高層建筑節(jié)能設(shè)計的常見問題及對策

文_楊陽 天尚設(shè)計集團(tuán)有限公司臺州分公司

近幾年，隨著社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，帶動我國建筑行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展，并取得良好的發(fā)展成果。在建筑項目建設(shè)與使用中，能源消耗量比較大，所以應(yīng)在建筑設(shè)計和施工過程中加以科學(xué)管控，把節(jié)能技術(shù)靈活應(yīng)用其中，降低對能源的消耗，滿足國家倡導(dǎo)的節(jié)能環(huán)保發(fā)展要求。通過引進(jìn)節(jié)能技術(shù)，可以減少能源消耗，在實際施工設(shè)計中，盡量選用無污染材料，嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)施工，加強(qiáng)施工質(zhì)量控制，選擇綠色環(huán)保的保溫、熱阻材料，保證建筑在后期投放應(yīng)用中展現(xiàn)出節(jié)能性能，獲取理想的節(jié)能效果，推動我國建筑行業(yè)更好發(fā)展。

1 高層建筑節(jié)能設(shè)計的意義

開展高層建筑工程施工建設(shè)工作，在一定程度上可以促進(jìn)我國社會經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展，利用高層建筑，可以提高土地使用率，有效解決我國出現(xiàn)的住房困難問題，改善生活環(huán)境。在高層建筑工程施工建設(shè)中，一般會采用冷暖設(shè)計方式，這種方式將會造成資源的大量消耗，給我國能源分配和發(fā)展帶來直接影響?；诖?，在高層建筑設(shè)計過程中，在給人們提供舒適、安全的居住環(huán)境同時，還要保證能源科學(xué)應(yīng)用，降低高層建筑對能源過量消耗的影響，提高能源使用率，把高層建筑能源需求控制在合理范疇內(nèi)，讓其滿足國家高層建筑建設(shè)中能源使用標(biāo)準(zhǔn)。

2 高層建筑節(jié)能設(shè)計的常見問題

2.1 自然資源開發(fā)不足

對于建筑運(yùn)行能源消耗而言，照明、取暖和通風(fēng)等是能源消耗的具體部分。依賴電燈照明或者空調(diào)取暖，容易造成電力資源的大量消耗。受到節(jié)能設(shè)計理念影響，在高層建筑工程項目施工建設(shè)與應(yīng)用時，廣泛使用采光技術(shù)和太陽能技術(shù)，有效提高能源使用效率，減少照明、取暖和通風(fēng)等造成的能源消耗。但是從目前情況來看，在高層建筑節(jié)能設(shè)計中，部分單位沒有對自然資源科學(xué)開發(fā)，自然資源使用率不高。

2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理

在建筑項目運(yùn)行過程中，大部分高層建筑都會面臨外圍結(jié)構(gòu)性能不強(qiáng)的狀況，也就是保溫隔熱性能有待提高。通常情況下，建筑外圍結(jié)構(gòu)有多種，如屋面、外墻等。在高層建筑項目建設(shè)過程中，其橫向屋面面積和豎向表面相比較小，因此墻體和建筑窗戶的保溫隔熱性能將會給建筑外圍結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能帶來一定影響。在建筑工程實際設(shè)計過程中，如果沒有對外圍結(jié)構(gòu)設(shè)計科學(xué)管控，將會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不具備較強(qiáng)的保溫隔熱性能，在某種程度上增加空調(diào)供暖系統(tǒng)運(yùn)行中能源消耗量。

2.3 節(jié)能設(shè)計不全面

在實際中，國家已經(jīng)全面倡導(dǎo)在高層建筑工程項目施工中引進(jìn)節(jié)能設(shè)計理念，例如照明節(jié)能設(shè)計、通風(fēng)節(jié)能設(shè)計等，但是由于節(jié)能設(shè)計理念沒有全面滲透，導(dǎo)致電力資源遭受嚴(yán)重浪費(fèi)，和西方發(fā)達(dá)國家比較，我國在建筑行業(yè)節(jié)能設(shè)計方面，特別是在通風(fēng)系統(tǒng)和照明系統(tǒng)設(shè)計上，設(shè)計水平比較落后，還無法獲得理想的節(jié)能設(shè)計效果。

3 高層建筑節(jié)能設(shè)計常見問題的處理對策

3.1 合理開發(fā)自然資源

在高層建筑節(jié)能設(shè)計中，應(yīng)合理開發(fā)，科學(xué)使用自然資源，利用太陽能、風(fēng)能等自然資源實現(xiàn)建筑內(nèi)部供暖，提高建筑取暖、采光、保溫性能，凈化建筑內(nèi)空氣，改善空氣質(zhì)量。太陽能主要是利用太陽光產(chǎn)生熱量，形成化學(xué)反應(yīng)，將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芑蛘唠娔?，為建筑運(yùn)行提供能量。太陽集熱器能夠收集太陽發(fā)生的熱量，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，在寒冷的冬季可以給建筑供暖，在炎熱的夏季，太陽集熱器能夠設(shè)計成空調(diào)，給人們提供舒適、涼快的生活環(huán)境。太陽能設(shè)備運(yùn)行過程中無需燃燒燃料，不會給生態(tài)環(huán)境帶來任何影響，滿足國家提出的節(jié)能環(huán)保發(fā)展戰(zhàn)略。風(fēng)能則是空氣流動過程中產(chǎn)生的能量，通過風(fēng)能供電能夠把風(fēng)能當(dāng)作建筑內(nèi)部充電、照明、無線電通信的電壓，以降低對電力資源的消耗，節(jié)省不可再生資源。

