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摘要：高层建筑在节能设计方面存在一些如自然采光利用率低、室内通风效果不佳、外围护结构保温隔热能力差、可再生能源的利用率不高等常见的问题。本文分析了节能技术在高层建筑设计中的应用。
关键词：高层建筑；节能；应用研究
中图分类号：TU97文献标识码： A
1.高层建筑能耗特点分析
1.1能耗组成及特点分析
高层建筑容纳人数众多，信息处理量大。为保持正常的运作，高层建筑在电梯、空调、供水、供暖、管理等方面要消耗大量的能源。主要的能源消耗形式包括电、煤、天然气以及集中供热的蒸汽和热水等。其中供暖空调系统、照明系统、动力系统和办公设备系统是建筑能耗的4个主要系统。供暖空调系统耗电量占到整个建筑能耗的50%以上；照明系统次之，大约为20%；动力系统约为10%；办公设备系统约为10%。
1.2采光和通风的要求
高层建筑基本空间由主要使用房间、交通联系空间（水平交通和垂直交通）、辅助使用房间（餐饮和卫生间）以及设备系统等几部分构成，平面布局与空间组织相对固定，各部分功能空间对自然采光与通风的需求都不容忽视。因此，高层建筑能耗对气候的依赖性较弱，若通过调节建筑与环境的关系来达到节约能耗的目的，效果甚微。
2.建筑节能的重要作用
我国是一个经济快速增长、人口占世界20%的大国，也是能源相对匮乏的大國，已成为世界上第三大能源生产国和第二大能源消费国。因此建筑耗能状况是牵动社会经济发展全局的大问题。因此，我国建筑节能工作既面临繁重的压力和挑战，同时又蕴含着巨大的机遇和潜力。节约能源资源，走科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的路子，是坚持和落实科学发展观的必然要求，也是关系我国社会可持续发展全局的重大问题。我们必须立足当前、着眼长远，下更大的力气抓好节约能源的工作。
建筑节能和保护环境是摆在我们面前的紧迫问题。随着社会经济的发展，城市建设规模越来越大，公共和居住建筑愈加豪华，“城市热岛”等诸多问题已初露端倪，越来越多的人开始关注那些高能耗建筑。因此为了促进城市可持续发展，必须从长远考虑，把建筑节能和保护环境作为开展建筑工程设计施工的重要环节和衡量建筑工程质量的重要标准，尽快制定相关的法律和规章制度，积极开展对既有和新建建筑的节能改造和建设工作，加大对高能耗污染的处罚力度。通过在全社会积极开展建筑节能和保护环境的宣传教育活动，形成良好社会风尚，为构建节约型社会，实现全面建设小康社会的目标而努力奋斗。
3.设计对策
3.1建筑各部位的节能构造设计
在充分满足建筑工程范畴之中所起到的相关基本作用以外，还应当要采取各种结构、造型措施，有针对性的在加工，进而能够更好的对于建筑外部气候环境加以利用，真正起到对于室内节能以及微气候环境营造的效果。而要构建出这些部分，实际上是完全随意的，可以在门窗上、屋顶上、楼板上等不同位置进行设置。例如屋顶节能设计措施，便是采取坡屋顶的节能措施，并且还能够起到屋面保温隔热的效果。
3.1.1楼板层的节能设计
主要是利用其结构中空空间，以及对楼板吊顶造型加以设计。如将循环水管布置在其中，夏季可以利用冷水循环降低室内温度，冬季利用热水循环取暖。建筑外围护墙体的节能设计。
3.1.2建筑门窗的节能设计
据统计资料，在我国既有的高耗能建筑有40%的耗能是通过门窗散失的。作为建筑围护的重要组成部分，能否配合墙体起到良好的保温隔热作用，减少居室能源流失，在建筑节能中有着至关重要的作用。因此，解决好门窗节能的问题相当重要。
3.2通风设计
关于自然通风的引入，一方面可以对建筑的空间形式进行组织，尽可能形成穿堂风，这一点在条形高层建筑中比较容易实现。对于点式高层，应尽可能组织两垂直墙面窗户之间的通风。自然通风的组织需要更大的窗墙面积比并形成风的通路。另外，还可以结合双层玻璃来实现降温。
3.3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赖。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。
3.4照明的节能
照明节能可以从设计时提高所有建筑部位（包括开口部位在内）及室内的所有物体的光反射系数，有效地控制光的损失。另外要注意建筑部位的朝向充分利用阳光。利用天窗也是照明节能的途径。
3.5外围护结构设计
3.5.1外围护结构材料。针对目前高层建筑外围护结构材料以实体围护结构和透明围护结构为主的现状，且基于高层建筑外围护结构并非承重结构，材料选取较为灵活的特点，对于实体围护结构，应尽量选用导热系数小的多孔/空心砌块或加气混凝土砌块等，配合外墙外保温和合理的窗墙面积比，控制由外围护结构保温隔热带来的能耗损失。对于处于寒冷地区与夏热冬冷地区交界的城市，应尽量减少玻璃幕墙的使用。
