论文部分内容阅读
【摘 要】随着经济的发展，我国城市化进程的加剧，大量农村人口涌向城市，从而造成城市拥挤。住房建筑正在朝高层建筑方向发展，高层的出现很大程度上节省了土地，也解决了城市土地资源紧缺和人们住房问题，但是高层建筑也存在一系列问题。在高层建筑在设计的时候，室内的自然采光不足，室内的空气通风差，是高层建筑的通病。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。
【关键词】 高层建筑；节能设计；能耗分析
一、高层建筑的能耗分析
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。那么接下来笔者将对如何在高层建筑应用节能设计做一个简单的分析。
二、对于高层建筑设计常见的题的分析
在高层建筑中，围护结构保温能力差一直是一个普遍问题。提高建筑围护结构保温隔热性能就是要尽量降低围护结构各个部分的传热系数，同时，墙体的结构形状、周围的遮阳情况以及墙体的外饰面等也都会影响保温隔热效果。
在长期的实践构建过程中发现，双层玻璃对建筑外墙的保温起到很好地效果。其原因并不是由于玻璃本身具有很好的保温能力，而主要是因为在两层玻璃之间形成一个密闭的空气间层，这个空气间层具有较大的热阻，因而使得窗户具有较好的保温性能。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。
也就是说，从保温的角度看，在双层窗中玻璃主要起到形成空气间层的作用。玻璃本身的保温作用是不大的，20毫米厚的空气间层的热阻相当于单层玻璃热阻的40多倍。由此可见，具有一定厚度、密闭良好的空气间层，是双层玻璃窗保温性能好的关键。而又有数据显示，在窗户玻璃选择是单层玻璃的情况下，供暖空调的耗能量将是整个建筑耗能量的百分之五十以上。因此可以说使用双层玻璃作为建筑外层的保温设置是一个很有参考价值的选择。
三、高层建筑节能设计中要注意的问题
（一）通风设计
在建筑设计过程中，依照建筑的内部空间进行组织，可以通过自然风的引入降低建筑的能耗，尽可能的利用建筑的内部空间形成穿堂风，高层建筑中条形建筑比较容易形成穿堂风，但是针对点式建筑，应当利用垂直墙的窗户来通风。通风需要窗墙面积比相对较大，从而为风的形成提供通路。此外还可以通过双层玻璃的设置来实现降温。国际上很多建筑都开始重视通风设计，形成相对通风性良好的体系，以此降低建筑本身需要进行通风的能耗。
（二）外围护设计
（1）材料。高层建筑的外围护所采用的材料主要包括实体结构材料以及透明结构材料两种，这是当前高层建筑建设所用到的主要材料，并且考虑到高层建筑的外围护并非用于承重，因此在材料的选择上较为灵活，针对实体结构，应当选取空心砌块或者多孔的砌块，并且材料的导热系数相对较小，而加气混凝土砌块也是高层建筑外围护选取的优良材料，另外配合合理的窗墙比例和外保温结构的设置，能够有效控制高层建筑的能耗损失。一些区域的气候分明或者处在寒冷地区，那么针对这类城市应当减少玻璃幕墙的应用。
在外围护结构的施工中，实体围护达到了高层建筑的保温隔热标准后，应当注意，建筑的透明围护需要遵循以下内容予以设置：首先应当减少玻璃幕墙的使用，其次控制好窗墙比例，并控制窗体的开启面积从而对通风进行有效的设计；最后窗框以及玻璃的材料选择节能且密封性能良好的的材料。
（2）墙体外饰面。建筑外墙饰面是围护结构抵御外界气候影响的第一道防线，其材料的热工性能将直接影响围护结构的热工性能。建筑的外墙饰面目前有瓷砖、涂料、石材以及金属幕墙材料等等，最典型的两类外墙饰面是瓷砖及涂料。节能设计中采用浅色外饰面或部分采用浅色外饰面显然是有利的。
