【摘 要】我國(guó)的高層建筑剛剛起步，而且在快速的發(fā)展中，然而城我國(guó)在這方面的經(jīng)驗(yàn)不多，而且管理機(jī)制尚不健全，往往忽略生態(tài)環(huán)境的保護(hù)、建筑設(shè)計(jì)節(jié)能意識(shí)淡薄，造成高能耗、低效益，影響常年使用，浪費(fèi)巨大。所謂建筑節(jié)能不僅是建筑本身的節(jié)能，且由城市的綜合環(huán)境、氣候條件、總體布局；建筑物的形體變化、朝向；外圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫、隔熱的性能；門窗質(zhì)量等許多綜合性因素構(gòu)成，因此，高層建筑的節(jié)能首先應(yīng)為設(shè)計(jì)者重視。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；優(yōu)化設(shè)計(jì)；綠色技術(shù)

1、建筑設(shè)計(jì)層面上的節(jié)能

①建筑的朝向設(shè)計(jì)。建筑的方位與節(jié)能有著直接關(guān)系。如，在北緯40度～45度地區(qū)，冬天建筑的朝向所得到的輻射能量幾乎比夏天多兩倍，而在夏天東、西向所得到的能量比南向多2.5倍，不同朝向，不同季節(jié)，建筑物所得到的太陽(yáng)輻射熱能量不同，熱損失也不同，尤其是在冬至前后，由于太陽(yáng)高度角低，房間所接收的太陽(yáng)光線的面積比夏天多得多。在確定建筑的方位時(shí)首先應(yīng)考慮環(huán)境情況，按其太陽(yáng)高度角做出日影響圖，以確定冬季每天的日照時(shí)間，建筑南向開窗面積盡可能大些，在滿足采光條件下，北向、東向窗盡可能小些，從而獲得更多的太陽(yáng)光線，減少熱損失，保持室內(nèi)舒適的溫度環(huán)境。

②體形與平面布置。體形系數(shù)，即建筑物外表面面積與其所包圍的體積之比值。對(duì)于相同體積的建筑物，其體形系數(shù)越大，說(shuō)明單位建筑空間的熱散失面積越高。體形系數(shù)每增大0.01，能耗指標(biāo)約增加2.5%。外表面面積越大，熱損失越多，不規(guī)則的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，往往是薄弱環(huán)節(jié)。因此，應(yīng)該正確處理體形、平面形式與保溫的關(guān)系。建筑平面的巧妙布置常能獲得較為滿意的節(jié)能效果。如將電梯、樓梯、管道井、機(jī)房等布置在建筑物的南側(cè)或西側(cè)，可以有效阻擋日射；設(shè)置空中庭院，以樓梯或坡道聯(lián)系，空中庭院不但是人們的交往空間，也起到組織自然通風(fēng)的作用，又克服了空調(diào)是內(nèi)空氣品質(zhì)差的弱點(diǎn)。

③綠化與節(jié)能。近年來(lái)由于城市綠地不斷減少，加之空調(diào)的大量使用，導(dǎo)致“熱島效應(yīng)”，空氣環(huán)境日益惡化，給建筑帶來(lái)負(fù)效應(yīng)。一塊草地和一塊瀝青地面的表面溫度差可達(dá)14攝氏度以上。綠地蒸發(fā)大量水分，帶走大量熱量，為建筑物創(chuàng)造了十分有利的周圍環(huán)境條件，同時(shí)美化了城市，改善了空氣品質(zhì)。

2、優(yōu)化圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體設(shè)計(jì)

2.1 外墻是圍護(hù)結(jié)構(gòu)的主體部分，高層建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)不同于磚石結(jié)構(gòu)房屋，前者是鋼筋混凝土框架或剪力墻結(jié)構(gòu)承重，因此，圍護(hù)結(jié)構(gòu)屬于填充材料，為了減輕荷載，達(dá)到保溫、隔熱要求，采用輕質(zhì)高效保溫材料，目前在寒冷地區(qū)常用的墻體做法有：頁(yè)巖陶?；炷量招钠鰤K；粘土空心磚與實(shí)心磚復(fù)合墻體；粘土實(shí)心磚或空心磚巖棉夾心復(fù)合墻體等。但存在問題較多，節(jié)能的效果仍達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的要求。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的材料布置分外側(cè)和內(nèi)側(cè)，在寒冷地區(qū)的同一氣候條件下，由于材料層次布置不同所取得的保溫效果也不盡相同，為防止墻體內(nèi)產(chǎn)生冷凝水，保溫層設(shè)在外側(cè)更為妥些。

2.2 高層建筑的圍護(hù)墻體不宜采用外側(cè)保溫的聚苯乙烯泡沫板（舒樂板、PG板），巖棉板等輕質(zhì)保溫材料。一幢建筑的壽命少則幾十年，多則上百年，材料的應(yīng)用與建筑整體的壽命應(yīng)同步。對(duì)于輕質(zhì)的外保溫復(fù)合墻體，存在以下不足之處：（1）抗震能力差，易松散，與結(jié)構(gòu)構(gòu)件結(jié)合不好，整體性能差。 （2）不能承受外部裝修貼、掛荷載，如：貼石材，安裝裝飾構(gòu)件等。（3）不能承受有振動(dòng)的鑿、刨的裝修，如：剁斧石面層、予留洞、槽易出現(xiàn)冷橋。（4）墻表面易出現(xiàn)裂紋。除此之外，復(fù)合墻體由于框架梁拉、剪力墻的嵌入，墻體內(nèi)容易造成冷橋，是保溫、隔熱的薄弱環(huán)節(jié)。據(jù)測(cè)定，高層建筑所出現(xiàn)的冷橋約占整個(gè)熱損失的5%～13%，因此應(yīng)引起設(shè)計(jì)者重視，采取有效構(gòu)造措施盡可能避免產(chǎn)生冷橋。