当实体围护结构达到保温隔热要求后，透明围护结构应遵循以下措施：尽量减少使用玻璃幕墙；控制合理的窗墙面积比，控制可开启面积以组织通风；选用节能的玻璃和窗框材料，注意控制密封性能。
3.5.2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。建筑墙体外饰面对建筑节能设计的影响主要通过围护结构外表面对太阳辐射热的吸收系数表现出来：一是在房间制冷状态下，对房间能耗的影响；二是对墙体传热系数的直接影响；三是房间在自然通风状态下对墙体内表面最高温度的影响。《居住建筑节能设计标准》规定：建筑外墙采用“浅色外饰面（太阳辐射吸收系数<0.6）”节能措施时，计算外墙的总热阻时可附加“隔热措施的当量附加热阻0.2”，当外墙的传热系数由于其构成而不能达到《建筑节能设计标准》要求时，采用“浅色外饰面”的节能措施则可使每种材料包括200mm厚钢筋混凝土的传热系数值均可满足“民用建筑节能设计标准”对传热性能的规定要求。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2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。
3.5.3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。《居住建筑节能设计标准》规定：建筑的“东、西外墙采用花格构件或爬藤植物遮阳（透射比<0.5）”的节能措施时，计算外墙的总热阻时可附加“隔热措施的当量附加热阻0.3”，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。
结束语
随着经济，环境，健康等诸多因素的迫切要求，绿色建筑正在迅速发展，在建筑领域里，我们呼吁更多的设计师投入到绿色建筑设计和施工中，提倡各种建筑生态技术的应用，发展绿色建筑。这不仅有助于推动全球环境品质的改善，而且有助于人们生活品质的提高。
参考文献
[1]蒙晓哲，周红涛.建筑节能现状分析及思考[J].陕西综合经济，2011，（04）.
[2]石中玉，孙建红.浅谈建筑节能设计[J].山西建筑，2012，（25）.
[3]靳娅田.浅析环保节能建筑设计[J].科技情报开发与经济，2010（05）
[4]周炜.小议建筑节能设计[J].陕西建筑，2012.
关键词：高层建筑；节能；应用研究
中图分类号：TU97文献标识码： A
1.高层建筑能耗特点分析
1.1能耗组成及特点分析
高层建筑容纳人数众多，信息处理量大。为保持正常的运作，高层建筑在电梯、空调、供水、供暖、管理等方面要消耗大量的能源。主要的能源消耗形式包括电、煤、天然气以及集中供热的蒸汽和热水等。其中供暖空调系统、照明系统、动力系统和办公设备系统是建筑能耗的4个主要系统。供暖空调系统耗电量占到整个建筑能耗的50%以上；照明系统次之，大约为20%；动力系统约为10%；办公设备系统约为10%。
1.2采光和通风的要求
高层建筑基本空间由主要使用房间、交通联系空间（水平交通和垂直交通）、辅助使用房间（餐饮和卫生间）以及设备系统等几部分构成，平面布局与空间组织相对固定，各部分功能空间对自然采光与通风的需求都不容忽视。因此，高层建筑能耗对气候的依赖性较弱，若通过调节建筑与环境的关系来达到节约能耗的目的，效果甚微。
2.建筑节能的重要作用
我国是一个经济快速增长、人口占世界20%的大国，也是能源相对匮乏的大國，已成为世界上第三大能源生产国和第二大能源消费国。因此建筑耗能状况是牵动社会经济发展全局的大问题。因此，我国建筑节能工作既面临繁重的压力和挑战，同时又蕴含着巨大的机遇和潜力。节约能源资源，走科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的路子，是坚持和落实科学发展观的必然要求，也是关系我国社会可持续发展全局的重大问题。我们必须立足当前、着眼长远，下更大的力气抓好节约能源的工作。
建筑节能和保护环境是摆在我们面前的紧迫问题。随着社会经济的发展，城市建设规模越来越大，公共和居住建筑愈加豪华，“城市热岛”等诸多问题已初露端倪，越来越多的人开始关注那些高能耗建筑。因此为了促进城市可持续发展，必须从长远考虑，把建筑节能和保护环境作为开展建筑工程设计施工的重要环节和衡量建筑工程质量的重要标准，尽快制定相关的法律和规章制度，积极开展对既有和新建建筑的节能改造和建设工作，加大对高能耗污染的处罚力度。通过在全社会积极开展建筑节能和保护环境的宣传教育活动，形成良好社会风尚，为构建节约型社会，实现全面建设小康社会的目标而努力奋斗。