（3）墙体外遮阳。除外围护结构材料的选择外，还可增加建筑遮阳，以减少供暖空调能耗。建筑遮阳包括水平遮阳、垂直遮阳、综合遮阳等方式，可结合立面设计意图进行设计，尤其应注意西向遮阳对节约建筑能耗的作用。节能设计中应考虑"东、西外墙遮阳"，在夏天东、西晒非常严重的地区，东、西外墙遮阳措施有待加强。这方面可以借鉴热带地区城市，如马来西亚和香港等的设计经验。在这些城市，高层建筑遮阳措施的使用在带来较好遮阳效果的同时，也丰富了建筑立面，增加了城市景观。
（三）可再生能源的利用
在系统的能源使用方面，应尽量开发可再生能源的利用，如太阳能、地热能、风能、水能、生物质能等。利用风力发电、太阳能光伏发电、垃圾发电、太阳能热利用、地热利用和沼气发电等，来减少对煤和天然气等不可再生能源和电、蒸汽、热水等二次能源的依賴。例如，使用分体空调的建筑建议增设地源热泵，这样可大大降低空调系统能耗；使用螺杆式水冷机组的建筑建议增加蓄冷装置，冷却塔的废热应予以回收利用；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；关于太阳能的利用，可以在冬季利用太阳能供暖、夏季采用太阳能制冷系统，全年中都可以使用太阳能光电系统和热水系统。
结语
高层建筑的节能设计需要考虑的环节众多，建筑设计的方法要不断的改进，引入建筑节能的概念，建筑设计的结构形式要充分考虑节能减排，在能源日益高涨的先进，建筑节能作为国家可持续发展战略下的一项长期目标，其影响是深远的。因为建筑设计对建筑的功能非常重要，所以在建筑设计的过程中融入节能理念就可以从源头上实施节能，也制约着建筑节能的首要环节，融入建筑节能的概念，使得建筑设计行业相关规则进行相应的变动，新思想，面临新的机遇和挑战，相信我国未来的建筑节能技术肯定会对今后的建筑设计带来新的活力，使得建筑的节能更加行之有效。
参考文献：
[1]黄文.高层建筑节能设计的应用研究[J].当代经济，2013，02：30-31.
[2]张文波.浅谈高层建筑节能设计[J].黑龙江科技信息，2013，03：234.
[3]潘雨顺.简论高层建筑节能设计的主要途径[J].节能，1995，11：30-33.
【关键词】 高层建筑；节能设计；能耗分析
一、高层建筑的能耗分析
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。那么接下来笔者将对如何在高层建筑应用节能设计做一个简单的分析。
二、对于高层建筑设计常见的题的分析
在高层建筑中，围护结构保温能力差一直是一个普遍问题。提高建筑围护结构保温隔热性能就是要尽量降低围护结构各个部分的传热系数，同时，墙体的结构形状、周围的遮阳情况以及墙体的外饰面等也都会影响保温隔热效果。
在长期的实践构建过程中发现，双层玻璃对建筑外墙的保温起到很好地效果。其原因并不是由于玻璃本身具有很好的保温能力，而主要是因为在两层玻璃之间形成一个密闭的空气间层，这个空气间层具有较大的热阻，因而使得窗户具有较好的保温性能。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。
也就是说，从保温的角度看，在双层窗中玻璃主要起到形成空气间层的作用。玻璃本身的保温作用是不大的，20毫米厚的空气间层的热阻相当于单层玻璃热阻的40多倍。由此可见，具有一定厚度、密闭良好的空气间层，是双层玻璃窗保温性能好的关键。而又有数据显示，在窗户玻璃选择是单层玻璃的情况下，供暖空调的耗能量将是整个建筑耗能量的百分之五十以上。因此可以说使用双层玻璃作为建筑外层的保温设置是一个很有参考价值的选择。
三、高层建筑节能设计中要注意的问题
（一）通风设计