2.3 國(guó)外普遍推廣采用混凝土空心砌塊用于高層建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫，歐、美各國(guó)取得不少先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。如：美國(guó)研制的TB型保溫隔熱復(fù)合砌塊；波蘭的咬合式保溫砌塊，兩塊組合成320厚墻體，在空心砌塊內(nèi)填入高效保溫材料，墻體傳熱系數(shù)K=01209～1100W/m2k；芬蘭研制的一種空心砌塊，空隙之間填入聚胺脂保溫材料，300厚，傳熱系數(shù)K=0.25～0.28W/m2k.某些歐美國(guó)家50%左右的建筑已應(yīng)用多種形式的混凝土空心砌塊。由于混凝土空心砌塊保溫效果好，又具有一定強(qiáng)度，避免了輕質(zhì)復(fù)合材料墻體的一些弊端。

3、影響建筑節(jié)能的其他因素

3.1 高層建筑外圍護(hù)墻體耗能量較大，占整個(gè)建筑耗能的25%左右。建筑的形體變化是建筑外露面積的主要因素之一，體形系數(shù)越大耗能越多，國(guó)外的一些高層建筑造成圓塔形，比如美國(guó)洛杉磯的好運(yùn)飯店、法國(guó)戴高樂機(jī)場(chǎng)候機(jī)樓、紐約第三大街53號(hào)辦公樓都是圓型或橢圓形，我們知道，相同的面積，圓的周長(zhǎng)最短，這樣使建筑外露面積較小。因此，基于能量損耗的考慮，高層建筑的形體變化不宜過(guò)多、復(fù)雜。

3.2 高層建筑的“風(fēng)環(huán)境”是影響建筑耗能因素之一。 在冬季，風(fēng)力對(duì)建筑的熱損失很大，增大冷空氣的滲透量，使室內(nèi)熱損失加大。由于建筑某些部位處理不當(dāng)，墻體內(nèi)部易產(chǎn)生冷凝水。因此，建筑保溫材料的選用，建筑構(gòu)造的合理性應(yīng)建立在科學(xué)、可靠的基礎(chǔ)上。節(jié)能與高層建筑設(shè)計(jì)

3.3 窗的節(jié)能技術(shù)。玻璃窗不僅傳熱量大，而且由于其熱阻遠(yuǎn)小于其他圍護(hù)結(jié)構(gòu)，造成冬季窗戶表面溫度過(guò)低，對(duì)靠近窗口的人體進(jìn)行冷輻射，形成“輻射吹風(fēng)感”，嚴(yán)重地影響室內(nèi)熱環(huán)境的舒適。目前，就窗的節(jié)能措施，主要是從以下幾個(gè)方面考慮：首先，控制窗墻面積比。窗戶既有引進(jìn)太陽(yáng)輻射熱的有利方面，又有因傳熱損失和冷風(fēng)滲透損失都比較大的不利方面。就其總效果而言，窗戶仍是保溫能力最低的構(gòu)件。由于通過(guò)窗戶的熱損失比例較大，因此我國(guó)規(guī)定：南向的窗墻比≤0.35，東西朝向的窗墻比≤0.25（單側(cè)窗）、≤0.30（雙側(cè)窗），北向的窗墻比≤0.20。

其次，提高氣密性，減少冷風(fēng)滲透。最后，提高窗戶的保溫能力。包括改善窗框的保溫性能以及使用中空玻璃來(lái)改善窗玻璃部分的保溫能力。

4、結(jié)語(yǔ)：

我國(guó)近年來(lái)提出可持續(xù)發(fā)展這個(gè)概念，但是卻在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中步履艱難，但是這是一條必然的路，我們沒有放棄對(duì)綠色技術(shù)的追求，相繼出現(xiàn)了許多關(guān)于綠色建筑的條文和法規(guī)，經(jīng)過(guò)多年努力，我國(guó)民用建筑節(jié)能的管理規(guī)定、法規(guī)體系初步建立，形成了建筑節(jié)能的技術(shù)支撐體系，建立了一些試點(diǎn)項(xiàng)目，并且還進(jìn)行了一些國(guó)際交流的合作項(xiàng)目。

在國(guó)外已經(jīng)十分完善的綠色建筑技術(shù)的系統(tǒng)中有很多東西值得我們學(xué)習(xí)，單憑建筑師一個(gè)人的努力是完全不夠的，還應(yīng)該有社會(huì)各界的配合和各個(gè)專業(yè)的共同發(fā)展。綠色高層建筑是我們要走的一條必然的路。

參考文獻(xiàn)：

[1]《生態(tài)建筑：面向未來(lái)的建筑》東南大學(xué)出版社

[2]《發(fā)展生態(tài)建筑，改善人民環(huán)境》劉海龍.住宅科技

[3]《21世紀(jì)人居環(huán)境的建設(shè)》李熙成，等.住宅科技

[4]《21世紀(jì)新型建筑的特點(diǎn)》趙里云.建筑