3.设计对策
3.1建筑各部位的节能构造设计
在充分满足建筑工程范畴之中所起到的相关基本作用以外，还应当要采取各种结构、造型措施，有针对性的在加工，进而能够更好的对于建筑外部气候环境加以利用，真正起到对于室内节能以及微气候环境营造的效果。而要构建出这些部分，实际上是完全随意的，可以在门窗上、屋顶上、楼板上等不同位置进行设置。例如屋顶节能设计措施，便是采取坡屋顶的节能措施，并且还能够起到屋面保温隔热的效果。
3.1.1楼板层的节能设计
主要是利用其结构中空空间，以及对楼板吊顶造型加以设计。如将循环水管布置在其中，夏季可以利用冷水循环降低室内温度，冬季利用热水循环取暖。建筑外围护墙体的节能设计。
3.1.2建筑门窗的节能设计
据统计资料，在我国既有的高耗能建筑有40%的耗能是通过门窗散失的。作为建筑围护的重要组成部分，能否配合墙体起到良好的保温隔热作用，减少居室能源流失，在建筑节能中有着至关重要的作用。因此，解决好门窗节能的问题相当重要。
3.2通风设计
关于自然通风的引入，一方面可以对建筑的空间形式进行组织，尽可能形成穿堂风，这一点在条形高层建筑中比较容易实现。对于点式高层，应尽可能组织两垂直墙面窗户之间的通风。自然通风的组织需要更大的窗墙面积比并形成风的通路。另外，还可以结合双层玻璃来实现降温。
3.3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赖。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。
3.4照明的节能
照明节能可以从设计时提高所有建筑部位（包括开口部位在内）及室内的所有物体的光反射系数，有效地控制光的损失。另外要注意建筑部位的朝向充分利用阳光。利用天窗也是照明节能的途径。
3.5外围护结构设计
3.5.1外围护结构材料。针对目前高层建筑外围护结构材料以实体围护结构和透明围护结构为主的现状，且基于高层建筑外围护结构并非承重结构，材料选取较为灵活的特点，对于实体围护结构，应尽量选用导热系数小的多孔/空心砌块或加气混凝土砌块等，配合外墙外保温和合理的窗墙面积比，控制由外围护结构保温隔热带来的能耗损失。对于处于寒冷地区与夏热冬冷地区交界的城市，应尽量减少玻璃幕墙的使用。
当实体围护结构达到保温隔热要求后，透明围护结构应遵循以下措施：尽量减少使用玻璃幕墙；控制合理的窗墙面积比，控制可开启面积以组织通风；选用节能的玻璃和窗框材料，注意控制密封性能。
3.5.2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。建筑墙体外饰面对建筑节能设计的影响主要通过围护结构外表面对太阳辐射热的吸收系数表现出来：一是在房间制冷状态下，对房间能耗的影响；二是对墙体传热系数的直接影响；三是房间在自然通风状态下对墙体内表面最高温度的影响。《居住建筑节能设计标准》规定：建筑外墙采用“浅色外饰面（太阳辐射吸收系数<0.6）”节能措施时，计算外墙的总热阻时可附加“隔热措施的当量附加热阻0.2”，当外墙的传热系数由于其构成而不能达到《建筑节能设计标准》要求时，采用“浅色外饰面”的节能措施则可使每种材料包括200mm厚钢筋混凝土的传热系数值均可满足“民用建筑节能设计标准”对传热性能的规定要求。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2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。
3.5.3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。《居住建筑节能设计标准》规定：建筑的“东、西外墙采用花格构件或爬藤植物遮阳（透射比<0.5）”的节能措施时，计算外墙的总热阻时可附加“隔热措施的当量附加热阻0.3”，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。
结束语
随着经济，环境，健康等诸多因素的迫切要求，绿色建筑正在迅速发展，在建筑领域里，我们呼吁更多的设计师投入到绿色建筑设计和施工中，提倡各种建筑生态技术的应用，发展绿色建筑。这不仅有助于推动全球环境品质的改善，而且有助于人们生活品质的提高。
参考文献
[1]蒙晓哲，周红涛.建筑节能现状分析及思考[J].陕西综合经济，2011，（04）.
[2]石中玉，孙建红.浅谈建筑节能设计[J].山西建筑，2012，（25）.
[3]靳娅田.浅析环保节能建筑设计[J].科技情报开发与经济，2010（05）
[4]周炜.小议建筑节能设计[J].陕西建筑，2012.