在建筑设计过程中，依照建筑的内部空间进行组织，可以通过自然风的引入降低建筑的能耗，尽可能的利用建筑的内部空间形成穿堂风，高层建筑中条形建筑比较容易形成穿堂风，但是针对点式建筑，应当利用垂直墙的窗户来通风。通风需要窗墙面积比相对较大，从而为风的形成提供通路。此外还可以通过双层玻璃的设置来实现降温。国际上很多建筑都开始重视通风设计，形成相对通风性良好的体系，以此降低建筑本身需要进行通风的能耗。
（二）外围护设计
（1）材料。高层建筑的外围护所采用的材料主要包括实体结构材料以及透明结构材料两种，这是当前高层建筑建设所用到的主要材料，并且考虑到高层建筑的外围护并非用于承重，因此在材料的选择上较为灵活，针对实体结构，应当选取空心砌块或者多孔的砌块，并且材料的导热系数相对较小，而加气混凝土砌块也是高层建筑外围护选取的优良材料，另外配合合理的窗墙比例和外保温结构的设置，能够有效控制高层建筑的能耗损失。一些区域的气候分明或者处在寒冷地区，那么针对这类城市应当减少玻璃幕墙的应用。
在外围护结构的施工中，实体围护达到了高层建筑的保温隔热标准后，应当注意，建筑的透明围护需要遵循以下内容予以设置：首先应当减少玻璃幕墙的使用，其次控制好窗墙比例，并控制窗体的开启面积从而对通风进行有效的设计；最后窗框以及玻璃的材料选择节能且密封性能良好的的材料。
（2）墙体外饰面。建筑外墙饰面是围护结构抵御外界气候影响的第一道防线，其材料的热工性能将直接影响围护结构的热工性能。建筑的外墙饰面目前有瓷砖、涂料、石材以及金属幕墙材料等等，最典型的两类外墙饰面是瓷砖及涂料。节能设计中采用浅色外饰面或部分采用浅色外饰面显然是有利的。
（3）墙体外遮阳。除外围护结构材料的选择外，还可增加建筑遮阳，以减少供暖空调能耗。建筑遮阳包括水平遮阳、垂直遮阳、综合遮阳等方式，可结合立面设计意图进行设计，尤其应注意西向遮阳对节约建筑能耗的作用。节能设计中应考虑"东、西外墙遮阳"，在夏天东、西晒非常严重的地区，东、西外墙遮阳措施有待加强。这方面可以借鉴热带地区城市，如马来西亚和香港等的设计经验。在这些城市，高层建筑遮阳措施的使用在带来较好遮阳效果的同时，也丰富了建筑立面，增加了城市景观。
（三）可再生能源的利用
在系统的能源使用方面，应尽量开发可再生能源的利用，如太阳能、地热能、风能、水能、生物质能等。利用风力发电、太阳能光伏发电、垃圾发电、太阳能热利用、地热利用和沼气发电等，来减少对煤和天然气等不可再生能源和电、蒸汽、热水等二次能源的依賴。例如，使用分体空调的建筑建议增设地源热泵，这样可大大降低空调系统能耗；使用螺杆式水冷机组的建筑建议增加蓄冷装置，冷却塔的废热应予以回收利用；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；关于太阳能的利用，可以在冬季利用太阳能供暖、夏季采用太阳能制冷系统，全年中都可以使用太阳能光电系统和热水系统。
结语
高层建筑的节能设计需要考虑的环节众多，建筑设计的方法要不断的改进，引入建筑节能的概念，建筑设计的结构形式要充分考虑节能减排，在能源日益高涨的先进，建筑节能作为国家可持续发展战略下的一项长期目标，其影响是深远的。因为建筑设计对建筑的功能非常重要，所以在建筑设计的过程中融入节能理念就可以从源头上实施节能，也制约着建筑节能的首要环节，融入建筑节能的概念，使得建筑设计行业相关规则进行相应的变动，新思想，面临新的机遇和挑战，相信我国未来的建筑节能技术肯定会对今后的建筑设计带来新的活力，使得建筑的节能更加行之有效。
参考文献：
[1]黄文.高层建筑节能设计的应用研究[J].当代经济，2013，02：30-31.
[2]张文波.浅谈高层建筑节能设计[J].黑龙江科技信息，2013，03：234.
[3]潘雨顺.简论高层建筑节能设计的主要途径[J].节能，1995，11：30-33.