形式新穎、特殊的建筑，加大了建筑物形體繁雜性，并拓張了建筑外表面積，增強了其與外部環(huán)境熱傳導的概率。

2.3 外圍護結構

就外圍護結構(包含外墻、屋頂等)而言，外墻、屋頂對建筑物保溫、隔熱效果具備直觀影響。當前較多高層住宅建筑節(jié)能設計方面的效果差強人意，關鍵在于未注重保溫材料的選取與熱量的傳導性，故對整個建筑的保溫、隔熱效果構成了影響。經由對各類高層住宅建筑的分析獲知，此類建筑外圍均匱乏保溫層，如某大廈外墻有應用契合國家規(guī)范的加氣混凝土塊，然而卻未配置雙層玻璃保溫層，促使該建筑物供暖空調系統能耗在總能耗中的占比達到了60%。并且，就算高層住宅建筑外圍具備保溫層，但玻璃幕墻、外掛鋁塑板這一組合結構也具有較大的能耗存在，外窗導熱系數高出外墻2倍，匱乏較好的保溫隔熱性。經由實踐表明，高溫季節(jié)室內熱量均源于太陽輻射經由門窗進入室內的熱量，當前大部分高層住宅建筑一味尋求外形效果，選擇大面積的落地窗，加大了導熱性，且往往高層住宅未采取遮陽措施，故高溫季節(jié)必須依靠空調制冷系統，耗費了較多電能。

3 高層住宅建筑節(jié)能設計策略

3.1 規(guī)劃設計

對高層住宅建筑規(guī)劃設計期間，需對太陽光輻射、空氣流通予以關注，要確保節(jié)能環(huán)保，便需防止太陽光過度輻射、強化住宅自然通風效果。首先，需思考的問題即建筑朝向，應契合高溫季節(jié)的主導風向，依照實際情況科學規(guī)劃建筑物之間的進出風口，建筑和建筑排列時需以南北朝向最為適宜，如此可防范高溫季節(jié)太陽光的過度輻射，減小空調能耗。而后，對建筑間距規(guī)劃設計期間，需在確保標準距離的基礎上適量加大，促使自然風更好的流通，且和外界空氣進行熱交換，以節(jié)約能源。再者，實施平面設計期間，應確保兩垂直墻面窗戶間的通風效果，經由雙層玻璃實現高溫季節(jié)降溫的目的。最后，對高層住宅建筑物間的布局予以思考，在考慮環(huán)境因素、成本等基礎上，保障建筑物采光、通風等契合國家標準，且應采取適宜的遮陽措施，以在相應層面確保空調能耗減小。

3.2 空間設計

對高層住宅建筑空間設計期間，應由平面、立面兩大層面入手，以保障建筑物通風、采光等契合標準。首先，對立面設計期間，應位于建筑物中心處配置可連接上下部分的垂直空間設定通風口，高度在住宅屋面以上。同時，進出口高度需契合建筑物實際環(huán)境，以避免對空氣流動構成影響；其次，進行平面設計時需對門窗的設置給予高度關注，特別是窗戶朝向需合理規(guī)劃，能在契合標準的基礎上予以創(chuàng)新，加大進出風口接觸面，以確保建筑物內部空氣流通效果。

3.3 圍護結構設計

對高層住宅建筑圍護結構設計期間，若想節(jié)約能源，便需經由高溫季節(jié)降溫、冬季保溫的模式達成目的，故而對圍護結構如屋頂、外墻等設計時需注重傳熱與空氣滲透問題。具體如下：

1)屋頂。設計住宅屋頂時應合理選取保溫材料，確保其密度和吸水性契合標準，通常應用膨脹珍珠巖保溫芯板，在雷雨天氣不會吸收大量水分影響保溫性能；密度選擇方面，保溫材料應選擇導熱系數小、密度小的材料，且所選材料不會污染環(huán)境、經濟適用性好。2)門窗。對門窗設計時，需防范門窗冷風滲透，強化建筑外部門窗于冬季的保溫效果，從而改善熱流損失問題，窗墻比設計需契合采暖居住設計規(guī)范，如應用剛塑復合窗等規(guī)避金屬材料所致的冷橋，并應用多功能門等，以實現建筑圍護結構節(jié)能的目的。3)墻體。設計墻體期間，應注重材料的保溫效果與質量。通常，需構建保溫隔熱層便于冬季存熱、高溫季節(jié)散熱，具體選取材料時應對抗氧強度、傳熱系數等予以思考。4)外部結構。高層住宅建筑外圍護結構并非承重結構，為進行節(jié)能設計，材料選取方面通常將實體與透明圍護結構當做主導。材料應用需具有靈活性，與實際建筑環(huán)境、外界條件銜接，把導熱系數小的砌塊與加氣混凝土塊使用到實體圍護結構中，與墻體外部保溫效果、窗墻尺寸結合，從而降低外部圍護結構在保溫、隔熱方面的能耗。同時，外部圍護結構具備的墻體外飾面是防范外界惡劣環(huán)境影響的關鍵，其材料傳熱性對圍護結構傳熱性具有決定性作用。通常，高層住宅建筑墻體外飾面囊括涂料、石材等，選材顏色較淺，具體經由外部圍護結構對太陽光輻射能的吸收系數去實施建筑節(jié)能設計。

3.4 外環(huán)境設計

對高層住宅建筑外環(huán)境設計時，可從如下幾點著手：

1)進行綠化節(jié)能設計。實質上，建筑物周邊良好的綠化環(huán)境可調節(jié)氣溫，吸收太陽光輻射與反射熱量，故可經由墻體、屋面綠化等形式作用于建筑物溫度，于綠化設計層面選擇高大常綠喬木等綠化帶，由生態(tài)層面改善高層住宅建筑節(jié)能效果與居住質量。2)外部遮陽設計。為規(guī)避高溫季節(jié)陽光輻射直接經由窗戶進入室內，故應實施外部遮陽設計，其可把陽光和建筑物分離開來。具體設計時，需科學合理，與立面設計銜接，依照相應規(guī)制對外部熱阻計算，從而選取適宜的材料、方式進行遮陽。3)有效利用可再生能源進行節(jié)能設計。有效應用太陽能、風能等清潔型可再生能源，如為確保高層住宅自然通風效果良好，可設計出以太陽能為主吸收能源的煙囪。同時，于供熱、供電系統等方面均可借助太陽能加以設計，以規(guī)避電能過度損耗，也能對周邊生態(tài)環(huán)境予以保護。

4 結語

概括而言，落實高層住宅建筑節(jié)能設計時需基于實際情況，明確設計要點，契合建筑業(yè)發(fā)展需求，注重環(huán)保節(jié)能理念的滲透，從而擬定適宜的合計方案，以確保高層住宅建筑整體節(jié)能效果。