3.2 優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計

一方面，調(diào)整高層建筑空間結(jié)構(gòu)。在對高層建筑空間結(jié)構(gòu)調(diào)整過程中，應(yīng)做好建筑內(nèi)部節(jié)能設(shè)計工作，高層建筑窗墻比例設(shè)定合理，窗墻面積作為建筑采光的主要因素，正常且合理的窗墻比例一般為0.3。在選擇玻璃幕墻過程中，應(yīng)分析采光、隔聲、熱性能等因素，當(dāng)前普通中空玻璃和建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)有著一定差異，因此在建筑設(shè)計過程中，應(yīng)綜合思考中空玻璃適應(yīng)性與當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境，適當(dāng)提高門窗氣密性，盡可能減少冷熱空氣的進(jìn)入。除此之外，窗框保溫性能也應(yīng)得到高度重視，在實際設(shè)計過程中應(yīng)給予廣泛關(guān)注，盡可能提高窗框密實度。另一方面，合理設(shè)計建筑外圍結(jié)構(gòu)。建筑單位需要重視高層建筑外圍結(jié)構(gòu)保溫處理，增強(qiáng)外圍結(jié)構(gòu)隔熱能力，如果建筑為實體圍護(hù)結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用導(dǎo)熱性系數(shù)小的多孔空心磚或者加氣混凝土砌塊，配合外墻保溫與門窗面積比，對外圍結(jié)構(gòu)保溫隔熱造成的能源消耗進(jìn)行科學(xué)管控。如果建筑采用的是透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)，則需要按照三項要求進(jìn)行。第一，降低玻璃幕墻使用量；第二，合理控制窗墻面積比；第三，引進(jìn)節(jié)能性玻璃和門窗材料。通過這種方式，可以提高建筑外圍結(jié)構(gòu)節(jié)能性。

3.3 加強(qiáng)建筑節(jié)能設(shè)計

為了減少照明系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中能源消耗量，應(yīng)該適當(dāng)提高節(jié)能技術(shù)水平。在實際操作中，要想優(yōu)化照明系統(tǒng)，應(yīng)提高自然采光率，利用交叉式平面設(shè)計方式，滿足節(jié)能要求。通過中庭式或者內(nèi)院式設(shè)計方式，提高自然采光效果。通過在邊庭種植適量的植物，可以創(chuàng)建良好的采光環(huán)境，優(yōu)化環(huán)境，提高空氣質(zhì)量。在實際中，通過使用太陽能發(fā)電技術(shù)，融入三基色節(jié)能燈進(jìn)行建筑照明，減少電能消耗。在通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計過程中，盡可能選用圓管型建筑或者懸掛式建筑。這種類型的高層建筑不但能夠節(jié)省土地資源，同時也能降低對生態(tài)環(huán)境的影響，建筑通風(fēng)效果理想，抗風(fēng)抗壓、抗震能力強(qiáng)。在通風(fēng)設(shè)計過程中，應(yīng)科學(xué)控制門窗面積，保證形成對流，合理利用室外空氣，降低建筑內(nèi)部能源消耗。另外，合理安裝和維護(hù)空調(diào)系統(tǒng)，減少能源消耗，對建筑內(nèi)部濕度與溫度的調(diào)節(jié)，保證室內(nèi)空氣質(zhì)量，加快空氣流通。

4 結(jié)語

在高層建筑工程施工設(shè)計中，會面臨自然資源開發(fā)利用不足、 結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理、節(jié)能設(shè)計不全面等問題，影響建筑節(jié)能效果。為了改變這種狀況，在實際節(jié)能設(shè)計過程中，相關(guān)部門應(yīng)結(jié)合實際情況，合理開發(fā)并利用自然資源，通過使用太陽能、風(fēng)能等來為高層建筑取暖、采光，凈化建筑內(nèi)部空氣，改善空氣質(zhì)量。為了提高節(jié)能性能，需要合理使用照明系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)，并對其優(yōu)化處理，加強(qiáng)建筑節(jié)能設(shè)計，科學(xué)使用各種節(jié)能資源，提高高層建筑空間結(jié)構(gòu)，保證建筑內(nèi)部設(shè)計的合理性。與此同時，合理設(shè)計高層建筑外圍結(jié)構(gòu)，降低由外圍結(jié)構(gòu)保溫隔熱造成的能源損失，以提高建筑外圍結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能，滿足國家要求的節(jié)能環(huán)保要求，促進(jìn)我國高層建筑更好發(fā)展。